改進消防水槍性能的實驗研究文/王紅霞 廖振方 陳德淑 摘要:針對目前消防水槍中出現的問題,為提高水槍射流的噴射距離和滅火效果,對國產現用消防水槍提出了改進方案。改進后的水槍由整流器、自激振蕩脈沖射流噴嘴和接頭所組成。實驗觀測:射流以脈沖形式噴出,如同一連串的水彈.噴射距離也有一定程度的提高。 關鍵詞:消防水槍;自激振蕩脈沖射流;噴嘴 根據湍流理論以及自激振蕩脈沖噴嘴理論,改進后的消防水槍的外形圖如圖1所示: 消防水槍通常采用帆布管連接,帆布管的粗糙度較大,而且常伴隨有彎曲、收縮和扭曲。水流通過帆布管時,除了水流本身的自然紊流外還會產生附加渦流。因此,水流在帆布管內的流動是自然紊流和附加渦流疊加,附加渦流的存在,直接影響出口射流的品質(如射距和打擊力)和滅火效果。為了消除有害的附加渦流,水流進人水槍后能穩定地流動,一般常用整流器來消除。
1整流器的工作原理 目前國內外使用的整流器大致有星型、機翼型、蜂巢型和井字型等。根據功能的不同,它的結構、尺寸和形狀都有一定的要求,否則安在液流流場中的整流器可能本身就成為擾動源,不僅不能提高射流品質而且還大大有害。 目前使用的整流器的結構如圖2所示。在這幾種整流器中機翼型整流器對軸向渦流的消除效果**.但它的結構較復雜,在消防水槍中難以實現;星型整流器在消防水槍干管相對較短的情況下效果也不理想;井字型雖可減少長度,但消除軸向旋渦效果不如蜂巢型。本實驗決定選用蜂巢型(管式)整流器進行實驗研究。蜂巢型整流器的工作原理:當液體進人蜂巢型整流器后,液體被分割成幾股平行液流,從各個小管流出,從而消除了軸向旋渦,整流器干管長度也較短(一般為200 mm~250 mm)。整流器前應有直線段長度(一般為干管直徑的1. 5~2.0倍)。實驗用水槍干管的直徑為60 mm,直線段長度選為100 mm,水槍接口直徑5 6mm,水槍接口應平滑過度到60 mm的干管直徑處實驗表明蜂巢型整流器中的管子內徑為20 mm ~25mm時效果較好在干管內徑為60 mm條件下。共安裝4根管子(壁厚為1 mm )。整個整流器的長度為350mm
2噴嘴的收斂角 現有實驗用水槍噴嘴的收斂角一般為9°。收斂效果不太理想,目前一般認為LEE'S噴嘴效果較好。它的收斂角為12. 5 °~13. 5 °。實驗用噴嘴的收斂角選定為13°。 3自激振蕩脈沖噴嘴 目前在消防水槍中所用的噴嘴是連續射流.顯然將連續射流變成脈沖射流能大大地增強滅火效果目前產生脈沖水射流的方法有:脈沖水炮、機械阻斷裝置、利用管道系統和流體的彈性共振產生脈沖水射流以及電液壓脈沖水射流等,這些方法結構復雜.操作困難不適用于消防水槍,因此采用了作者發明和研制成功的自激振蕩脈沖射流噴嘴。自激振蕩脈沖射流噴嘴結構簡單、體積小、無外加驅動裝置和活動部件 4自激振蕩脈沖射流暗嘴的工作原理 自激振蕩脈沖射流噴嘴的工作原理(見圖3)
當一股穩定的射流或剪切流從噴嘴上游向噴嘴下游流動時,因為剪切層不穩定性對渦流擾動有選擇的放大。在剪切層中形成一串離散渦環。當其到達碰撞壁并與之相互作用時在碰撞區產生壓力振蕩波,該波以聲速向上游傳播,又誘發新的渦量脈動。該過程不斷往復就會形成強烈的自激振蕩脈沖射流。實驗發現這種射流具有較大的變壓特性和很強的空化作用。應用該理論研制出的自激振蕩脈沖射流噴嘴克服了現有消防噴嘴射程短、持續能量小等缺點。自激振蕩靠流體本身在合適的流體結構中產生振蕩,因此對于自激振蕩脈沖噴嘴結構設計至關重要。在自由射流的條件下。測試了自激振蕩脈沖射流噴嘴裝置幾何參數變化對自激振蕩脈沖射流的影響,經過實驗研究,得出了合理的振蕩脈沖射流結構參數。影響自激振蕩的主要結構參數為無量綱腔長L/D1,上下游噴嘴直徑比D2/D1,。碰撞壁形狀等。通過實驗得出以下結論: (1)腔長過短不能形成剪切層或剪切層的不穩性對該范圍的擾動不敏感;腔長過大反饋的擾動不能有效激勵分離新渦量脈動的產生。換言之,腔長大小是與剪切層不穩定的發展和擾動反饋密切相關,它是形成自激振蕩的關鍵參數之一。當腔長由零逐漸增大時。射流由穩定轉向脈動,當L/D1<1.0時,脈動頻率高,脈動幅值減小。當1.0<L/D1<2.4時,脈動幅值突然增大,且呈現一定的周期性,當L/D1繼續增大。脈動幅值開始下降,當L/D1大于 5. 6時,脈動幾乎消失,本設計中選用L/D1=2.0 (2)上、下噴嘴直徑之比。由我們實驗得知.當DD, <G1.0時,從出口噴射出的射流脈動幅值很低,分辨不出是自激振動還是射流的紊流產生的脈動顯然不適合我們產生自激振蕩脈沖射流的設計要求試驗表明D2/D1一1.2比較合理。 (3)碰撞壁的形狀對自激振蕩脈沖射流的幅值和頻率影響較大實驗表明:錐形碰撞壁與渦旋相互作用產生的振蕩壓力系數**,平面形次之,橢球體形最差。因此,碰撞壁的形定為錐度為110°的截錐形碰撞壁。 (4)振蕩腔室的直徑。實驗表明:當振蕩腔室直徑DT太小時剪切層要受壁面限制,旋渦不能得到自由發展,在向下游的發展過程中不能產生重要的渦旋配對現象。隨著DT/D1比值增大射流強度增大,在DT/D1=8. 8時強度達到**,最后逐漸趨于平穩,實驗中DT/D1=8. 0。 (5)必須強調指出:上、下噴嘴的同心度對于自激振蕩脈沖射流噴嘴的工作非常重要,振蕩腔室必須對稱,在產生強烈自激振蕩射流后,射流軸心壓力脈動強烈,若不能保證其同心度,從下噴嘴射出的射流品質將受到強烈影響。 4實驗結果及分析 實驗是在重慶市某消防中隊進行的。 消防泵的技術參數:流量:1 600 L /min壓力:1MPa,實驗現場見圖40
圈4自激振蕩消防水槍脈沖射流演示實驗 消防噴嘴的出口直徑: Φ 19 mm(改進前和改進后的噴嘴直徑相同) 實驗的測試是很粗糙的,采用目測和照像。通過試驗發現以下現象: (1)改進后的消防水槍噴射出的射流以脈沖形式噴出,它如同一連串的水彈,每個水彈具有明顯團狀形狀(見圖4)。 (2)射程較遠。水槍在加裝了自激振蕩脈沖噴嘴時所做的實驗可清楚看出其射程明顯增加(從35 m提高為40 m左右)。顯示了整流器與LEE'S噴嘴聯合應用后,射流具有良好的收斂效果。 (3)脈沖射流水槍的后座力減小,操作人員感到輕松。 滅火器年檢/消防檢測/消電檢/消防維保/消防評估文章 大興區、昌平區人民政服: 4月份以來,大興區、昌平區連續發生多起火災事故,并因生產安全事故引發2起廠房次生火災,造員傷亡和財產損失。4月11日15時許,昌平區馬池口百泉莊一民房起火,造成1人死亡;4月11日18時許,昌平區回龍觀鎮馬家地22號院海蘭洗浴中心發生火災,造成1人死亡;4月29日15時許,大興區西紅門鎮北京興旺鑫達有限公司廠房因電氣線路故障引發火災,過火面積300平方米;4月... 因用電造成火災事故的實例不勝枚舉,不良影響令人震驚。電力變電器是電力供電系統軟件的一個關鍵步驟,對其很有可能造成的火災事故也非常值得大家留意。變電裝置為提高絕緣性能能,大多數應用油紙等絕緣導體,這種絕緣導體若碰到火苗和電弧不僅自身會燃燒,并且會產生地區性停電和從而而導致的安全事故,并且當變電器發生火災事故后燃燒擴散快速、滅火難度大。消防檢測公司專項資質從事電氣檢測及消防設施檢測,提供消電... 5月26日下午2時南墻縫社區召開了兩委會議,社區黨委書記佟愛民同志傳達了長辛店街道辦事處史文彬主任、王文遙部囘長講話的指示精神及長辛店街道安全生產月活動方案及,同時啟動了南墻縫社區安全生產月活動方案。北京華陽消防器材公司滅火器工廠直營推車式二氧化碳、干粉、水基型推車及各種型號手提式干粉、水基、二氧化碳滅火器材,全系均通過消防認證,3C認證,恒泰消防取得滅火器檢測維修資質、電氣檢測及消防設... 8月18日,記者就進入夏季以來我區發生火災的基本情況采訪了大興區公囘安消防支隊防火處火調技術驗收科張鑫科長。北京華陽消防滅火器工廠直營店批零手提式、推車式滅火器材,產品均通過消防產品質檢認證,通過3C消防認證,北京恒泰消防公司及滅火器年檢維修、消防器材批發、電氣檢測及消防設施檢測為一體的綜合性消防集團,是各企事業單位良好的消防合作單位。 記者:張科長您好,進入夏季以來,我區發生火災... 北京各地區管委會、辦事處,市屬相關委、辦、局(總公司): 2010年,在北京市統一領導下,各區縣(地區)、各部門認真貫徹《中華人民共合國消防法》等法律法規,不斷強化屬地管理責任和行業監管責任,著力構建社會主義和諧社會首善之區和"世界城市",大力開展"平安北京消防安全建設,深入推進構筑消防安全"防火墻"工程,確保了全市火災形勢持續平穩,為服務保障首都經濟社會發展... 除開鐵路線外,貨物運輸也變成春運期間主力軍代步工具。據統計,春運全國各地將資金投入84萬臺大中小型客車,均值每日推囘送車次在240多萬個,各省市交管部門也對于高峰期人流量制訂了緊急機構方法和運輸能力確保計劃方案。除此之外,城鎮貨物運輸和公交車中間的對接也獲得加強。消電檢測是專職消防檢測機構對各類型建筑進行消防安全技術檢測,對建筑電氣設施進行電氣防火安全檢測,對消防設施進行消防檢測,通過電... 7月17日,東城支隊務實成立9個檢查組,在支隊領導的帶領下,利用周末休息時間對轄區政治中心區域內建筑工地、重點企事業單位消防安全工作進行了突擊檢查。(消電檢測是專職消防檢測機構對各類型建筑進行消防安全技術檢測,對建筑電氣設施進行電氣防火安全檢測,對消防設施進行消防檢測,通過電消檢明確建筑電氣及消防設施是否符合安全規范,并提出整改建議。北京華陽消防器材工廠直營各種滅火器、消防員裝備、滅火器... 超細干粉滅火作用機理主要體現在以下幾個方面:(1)有效抑制有焰燃燒。作為一種鏈式反應,在有焰燃燒過程中燃料分子在高溫作用下被活化,在有氧條件下產生大量自囘由基或活性基因,在此基礎上,燃燒過程持續進行。超細干粉滅火劑釋放后,在常壓氮氣驅動下,滅火劑與火焰充分混合,滅火組分迅速捕獲燃燒自囘由基,使得燃燒過程中自囘由基消耗速度大于產生速度,由于缺乏燃燒所必須的活性自囘由基,燃燒... 北京朝陽今年6月份是全國第九個安全生產月,我區將以“堅持安全發展,落實安全責任,創建全國文明城區”為主題,以杜絕重特大事故,控制較大事故,減少一般事故為標準,將安全生產月活動與“三項行動”和“三項建設”緊密結合起來,與朝囘陽區“新四區”建設緊密結合起來,通過扎實開展安全生產宣傳教育,推動“兩個主體、兩個負責制”的落實,提高從業人員和社會公眾的安全意識和防范能力,營造“人人講... 1、商場內所有開關必須統一管理,每日的照明開關、電梯,統一由安全員開關,其他電力系統的控制由工程部負責。如因工作需要而改由部門負責,則部門的管理人員和實際操作人員必須對開關的正確使用接受培訓。北京消防器材公司工廠直營各種滅火器、消防員裝備、滅火器檢測維修、消防檢測及電氣檢測服務。 2、超市內所有區域,包括銷囘售區域、倉庫、辦公區域、洗手間全部禁止吸煙、動用明火,存放大量物資的場地、... 全年無重大、特別重大火災事故,火災死亡人數未超標或火災死亡人數超標但本區縣專項部分工作完成率達到100%。結合本市消防工作實際以及往年考核評比工作經驗,特制定本辦法。(北京電消檢專職從事消防檢測和電氣檢測,并提交物業及消防部門檢查驗收所需的消防檢測報告,電氣... 1、發生火災撥通“119”后,應向“119”臺報告哪些情況? 答:應報告失火部位所在的區縣、街道、燃燒的物質,火勢大小,所威脅的物質,報警人姓名、單位、電話號碼等情況,并派人到路口迎接消防車的到來。消防檢測公司專項資質從事電氣檢測及消防設施檢測,提供消電檢報告,北京天一電消檢測壹級資質,可承接全是各種類型建筑的電氣防火檢測、臨時活動檢測、酒店宴會、發布會以及各種展覽、會議場所的消防檢測... ECO1000系列火災探測器 一種新型多功能復合型火災探測器最近由SystemSensorEurop開發成功,ECO1000系列火災探測器是由光電感煙探測器、光電感煙和感;e傳感器復合的火災探測器、定溫火災探測器和差溫火災探測器組成。光電感煙探測器、光電感煙和感溫傳感器復合的火災探測器都具有以前僅模擬量可尋址傳感器才具有的自動漂移補償的優點,解決了使用期間因灰塵聚集引起靈敏度漂移的誤報... 前一天中午1點20分上下,昌平區北七家鎮南七王囘村一家具廠倉庫起火,400好幾套布藝沙發被燒,所幸無傷亡事故。因為現場少水,消防安全單位共出動6個中隊、24輛消防車趕赴救援,安全事故過火總面積達500平米。北京恒泰消防淮海牌干粉滅火器工廠直營價格敬請電詢,北京負責配送,專營MFZ5/ABC手提式干粉滅火器及二氧化碳、水基型等類型手提式滅火器,提供滅火器年檢維修充裝服務,提供消防設施檢... 近日,消防大隊在對簽訂防火責任狀單位及鄉鎮的消防工作年終考評檢查中發現,有不少單位和鄉鎮將滅火救災用的消防泵、消防水帶挪為他用。有的將消防泵和消防水帶用于沖洗地板、下水道及澆花澆菜;有的用于基建工地上供水;更有甚者將臺泵和水帶出租給農戶噴灌抗旱用。這種挪用消防泵、消防水帶現象的弊端很大,嚴重危及!確保一方平安!的安全屏障,應堅決予以制止。消防檢測公司專項資質從事電氣檢測及消防設施檢測,提... |