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 近期,平谷消防支隊迎來轄區峪口鎮“北極星”夏令營師生入隊參觀,深入“北極星”夏令營學校開展“消防知識進軍訓”活動,扎實開展消防宣傳工作。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。平谷支隊迎來“北極星”夏令營入隊參觀學習來源:北京消防 8月1日,在... 商場市場為人們的生活帶來了極大的便利,但由于內部可囘燃囘物多,人員密集,一旦發生火災,勢必造成重大財產損失和人員傷亡。因此,掌握必要的消防安全知識,顯得尤為重要。北京華陽消防器材公司專職從事滅火器年檢維修充裝服務,消防設施檢測及電氣防火檢測服務,直營國內知名品牌滅火器等消防器材。商場市場消防安全知識文章來源:北京消防 1.建筑面積大。商場市場建筑面積一般都比較大,多層的商場或市場,... 不同種類火災的滅火器怎樣選擇?(1)撲救A類火災應選用水型、泡沫、磷酸錢鹽干粉滅火器,(2)撲救B類火災應選用干粉、泡沫、二氧化碳型滅火器;(這里值得注意的是化學泡沫滅火器不能滅B類極性溶劑火災。醇、醛、酮、瞇、酯等都屬于極性溶劑,因為化學泡沫與有機溶劑接觸,泡沫的水會迅速被吸收,使泡沫很快消失,這樣就不能起到滅火的作用)(3)撲救C類火災應選用干粉、二氧... 江蘇在消防無人機應用方面取得了一定成績,但也發現一-些問題:一是消防行業定制化程度不高。應總救援應用場錄復雜多變,但消防應用無人機大部分都是消費級無人機,在機體抵抗惡劣環境性能上比較欠缺,續航時間不長,塑題存在反射自區,偵檢模塊不夠精準,夜視效果不好,智能化程度不高。消防無人機應用還需探索和規范,有關消防無人機的調研不足,尚未出臺建設、配備、測試等相關標準規范,制約了無人機在消防行業的應用... 2010年,全國共接報火災132497起(不含森林、草原、軍隊、礦井地下部分及港澳臺地區火災,下同),死亡1205人,受傷624人,直接財產損失19.6億元,與2009年相比,起數、損失分別上升2.4%、20.7%,死亡、受傷人數分別下降2.5%、4.1%。北京定點消防檢測企業是負責西城電氣檢測的定點消電檢機構,可接受西城區各種類型建筑的消防設施檢測及電氣防火檢測,各類型大型活動電消檢測... 正確、合理地選擇滅火器是成功撲救初起火災的關鍵之一,應主要考慮以下幾個因素。(1)滅火器配置場所的火災種類見表3-3$ 滅火器的滅火級別參數與類型規格編碼滅火器類型滅火劑充裝量滅火級別類型規格編碼(L)(Kg)A類B類水(清水、酸喊)手提式79—5A8A—MSQ7、MS7MSQ9、MS9手提式6—5A2BMP6泡沫9—84BMP9(化學泡沫)推車式40—13A18BMPT4... 據統計, 全年共發生火災 13.7 萬起(不含森林、草原、軍隊、礦井地下部分 火災,下同),死亡 1521 人,受傷 743 人,直接財產損失 18.2 億元,與上年相比,除損失上升 61.9%外,起數、死亡和受傷人數 分別下降 16.3%、5.9%和 23.3%。北京華陽滅火器年檢維修銷售各種消防器材及消防檢測、電氣檢測等消電檢服務。北京滅火器檢測充裝公司銷售各種滅火器及消防設施檢測、電氣... 下表所列目前國內所有標準規格滅火級別,以便設計人員進行滅火器配置設計計算時選用。國家標準《建筑滅火器配置設計規范》GВJ140-90,第3.0.5條在非必要配置鹵烷滅火器的場所不得選用鹵代烷滅火器,宜選用磷酸鹽干粉滅火器或輕水泡沫滅火器等其他類型滅火器。規格概念 通常滅火器的規格型號有兩種表示法,滅火器規格型號的表示和看法,且均具有量綱概念。(1)滅火劑量規格。系指由滅火器筒體充裝的滅... 統一部署開展了商場市場、賓館飯店、學校醫院、“三合一”建筑、出租屋、城中村等消防安全專項整治和消防產品專項打假行動,檢查各類單位79.1萬家,督促整改火災隱患70.5萬處,有效改善了人員密集場所的消防安全條件。全國火災情況分析,北京華陽滅火器年檢維修銷售各種消防器材及消防檢測、電氣檢測等消電檢服務。北京滅火器檢測充裝公司銷售各種滅火器及消防設施檢測... 滅火器滅火級別是怎樣規定的?滅火器的滅火級別應由數字和字母組成,數字應表示滅火級別的大小,字母(A或B)應表示滅火級別的單位及適用撲救火災的種類。目前批界各國滅火器標準僅有A和B兩類滅火級別,其中“3A”是指滅火器撲滅A類的最低滅火級別,TB”是指滅火器撲滅E類火災的最低滅火級別。我國現行標準系列規格的滅火級別,有3A、5A、8A、13A、21A……和55A和IB、2B、... 全國火災統計管理系統(網絡版)正式運行,相較原單機版統計系統,進一步擴展了火災的場所分類、亡人基本情況、傷亡原因、起火原因等方面的統計信息。2007年至2016年的10年間,從系統內數據看,全國共接報有亡人的火災10815起,共亡15193人。因受統計范圍、口徑等影響,其中部分年份數據相差較大,故本文不對亡人火災絕對數的升降進行對比分析,而是側重于從統計數據本身挖掘分析亡人火災的發生規律... 民用建筑滅火器配置場所的危險等級劃分為以下三級。(1)嚴重危險級:功能復雜、用電用火多、設備貴重、火災危險較大、可燃物多、起火后蔓延迅速或造成重大火災的場所;(2)中危險級:用電用火較多.火災危險性較大,可燃物較多、起火后蔓延較迅速的場所,(3)輕危險級:用電用火較少、火災危險性較小、可燃物較少、起火后蔓延較緩慢的場所。民用建筑包括公共建筑和居住建筑兩大類... 11月7日,消防局通報了我國近10年來的冬春火災總體情況,統計表明,近10年我國住宅火災死亡人數總量**,占總數的76.1%。北京華陽消防器材公司專職從事滅火器年檢維修充裝服務,消防設施檢測及電氣防火檢測服務,直營國內知名品牌滅火器等消防器材。近年冬春電氣原因引發火災占比最高來源:中國消防 統計顯示,近10年來,我國冬春火災總量大,比夏秋高出36.6%;較大火災與夏秋基本持... 公共建筑消防滅火器配置場所的危險級別劃分為下列三級。北京定點消防檢測企業是負責西城電氣檢測的定點消電檢機構,可接受西城區各種類型建筑的消防設施檢測及電氣防火檢測,各類型大型活動電消檢測,臨時建筑的消檢電檢服務。工業建筑滅火器配置場所危險等級的劃分北京華陽德林消防為您整理。 (1)嚴重嚴重危險級:火災危險性大、可燃物多、著火后擴散較快速或易于引起重特大火災損害的場所; (2)中... 從浙江安監督局獲悉,天臺足馨堂“2·5”重大火災事故調查報告公布。報告指出,天臺足馨堂足浴是一起重大生產安全責任事故,建議對中心負責人厲海笑、熊守信等9人追究刑事責任,對6人給予黨紀或政紀處分,對7人進行誡勉談話。北京滅火器年檢維修公司銷售各種消防器材及電氣檢測、消防設施檢測等消檢電檢服務。北京消防器材公司專業從事各種滅火器材銷售、滅火器年檢維修、消防設施檢測及電氣檢測服務。浙江天... |