【摘要】：地鐵站、隧道、防空洞等建筑物的消防安全一直是一個令人頭疼的問題。目前以上場所普遍采用間隔布置箱式液態(tài)滅火器的辦法進行防火。箱式液態(tài)滅火器主要由泡沫滅火劑、水、箱體、比例混合器、自動開啟裝置等組成,其中比例混合器是一個關(guān)鍵部件,它決定著整套設(shè)備的運轉(zhuǎn)和滅火功能的實現(xiàn),但普遍性能差強人意,仍存在著許多不足,譬如:負壓不夠、藥物混合不勻、噴射出的滅火劑無霧狀、射程不足等,難以滿足使用要求。雖然管線式負壓比例混合器功能較為完善,但與國外同類產(chǎn)品還存在較大的差距,也缺乏統(tǒng)一的設(shè)計標準與要求。因此,針對這一系列問題,本文通過理論分析、數(shù)值分析和實驗相結(jié)合的方法,提出了一套簡單實用的設(shè)計方法,解決了現(xiàn)有產(chǎn)品存在的性能缺陷、設(shè)計標準不統(tǒng)一、計算過程過于繁瑣等問題,取得研究結(jié)論和成果如下:(1)在大量文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上,提出了管線式負壓比例混合器設(shè)計的設(shè)計要求,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)品喉部負壓不足、射程不足、混合不均等問題,對初始結(jié)構(gòu)進行了改進,入口段由直管改為圓錐管,噴嘴由階梯狀改為連續(xù)狀,采用對稱結(jié)構(gòu)型式。根據(jù)理論計算確立了喉部負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壓和更高的出口流速,對改進結(jié)構(gòu)的出口錐角、入口錐角和入口壓力進行了優(yōu)選組合,解決了藥物混合不均的問題。(2)運用流體動力學(xué)軟件,通過對市場上普遍應(yīng)用的某特定產(chǎn)品的初始結(jié)構(gòu)和改進結(jié)構(gòu)進行不同進口壓力影響下的敏感性分析,得出了其工作狀態(tài)下流場的一些特征參數(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)果表明改進結(jié)構(gòu)的負壓較初始結(jié)構(gòu)更低,射程較初始結(jié)構(gòu)更遠,能量轉(zhuǎn)換效率較初始結(jié)構(gòu)更高。(3)對初始結(jié)構(gòu)和改進結(jié)構(gòu)進行流固耦合分析,兩種結(jié)構(gòu)強度和剛度均能滿足設(shè)計要求,但改進結(jié)構(gòu)適應(yīng)性更強。(4)引入水力空化模型,解決了長期困擾喉管處壓力值小于極限值的問題,這也間接證實了有限元計算模型的有效性和精確性。(5)試驗結(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)狀的改進結(jié)構(gòu),達到極限負壓的速率更快、負壓的臨界壓力更小,沿程壓力損失更小,改進結(jié)構(gòu)優(yōu)于初始結(jié)構(gòu)。也證實了仿真計算結(jié)果與試驗結(jié)果的一致性。
【圖文】：

重點防火單位，因此在這些場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行混合，這防安全中的重要環(huán)節(jié)，而完成這一過程的關(guān)鍵設(shè)備為管線式負國內(nèi)的管線式負壓比例混合器仍存在著許多問題。首先是出口國內(nèi)的管線式負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題，國外的比例混合器泡沫液的混合 3%左右，而目前國內(nèi)的最低混合濃度在 5%左右。混合濃度低。再者是噴霧效果的問題，國內(nèi)的現(xiàn)有產(chǎn)品由于泡沫混合均勻液體多成液滴狀，而國外有些產(chǎn)品可以做到霧狀的噴射效果，上國內(nèi)產(chǎn)品仍有進步的空間。綜上，設(shè)計一款效果較好的管線顯得尤為重要。常見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。本文主要針對合器進行研究。

管線式負壓比例混合器設(shè)計及分析丘里施肥器的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，無需外加真于技術(shù)人員學(xué)習(xí)。國外公司，如美國的 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，產(chǎn)品如圖 1.5 所示。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U453.8

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本文編號：2679543