發(fā)布時(shí)間：2020-05-25 04:09

【摘要】：地鐵站、隧道、防空洞等建筑物的消防安全一直是一個(gè)令人頭疼的問(wèn)題。目前以上場(chǎng)所普遍采用間隔布置箱式液態(tài)滅火器的辦法進(jìn)行防火。箱式液態(tài)滅火器主要由泡沫滅火劑、水、箱體、比例混合器、自動(dòng)開(kāi)啟裝置等組成,其中比例混合器是一個(gè)關(guān)鍵部件,它決定著整套設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和滅火功能的實(shí)現(xiàn),但普遍性能差強(qiáng)人意,仍存在著許多不足,譬如:負(fù)壓不夠、藥物混合不勻、噴射出的滅火劑無(wú)霧狀、射程不足等,難以滿足使用要求。雖然管線式負(fù)壓比例混合器功能較為完善,但與國(guó)外同類產(chǎn)品還存在較大的差距,也缺乏統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與要求。因此,針對(duì)這一系列問(wèn)題,本文通過(guò)理論分析、數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,提出了一套簡(jiǎn)單實(shí)用的設(shè)計(jì)方法,解決了現(xiàn)有產(chǎn)品存在的性能缺陷、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、計(jì)算過(guò)程過(guò)于繁瑣等問(wèn)題,取得研究結(jié)論和成果如下:(1)在大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,提出了管線式負(fù)壓比例混合器設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求,包括入口管徑、出口管徑、喉部管徑三者之間的相互關(guān)系,以及入口錐角、出口錐角、入口壓力、出口壓力、出口速度的參數(shù)組合關(guān)系等。為了解決產(chǎn)品喉部負(fù)壓不足、射程不足、混合不均等問(wèn)題,對(duì)初始結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),入口段由直管改為圓錐管,噴嘴由階梯狀改為連續(xù)狀,采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)型式。根據(jù)理論計(jì)算確立了喉部負(fù)壓與入口壓力和局部水頭損失系數(shù)之間的關(guān)系。為獲得更低的喉部負(fù)壓和更高的出口流速,對(duì)改進(jìn)結(jié)構(gòu)的出口錐角、入口錐角和入口壓力進(jìn)行了優(yōu)選組合,解決了藥物混合不均的問(wèn)題。(2)運(yùn)用流體動(dòng)力學(xué)軟件,通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上普遍應(yīng)用的某特定產(chǎn)品的初始結(jié)構(gòu)和改進(jìn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同進(jìn)口壓力影響下的敏感性分析,得出了其工作狀態(tài)下流場(chǎng)的一些特征參數(shù),包括壓力分布、速度分布、壓力變化曲線、速度變化曲線、流線分布和出口流速等,仿真結(jié)果表明改進(jìn)結(jié)構(gòu)的負(fù)壓較初始結(jié)構(gòu)更低,射程較初始結(jié)構(gòu)更遠(yuǎn),能量轉(zhuǎn)換效率較初始結(jié)構(gòu)更高。(3)對(duì)初始結(jié)構(gòu)和改進(jìn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行流固耦合分析,兩種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度均能滿足設(shè)計(jì)要求,但改進(jìn)結(jié)構(gòu)適應(yīng)性更強(qiáng)。(4)引入水力空化模型,解決了長(zhǎng)期困擾喉管處壓力值小于極限值的問(wèn)題,這也間接證實(shí)了有限元計(jì)算模型的有效性和精確性。(5)試驗(yàn)結(jié)果表明,入口段由直管改為圓錐管、出口段由階梯狀改為連續(xù)狀的改進(jìn)結(jié)構(gòu),達(dá)到極限負(fù)壓的速率更快、負(fù)壓的臨界壓力更小,沿程壓力損失更小,改進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)于初始結(jié)構(gòu)。也證實(shí)了仿真計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的一致性。
【圖文】：

重點(diǎn)防火單位，因此在這些場(chǎng)所都配備了消防安全設(shè)施。在消與液體之間或液體與固體之間常需要按一定比例進(jìn)行混合，這防安全中的重要環(huán)節(jié)，而完成這一過(guò)程的關(guān)鍵設(shè)備為管線式負(fù)國(guó)內(nèi)的管線式負(fù)壓比例混合器仍存在著許多問(wèn)題。首先是出口國(guó)內(nèi)的管線式負(fù)壓比例混合器出口流速較低，導(dǎo)致產(chǎn)品的射程于相同的著火面積需要的比例混合器的數(shù)量也多，這使得相關(guān)。其次是混合液的比例問(wèn)題，國(guó)外的比例混合器泡沫液的混合 3%左右，而目前國(guó)內(nèi)的最低混合濃度在 5%左右�；旌蠞舛鹊汀Ｔ僬呤菄婌F效果的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)的現(xiàn)有產(chǎn)品由于泡沫混合均勻液體多成液滴狀，而國(guó)外有些產(chǎn)品可以做到霧狀的噴射效果，上國(guó)內(nèi)產(chǎn)品仍有進(jìn)步的空間。綜上，設(shè)計(jì)一款效果較好的管線顯得尤為重要。常見(jiàn)的比例混合器主要有以下幾種：管線式例混合器（圖 1合器；壓力比例混合器；平衡式比例混合器等。本文主要針對(duì)合器進(jìn)行研究。

管線式負(fù)壓比例混合器設(shè)計(jì)及分析丘里施肥器的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需外加真于技術(shù)人員學(xué)習(xí)。國(guó)外公司，如美國(guó)的 Toller、司，，于 2000 年左右就生產(chǎn)出了文丘里施肥裝置目前也有相應(yīng)產(chǎn)品，多利用閥門調(diào)節(jié)施肥器的流行監(jiān)測(cè)，產(chǎn)品如圖 1.5 所示。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U453.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2679543