建筑物火災產生的濃煙、粉塵和高溫是開展消防滅火的主要障礙,研究開發(fā)具有消煙、降塵、降溫功能的消防設備是關系消防人員、受災人群人身安全和達到更有效滅火目的的重要保障。水力消排煙機作為防爆性好、移動方便、兼具消煙和降塵降溫等優(yōu)勢的消防輔助器材,備受相關領域關注。本文以水力消排煙機的核心部件水輪為研究對象,著力在研究結構參數(shù)對水輪內流場特性及性能的影響規(guī)律基礎上,進行水輪結構優(yōu)化設計研究,以期為水輪及水力消排煙機的研發(fā)提供參考。主要研究工作及結論如下:1、在綜合調研分析的基礎上,建立了水輪內部流動計算模型,對現(xiàn)有水輪內流場進行了模擬計算,并通過實驗驗證了模型的可靠性。2、研究了直噴管水輪的噴管長度、噴管直徑、噴管根數(shù)、噴孔面積和噴孔角度等結構參數(shù)對水輪內部流動特性及效率的影響規(guī)律,分析影響水輪性能的關鍵結構參數(shù),為水輪結構優(yōu)化奠定基礎。研究表明:噴管長度是水輪效率的重要影響因數(shù)之一,較小的噴管長度更易獲得更高效率;噴孔角度對水輪效率的影響明顯,噴孔角度增大效率降低;其它參數(shù)對水輪效率的影響相對較小。3、研究了彎噴管水輪彎管夾角對水輪效率的影響規(guī)律。研究表明:彎管角度對水輪效率的影響十分顯著,... 

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 水力消排煙機的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 水力機械內部流動的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 水力機械優(yōu)化設計的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究現(xiàn)狀總結
    1.4 本文研究內容
第二章 水輪內流場計算模型的建立與驗證
    2.1 水輪的結構和性能參數(shù)
        2.1.1 水輪主要結構參數(shù)
        2.1.2 水輪主要工況及性能參數(shù)
    2.2 水輪的內流場計算模型建立
        2.2.1 水輪計算域的確定
        2.2.2 湍流模型的選擇
        2.2.3 水輪邊界條件的確定
        2.2.4 網格劃分及無關性檢驗
    2.3 水輪內流場數(shù)值模擬結果及實驗對比驗證
        2.3.1 水輪內流場數(shù)值模擬結果
        2.3.2 現(xiàn)有水輪的性能實驗
        2.3.3 水輪模擬結果與實驗結果對比驗證
    2.4 本章小結
第三章 水輪結構參數(shù)對流動特性及性能的影響分析
    3.1 噴管長度對水輪內流場及性能的影響
    3.2 噴管直徑對水輪內流場及性能的影響
    3.3 噴管根數(shù)對水輪內流場及性能的影響
    3.4 噴孔面積對水輪內流場及性能的影響
    3.5 噴孔角度對水輪內流場及性能的影響
    3.6 水輪的速度比分析
    3.7 本章小結
第四章 基于遺傳算法的直噴管水輪優(yōu)化設計研究
    4.1 優(yōu)化目標及優(yōu)化變量的選取
    4.2 代理模型的建立
        4.2.1 均勻試驗法建立數(shù)據(jù)庫
        4.2.2 響應面法建立代理模型
        4.2.3 響應等高線分析
    4.3 遺傳算法運用及優(yōu)化結果分析
        4.3.1 基于遺傳算法的直噴管水輪優(yōu)化設計
        4.3.2 水輪結構優(yōu)化結果分析
    4.4 本章小結
第五章 基于遺傳算法的彎噴管水輪優(yōu)化設計研究
    5.1 彎噴管水輪的結構及內流場分析
        5.1.1 彎噴管水輪的主要結構參數(shù)
        5.1.2 彎噴管水輪內流場分析
    5.2 彎管角度對彎噴管水輪性能的影響
    5.3 彎噴管水輪速度比分析
    5.4 彎噴管水輪優(yōu)化變量的選取
    5.5 代理模型的建立及分析
        5.5.1 響應面法建立代理模型
        5.5.2 彎噴管水輪響應等高線分析
    5.6 彎噴管水輪優(yōu)化結果分析
    5.7 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的相關研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]槽腔耦合液體機械密封多目標優(yōu)化研究[D]. 任坤騰.江蘇大學 2017



本文編號：3727642