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 液化石油氣、煤氣、天然氣的使用,在提高民眾生活質量的同時,也留下了一些火災隱患。面對燃氣泄漏事故的發生,掌握一些有效的應對方法,有助于在危急關頭贏得生機。發現燃氣泄漏,你該怎么辦?,北京中消安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。發現燃氣泄漏,你該怎么辦?北京中消安消防。當聞到家中有輕微燃氣異味時,要進行仔細辨別和排除,如果確定是自己家發生燃氣泄漏,要立... 有關社會單位的消防安全管理職責有所增加。對于一般的單位,《辦法》第十五條相較于《消防法》第十六條的規定有所變化。明確了安全責任制的內容和落實方法,增加了單位消防力量“微型消防站”的建設和訓練演練,明確了消防控制室的管理要求等。對于消防安全重點單位而言,《辦法》第十六條對比《消防法》第十七條發生較大變化。... 餐桌上盡量不采用明火燒煮方式如果使用明火,在確保就餐場所通風條件/良好的前提下,盡量選用不易揮發燃點較高的燃料。若使用固體酒精加!北京中消安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。食用火鍋消防安全小貼土,在家吃火鍋時,應該購囘買產品質量過關的專用鍋,使用前熟悉掌握使用方法.... 消防工作有“三重屬性”,即自然屬性、社會屬性、人的行為屬性。《辦法》全面體現了消防工作的“三重屬性”,是對消防工作“三重屬性”全面生動的闡釋,是對進入新時代消防工作客觀規律的反映,系統完整地明確了消防安全責任制的基本原則,細化了省、市、縣、鄉鎮四級消防安全的領導責任,列舉式明確了行業部門的消防監管責任,從嚴界定了單位的主體責任,為消防監管關口前移、失職追責、精準追責、層級追責提供了依據。... 冬季是火災多發季節,天氣寒冷,用火、用電、用氣增加,火災發生概率隨之增大。在眾多火災中,家庭火災占了相當大的比例。那么,冬季家庭防火應注意哪些事項呢?下面就讓我們一起來學習家庭防火要點。冬季家庭防火須知,北京恒泰消防淮海牌干粉滅火器工廠直營價格敬請電詢,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,提供消防設施檢測及電氣檢測服務,消防專... 日前印發了《消防安全責任制實施辦法》(以下簡稱《辦法》),首次對建立健全消防安全責任制作出了全面、系統、具體的規定。這是貫徹落實中央領導同志關于公共安全和安全生產一系列重要指示精神,從源頭上加強公共消防安全的重大舉措,是當前和今后一個時期推動新時代消防事業創新發展的重要指導性文件。貫徹落實好《辦法》,對于調動地方各級政囘府、各有關部門和社會單位消防工作積極性,切實履行消... 不能用水撲滅的火災有哪些?生活中很多人發現火后,**反應就是用水滅火,其實,這種想法是錯誤的,甚至是危險的!面對突發火災應沉著冷靜分析火災類型對癥滅火。下面跟隨小編一起看看吧,哪些火災千萬不能用水撲滅。注意!這幾類火災不可用水撲救。北京恒泰消防器材滅火器工廠直營推車式二氧化碳、干粉、恒泰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... 《消防安全責任制實施辦法》充分體現了對消防工作的高度重視,彰顯了新時期國家領導人堅持以人為本、安全至上的執政理念。北京消防器材公司專營滅火器檢測維修年審服務,專項資質從事消防檢測及電氣檢測服務,批發各種規格滅火器等消防產品。新時期消防工作的風向標來源:中國消防。該辦法共設六章31條。總則5條,除**條旗幟鮮明地指出《辦法》制定的依據... 室外氣溫低,人們喜歡門窗緊閉。一氧化碳這個無形殺手就會潛伏到人們身邊,空氣不流通是造成一氧化碳中毒的一個重要因素。氧化碳是一種無色、無味、無刺囘激性、比空氣輕的劇毒氣體。空氣中一氧化碳含量如果達到0.05%時,就可使人中毒,很快造成人的香迷并危及生命。北京中消安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。冬季保暖 你必須知道的安全供暖知識,一起來學習吧... 當前我國公共消防安全領域還存在著部分風險與短板,正如公囘安部消防局局長于建華所說的,類似高風險的城市與低防控的農村同時存在的現狀、防滅火任務繁重與消防警力不足的矛盾、公共消防設施與經濟社會發展相比具有滯后性等問題逐漸顯現,明晰責任以上率下,它們是社會一片祥和背后的隱憂,需要我們重視并著力解決... 開學季,這些校園防火知識要牢記,開學在即,我們一起來學習。1.嚴格遵守學校的消防安全管理制度;2.愛護學校的消防器材不應隨意挪動;3.打掃衛生時不應該在室外焚燒垃囘圾樹葉等物品;4.不應該在學生宿舍樓教學樓等隨意點燃煙頭;5.在宿... 如何整合資源,打造一體化管理服務平臺?如何匯聚數據,實現各部門聯動互通?江蘇省消防總隊通過打造消防大數據綜合業務管理服務平臺,取得了顯著成效。消防管理服務瞄準“四個提升”,市場主體數量100萬家,而蘇州市消防支隊僅有防火監督執法人員170名,警力不足與日益繁重的任務間矛盾突出。北京無線報警器提供商,智能NB煙感采用NB-loT技術,北京華陽德林無線... 進入6月,我國35°C以上天氣的日數逐漸增多,基本上處于北方“炙烤”南方“蒸煮”的狀態。酷暑來襲請注意這些安全生天氣炎熱、潮囘濕給安全生產工作帶來威脅,而夏季又是生產任務的高峰期,長期處于炎熱環境中,往往會精力不集中,作業時容易走神,違章作業現象普遍增多,從而大幅增加了事故發生的風險。北京中消安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。高溫來襲請收好這份安全生產說明書。... 一批影響深遠的消防法規。新規不斷影響深遠,消防違法成本低,導致違法違規現象屢禁不止。貫徹落實好《辦法》,對于調動地方各級政囘府、各有關部門和社會單位消防工作積極性,切實履行消防安全職責、規范消防安全行為... 警惕群租房火災隱患,“群租房”將一間住宅通過改變房屋結構和平面布局,分割改建成若干個小間,分別按間出租或按床位出租。因其價格低廉,受到了低收入人群的青睞,但其中的火災隱患不容忽視。北京恒泰消防碳滅火器工廠直營店專營,批零干粉推車、水基型推車及各種型號手提式滅火器材,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... |