细水雾喷嘴及网格的雾化特性分析与实体灭火试验研究

摘要

根据世界火灾统计中心的研究，火灾损失占了国民经济总值的l％。哈龙灭火系统严重破坏大气臭氧层，将被全面禁止使用。在选择灭火剂时，应考虑清洁，环保，灭火迅速，技术成熟及对人体安全，投资适度等因素。市场需要替代传统灭火剂的产品出现。高压细水雾灭火技术无污染、灭火效率高，已成为国际上公认的哈龙灭火系统的主流替代技术之一。 喷嘴是各种类型高压细水雾灭火系统中必不可少的关键部件。本课题关于喷嘴的雾化机理、雾化特性及其灭火性能的分析比较，选择了离心式喷嘴并对其进行理论分析，得出了对喷嘴设计有一定指导作用的结论。 采用一些测试技术，利用激光粒度仪对多个喷嘴进行了大量的雾滴直径测量：测量系统流量与压力的变化关系；喷头的耐腐蚀、抗压效果等。对高压细水雾灭火系统的工作原理，系统组成，动作流程及施放方式，主要技术参数等进行了阐述。 利用FLUENT6.0软件，模拟出单喷嘴和2×2喷嘴在燃烧室内温度、速度和压力的变化规律。 根据不同的防护对象，提出了多种类型的灭火系统方案，设计出了固定式单相高压细水雾灭火系统样机。用该样机进行了灭火性能试验，结果表明：高压细水雾灭火系统灭火性能良好，耗水量少，灭火迅速，对人员、设备不会产生危害。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景及意义

1.1.1火灾及其危害

1.1.2卤代烷(halon，译名为哈龙)灭火剂的危害

1.1.3哈龙灭火剂及其替代产品的技术性能比较

1.1.4细水雾灭火剂的优势

1.2国内、外研究现状

1.2.1国外现状

1.2.2国内现状

1.3课题的主要研究内容

第2章与课题相关技术和理论基础

2.1喷嘴分类及工作原理

2.1.1直射式喷嘴

2.1.2单路压力雾化喷嘴

2.1.3旋转式雾化喷嘴

2.1.4声学超声波喷嘴

2.1.5静电雾化喷嘴

2.2雾化技术的应用领域及喷嘴的研究与发展

2.2.1应用领域

2.2.2喷嘴的发展

2.3燃烧的本质及气液相数学模型

2.3.1燃烧的本质

2.3.2气液相数学模型

第3章高压单相细水雾灭火系统的设计

3.1高压单相细水雾灭火系统的动作流程

3.1.1自动施放

3.1.2电气手动施放

3.1.3手动施放

3.2系统各组成部分的确定

3.2.1水泵额定流量的确定

3.2.2水泵额定压力的确定

3.2.3水箱有效容积的计算

3.2.4溢流阀、分区阀及过滤器的选择

3.3系统的水力计算

3.4系统的管道水力计算

第4章喷嘴及其雾化特性分析

4.1离心式喷嘴的理论计算

4.2离心理论推导

4.2.1旋转流体运动基本方程

4.2.2流体压力分布规律

4.3射流破碎

4.4薄膜破碎

4.5喷嘴的雾化质量指标

4.5.1流量特性

4.5.2喷雾锥角

4.5.3单个喷嘴的喷雾周向不均匀度

4.5.4喷雾射程

4.5.5雾通量

4.5.6雾化颗粒细度

4.5.7雾化液滴的均匀度

4.5.8液滴动量

4.6离心式喷嘴的结构设计

第5章细水雾灭火机理

5.1在雾场中细水雾与火之间相互作用的探讨

5.1.1边界层理论

5.1.2灭火实验室简化模型的建立

5.2灭火机理的探讨

第6章细水雾在密闭空间灭火仿真分析

6.1 FLUENT概述

6.2采用FLUENT软件进行仿真分析

6.2.1单喷嘴灭火仿真分析

6.2.2 2×2网格喷嘴灭火仿真分析

6.3细水雾灭火仿真分析结果

第7章细水雾喷头性能试验和实体灭火试验研究

7.1冷态特性实验研究

7.1.1雾滴的粒径

7.1.2流量的测量

7.2实际灭火试验

7.2.1试验检测仪器

7.2.2灭火时间的测量

7.2.3试验结果分析

7.3综合灭火时间分析小结

第8章结论与展望

8.1本文结论

8.2展望

致谢

参考文献

附 录

研究生期间发表的论文情况