【摘要】：消防水炮是一種通過噴射高速水流進(jìn)行滅火的裝置。與美國(guó)TFT和Akron等國(guó)際上知名的消防水炮生產(chǎn)廠家相比,在相同流量條件下,國(guó)內(nèi)企業(yè)制造的消防水炮射程近、壓力偏高、滅火效果差。自適應(yīng)消防水炮能夠在不同流量條件下自動(dòng)調(diào)節(jié)炮口開度,從而對(duì)炮頭出口水流速度和流場(chǎng)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)自適應(yīng)消防水炮的自調(diào)節(jié)機(jī)理進(jìn)行研究,優(yōu)化其水力學(xué)性能,使其在不同流量條件下的射程和工作壓力均能達(dá)到或優(yōu)于國(guó)標(biāo)要求,可為提高國(guó)內(nèi)消防水炮產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力提供支持。依據(jù)流體力學(xué)的經(jīng)驗(yàn)公式和課題組前期仿真結(jié)果確定了自適應(yīng)消防水炮內(nèi)部能量損失的計(jì)算方法�；诹黧w力學(xué)的三個(gè)基本方程,即伯努利方程、連續(xù)性方程和動(dòng)量方程,建立了自適應(yīng)消防水炮的自調(diào)節(jié)機(jī)理模型,確定了不同流量下炮口開度的計(jì)算方法。分析了自適應(yīng)消防水炮內(nèi)部能量損失、炮頭入口壓力和炮口開度隨流量變化的規(guī)律。在各流量條件下,水炮內(nèi)部沿程損失均較小,彎管和穩(wěn)流器位置的局部損失較大,且均隨流量的增大而增大。當(dāng)流量增大時(shí),炮頭入口壓力增大趨勢(shì)逐漸加快,而炮口開度增大趨勢(shì)逐漸減慢。設(shè)計(jì)了炮口開度測(cè)試實(shí)驗(yàn)工裝,通過理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了自調(diào)節(jié)機(jī)理模型的正確性,同時(shí)為水炮流場(chǎng)仿真提供了初始條件。確定了水炮流場(chǎng)性能的主要評(píng)價(jià)指標(biāo),即流線形式、進(jìn)出口壓差、出口平均湍動(dòng)能、反作用力和反作用力矩。利用流場(chǎng)仿真方法分析了整流裝置對(duì)自適應(yīng)消防水炮流場(chǎng)性能的影響,結(jié)果表明同時(shí)設(shè)置導(dǎo)流板和穩(wěn)流器時(shí),水炮出口流場(chǎng)環(huán)流現(xiàn)象明顯減少,進(jìn)出口壓差和出口平均湍動(dòng)能明顯減小。以自適應(yīng)消防水炮的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),即噴芯形狀、穩(wěn)流器形式和炮頭入口流道結(jié)構(gòu)為因素設(shè)計(jì)了正交試驗(yàn),確定了三者的最佳組合形式�；谡辉囼�(yàn)所確定的自適應(yīng)消防水炮結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)并制造了水炮新樣機(jī)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,優(yōu)化后水炮的射程比優(yōu)化前提高了2.2%以上,某些流量條件下工作壓力比優(yōu)化前有所降低。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU998.13
【圖文】：

第 1 章 緒 論液壓馬達(dá)或電機(jī)控制。具有 U 型炮身和雙 U 型炮身的消防水炮如圖 1結(jié)構(gòu)的存在，水流流經(jīng)炮身時(shí)流動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生極大變化，出現(xiàn)較多漩流強(qiáng)度急劇增大，從而造成較多的能量損失。因此，合理設(shè)計(jì)流道結(jié)減少水炮內(nèi)水流的能量損失、提高水炮射程有較大意義[8]。

建立算將利用 ANSYS Workbench 中對(duì)水炮幾何模型進(jìn)行一系列前的三維模型，然后利用 UG 建立NSYS Workbench 中進(jìn)行網(wǎng)格劃分立立適應(yīng)消防水炮進(jìn)行三維建模，水消防公司自制炮身，為雙 U 型炮

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2713417