本文關(guān)鍵詞：消防水霧炮的理論研究和設備研制

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【摘要】：本文介紹了一種專用消防水霧炮的設計,這種水霧炮用于大型硫磺粉倉庫的消防。設計這種水霧炮的主要目的是為了防止滅火時已燃粉末由于水流沖擊而濺起,引起更大面積的火災。因此設計的消防水霧炮要求既滿足較遠的射程,又能覆蓋一定的寬度,且可使水滴在落地前能較好霧化。消防水霧炮的結(jié)構(gòu)設計主要是噴嘴和炮身的結(jié)構(gòu)設計。本文首先對水射流理論進行了闡述,并列出了消防水霧炮湍動射流的控制方程,為消防水霧炮結(jié)構(gòu)設計提供了理論依據(jù)。然后,進行消防水霧炮噴嘴的設計。本文先通過比較不同結(jié)構(gòu)形狀的噴嘴,設計出了本文的噴嘴出口截面形狀為近似矩形。再根據(jù)水射流邊界的線性擴展性,并通過FLUENT仿真對比,設計了一種可調(diào)噴嘴,即保持噴嘴出口截面長度一定,通過改變可調(diào)噴嘴出口截面寬度尺寸來調(diào)節(jié)射流的覆蓋寬度和霧化程度。同時通過仿真分析確定了可調(diào)噴嘴出口截面的長度尺寸為100mm�？烧{(diào)噴嘴結(jié)構(gòu)設計完成后,再對其核心部件進行應力和干涉分析,確保結(jié)構(gòu)的可靠性。最后對可調(diào)噴嘴進行密封性試驗,檢驗可調(diào)噴嘴加工和設計的可靠性,防止在進行整體水射流試驗時發(fā)生泄露。最后,進行消防水霧炮的炮身結(jié)構(gòu)設計。消防水霧炮的炮身結(jié)構(gòu)設計主要包括炮身流道的設計和炮身在水平和俯仰方向的傳動方式設計。本文通過對三種不同流道的有限元仿真對比,確定了彎管折彎半徑為100mm流道的優(yōu)越性,并將其仿真結(jié)果與理論計算得出的水頭損失進行比較,驗證了仿真結(jié)果的可靠性,并設計了采用蝸桿傳動的方式進行炮身在水平和俯仰角度的轉(zhuǎn)動。從而最終設計出了滿足要求的消防水霧炮。
【關(guān)鍵詞】：消防水霧炮 水射流 霧化 噴嘴
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU892
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1. 緒論8-13
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 消防水炮國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容10-13
• 2. 消防水霧炮的水射流理論13-22
• 2.1 水射流流體的基本性質(zhì)13-14
• 2.2 水射流的基本理論14-17
• 2.2.1 水射流的定義與分類14-15
• 2.2.2 水射流的分區(qū)結(jié)構(gòu)15-16
• 2.2.3 水射流基本特性16-17
• 2.3 消防水霧炮的水射流霧化理論17-19
• 2.3.1 霧化過程17
• 2.3.2 射流破碎機理17-18
• 2.3.3 影響霧化的無量綱參數(shù)18-19
• 2.4 水射流軌跡近似方程的建立19-21
• 2.4.1 影響水射流射程的因素19
• 2.4.2 水射流軌跡近似方程的推導19-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 3. 消防水霧炮的計算流體動力學理論22-31
• 3.1 計算流體動力學(CFD)的基本概念22
• 3.2 消防水霧炮射流的CFD求解過程22-24
• 3.3 流體動力學控制方程及其通用形式24-27
• 3.4 消防水霧炮湍動射流控制方程27-30
• 3.4.1 湍流基本方程27-29
• 3.4.2 基于標準k-s模型的湍流控制方程29-30
• 3.5 近壁區(qū)模型30
• 3.6 本章小結(jié)30-31
• 4. 消防水霧炮的噴嘴設計31-51
• 4.1 消防水霧炮設計要求31
• 4.2 消防水炮噴嘴類型31-34
• 4.3 初選噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)34
• 4.4 對不同尺寸噴嘴的流場模擬與分析34-39
• 4.4.1 幾何建模與網(wǎng)格劃分35-36
• 4.4.2 模型選擇及參數(shù)設置36-37
• 4.4.3 仿真結(jié)果分析與對比37-39
• 4.5 可調(diào)噴嘴結(jié)構(gòu)設計39-41
• 4.6 可調(diào)噴嘴關(guān)鍵部件的分析41-46
• 4.6.1 調(diào)節(jié)板的強度分析41-44
• 4.6.2 擋板的運動分析44-45
• 4.6.3 調(diào)節(jié)板與擋板的相互位置分析45-46
• 4.7 不同狀態(tài)下可調(diào)噴嘴內(nèi)流場的分析46-49
• 4.7.1 確定不同狀態(tài)下可調(diào)噴嘴的進出口流速46
• 4.7.2 分別建立三維模型并進行數(shù)值模擬46-49
• 4.8 可調(diào)噴嘴密封性試驗49-50
• 4.9 本章小結(jié)50-51
• 5. 消防水霧炮的結(jié)構(gòu)設計51-65
• 5.1 現(xiàn)有消防水炮結(jié)構(gòu)類型51
• 5.2 不同炮身流道的仿真分析與對比51-58
• 5.2.1 建立三種不同的流道三維模型52-53
• 5.2.2 計算模型選擇和參數(shù)設置53
• 5.2.3 結(jié)果分析與對比53-56
• 5.2.4 炮身流道內(nèi)水流阻力損失的驗算56-58
• 5.3 消防水霧炮噴射角調(diào)節(jié)方式設計與強度分析58-61
• 5.3.1 消防水霧炮水平與俯仰噴射角調(diào)節(jié)方式設計58-59
• 5.3.2 蝸桿傳動強度分析59-61
• 5.4 消防水霧炮整體結(jié)構(gòu)61-62
• 5.5 后坐力對消防水霧炮影響分析62-64
• 5.5.1 后坐力大小計算62-63
• 5.5.2 后坐力對炮身彎管的影響63-64
• 5.6 本章小結(jié)64-65
• 6. 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-71
• 附錄71

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：848504