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 火災既是一種突發安全事故,也是一種嚴重危害大家人身安全安全性的毀滅性安全事故。火災這類突發的景色經常使到場的大家造成一些出現異常的心理和個人行為情況,進而危害消防疏散和脫險。專項資質從事滅火器年檢,北京公囘安消防定點滅火器檢測中心,負責北京地區各類型滅火器維修充裝服務。北京華陽消防具備電氣防火檢測壹級資質,是北京消防設施檢測定點單位,可接受各類建筑消防檢測服務。火災時人的心理特性來源:中... 2017年10月18日上午9時整,在莊嚴的國歌聲中,十囘九囘大正式開幕。公囘安部消防局機關全體官兵滿懷激動和喜悅之情,聚精會神地觀看開幕式盛況,聆聽習囘近囘平總囘書囘記在大會上作報告,局里赴基層督導的同志則與當地干部一起準時收看。局機關干部表示,“報告令人振奮,我們要更加緊密團結在以習囘近囘平同志為核心的黨中央周圍,在思想上政治上行動上同黨中央保持高度一致”“這次盛會開啟了新的征程”。北... 隨著社會經濟的快速發展,高層住宅建筑如雨后春筍般不斷涌現,在給人們生活帶來便利的同時,也帶來了嚴重的消防安全隱患,一旦發生火災,極有可能造成較大的經濟損失和人員傷亡事故。專項資質從事滅火器年檢,北京公囘安消防定點滅火器檢測中心,負責北京地區各類型滅火器維修充裝服務。北京華陽消防具備電氣防火檢測壹級資質,是北京消防設施檢測定點單位,可接受各類建筑消防檢測服務。高層住宅的“防與逃”來源:中國... 作為一隊之長,張德群總是沖鋒在前。用隊員們的話說:“每次火警,**個沖進火場,**個端起水槍的,總是我們的張隊長!”那場火,當地人記憶猶新。2015年4月3日深夜,呂四漁港蒿枝港大東灣船廠一艘漁船起火,船艙內裝有5噸樂油,另有3個液化氣罐、多桶油漆及香蕉水等易燃易爆品,現場極有可能弓|發爆炸,后果不堪設想。作為增補力量,張德群帶隊抵達現場后,細心觀察港口、船廠及漁船周邊綜合環境及... 針對火災逃生,大家都是有一些了解,但真真正正起火時,非常少有些人能保持冷靜。應對火災,大家應挑選科學研究的救火或逃生方式,避開火災傷害。華陽消防北京消防器材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。火場科學逃生牢記七條 火災造成的濃煙溫度高,具備毒副作用、減光性,帶來人心理恐懼,危害人的大腦分辨。假如火災前期造成較欠缺的煙氣,應在消防疏散逃生警示標志的... 我國當前的文物消防安全形勢不容樂觀,做好古建筑防火工作刻不容緩。一直以來,我國就加強文物安全工作推出一系列的重要.措施,專門下發文件要求各級政囘府和有關部廣]強化主體責任,加強協同配合,完善安保措施,堵住監管漏洞,對監管人員失職瀆職行為嚴肅問責,切實把老祖囘宗留下的寶貴遺產管理好、守護好... 公交車火災類型 1.自燃 (1)線路老化引發公交車自燃起火 在沒有任何征兆的情況下,公交車突發自燃事故多為線路故障而引發。由于公交車的使用年限一般比較長,容易發生電源線路老化、短路等現象,從而引起公交車自燃起火。特別是汽車長途行駛,發動機等部件長時間不停運轉,造成溫度升高,加之天氣酷熱,發動機通風狀況不好,極易造成電源線短路,引起自燃起火。消防服圖片,微型消防站配備清單... 他們的手,關上過火焰的窗,打開過求生的門;他們的腳,丈量過城市的方寸,踏過無數場濃煙烈火。他們是消防隊伍中的佼佼者!用逆行、擔當、奮斗、奉獻描繪著火焰藍的色彩,用執著、勇敢、無畏、責任筑起新時代消防人的豐碑。他們的事跡,讓人感動也讓人銘記!華陽北京消防器材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。投身火焰藍建功新時代來源:中國消防 ... 消防部隊需提升核輻射場所滅火救援教育訓練水平。教育訓練是提高消防部隊戰斗力的重要途徑,核輻射場所滅火救援教育訓練的質量決定了能否快速完成核輻射場所滅火救援任務,將核輻射危害降低到最低程度。消防部隊作為核輻射場所滅火應急救援的重要力量,從20世紀90年代中期開始,就開始參與核輻射場所滅火救援工作,特別是在近幾年參與的幾次有影響的核輻射場所滅火救援中起到了重要作用。但核輻射場所滅火救援的教育... 高樓火災如何逃生,請看這里!高層建筑一旦發生火災,不可驚慌失措盲目逃生,保持清醒的頭腦至關重要。如果你居住或工作在高層建筑中,那么請記住下面這些關于高層建筑火災逃生常識。北京華陽消防器材專營滅火器種類有手提式干粉、水基型、二氧化碳及推車滅火器材,全系列均通過消防質檢認證,3C認證,華陽消防取得滅火器檢測維修資質、電氣檢測及消防設施檢測壹級資質,是一家一站式綜合性消防企業。 首先了解... 超高層建筑火災撲救技術研究任重道遠。我國超高層建筑的發展十分迅速,目前已有高度在百米以上的超高層建筑6000余幢,總量居世界**。然而,超高層建筑一旦發生火災,極易造成嚴重的經濟損失和社會影響。如今,我國超高層建筑主要是利用室內固定消火栓系統、高層供水消防車、壓縮空氣泡沫消防車進行滅火,滅火彈、直升機、大數據等技術也是未來的發展方向。然而,效果不錯的壓縮空氣泡沫滅火技術在超高層建筑滅火中... 、新學期開學了,孩子們上學路上、校內有什么安全安全隱患?父母和老師們在提示孩子努力學習專業知識的與此同時,安全文化教育也是不可或缺的呢!北京恒泰消防推車式二氧化碳滅火器工廠直營店專營,批零干粉推車、新學期 這八類安全知識要教給孩子。產品均通過中國消防產品質檢認證,通過3C強制認證,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... 調研工作座談會暨特約研究員年會隆重召開,三亞市人民政囘府副市長、市公囘安局局長張兆騰出席會議并致辭,公囘安部消防局副局長瓊色發表重要講話,海南省公囘安消防總隊總隊長李勇等領導出席會議。各公囘安消防總隊、警官培訓基地、高等專科學校、士官學校主管調研工作的領導和辦公室主任,以及公囘安部消防局特約研究員齊聚一堂,圍繞公共消防安全治理開... 遇到城市內澇怎么辦?遇難到高處避難場所一般選擇較近、地勢較高、交通較為方便及衛生條件較好的地方,比如:高層建筑的平坦樓頂,地勢較高或有牢固樓房的學校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... 從末端管控,到政囘府端的“頂層設計”,這不僅使消防工作牢固了抓手,更重要的是通過政囘府對消防責任的法規化,促進著我國消防公共政策向重質重效安全型社會的轉型。從社會防控的整體角度講,這種轉型分為三大責任。消防公共政策構建安全型社會。很多一而再,再而三發生的火災事故,也印證著這種管理思路的合理性與重要性。北京滅火器檢測充裝公司銷囘售各種滅火器及消防設施檢測、電氣防... |