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(wěn)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(xù)射流.顯然將連續(xù)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(fā)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(wěn)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(wěn)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(huán)。當其到達碰撞壁并與之相互作用時在碰撞區(qū)產生壓力振蕩波,該波以聲速向上游傳播,又誘發(fā)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(fā)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(xù)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(wěn)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(wěn)定的發(fā)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(wěn)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(xù)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(fā)展,在向下游的發(fā)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(wěn),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(fā)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 臨時活動消電檢:為何做?法律依據是什么?報告如何準備?鎂光燈下的舞臺、人頭攢動的展會,臨時活動背后隱藏著不容忽視的電氣安全隱患。在臨時展覽活動開始前,檢測人員正對剛剛搭建完成的電氣設施進行全面“體檢”。這是活動獲批前的必要環(huán)節(jié),也是保障現場安全的**道防線。臨時活動由于其特殊性,電氣安全風險往往高于常規(guī)場所,一次全面的消電檢能夠有效預防火災等安全事故的發(fā)生。01 臨時活動消電檢的必要性臨時活... 為了進一步營造出“關注消防、珍愛生命、共享平安”的消防宣傳氛圍,繼11月3日在回龍觀舉行了北京市第十八屆“119宣傳周”啟動儀式暨來京務工人員大型消防宣傳活動后,11月5日下午,昌平區(qū)119宣傳活動又走進亞洲樶大社區(qū)天通苑,掀起了昌平區(qū)“119宣傳周”的又一高潮。在歡快的鑼鼓聲中,在天通苑街道健身隊激請的舞蹈中,“消防宣傳進社區(qū)”活動拉開了序幕。副局長首先充分肯定了昌平支隊消防官乒對昌平經濟... 滅火器檢驗周期新規(guī)詳解:2025年最新標準與北京天一滅火器年檢服務指南消防安全無小事,定期檢驗是關鍵。滅火器作為撲救初起火災的重要消防設備,其有效性直接關系到生命財產安全。近年來,我國滅火器檢驗標準經歷了重要調整,許多用戶對“滅火器幾年檢驗一次”存在疑問。本文根據最新官方規(guī)范,結合北京天一滅火器年檢公司的專業(yè)實踐,為您提供權威解答。一、滅火器檢驗周期的國家標準演變1.1 新舊標準交替過去,我... 北京密云區(qū)專業(yè)消電檢機構——北京天一消防檢測公司全面解析在北京密云區(qū),密云消電檢和密云消防檢測是保障建筑消防安全的重要環(huán)節(jié)。無論是商業(yè)綜合體、住宅小區(qū),還是工業(yè)廠房,定期進行消防設施檢測和電氣防火檢測,都是預防火災、確保人員財產安全的關鍵措施。本文將詳細介紹北京密云區(qū)消電檢機構——北京天一消防檢測公司,包括其資質、檢測團隊、服務內容及檢測標準,幫助您了解如何選擇合規(guī)的密云消防檢測服務商。一、... 東城消電檢-北京東城區(qū)正規(guī)電消檢機構首選北京天一消防在首都北京的核心區(qū)域——東城區(qū),消防安全是企事業(yè)單位、商業(yè)綜合體及各類公共場所運營的基礎保障。作為北京市消防協會認證的定點第三方技術服務機構,北京天一消防檢測公司憑借壹級消防技術資質、專業(yè)檢測團隊和科學嚴謹的服務流程,成為東城區(qū)企事業(yè)單位開展消電檢服務的可靠合作伙伴。本文將全面介紹東城區(qū)消電檢的規(guī)范要求、服務內容以及如何選擇正規(guī)電消檢機構,... 消電檢是北京市消防安全管理體系中的重要環(huán)節(jié),專業(yè)消防檢測機構為各類建筑提供全面消防安全保障。北京天一消防檢測公司作為北京市消防協會認可的消防/電氣檢測壹級資質企業(yè),在東城消電檢及整個北京地區(qū)提供專業(yè)的電消檢服務。北京天一消電檢公司介紹北京天一消防檢測公司是經北京市消防協會嚴格評審并獲得資質認證的專業(yè)技術服務機構,具備消防設施檢測一級資質和電氣防火檢測資質。公司技術力量雄厚,擁有12名一級注冊... 西城滅火器年檢專業(yè)服務-北京天一滅火器檢測充裝一站式解決方案在現代社會消防安全管理中,滅火器作為初期火災的**道防線,其正常有效性直接關系到人民生命財產的安全。以下介紹北京天一消防提供的西城滅火器年檢服務,包括公司介紹、年檢內容、服務優(yōu)勢、資質認證和專業(yè)團隊,為西城區(qū)企事業(yè)單位提供可靠的滅火器維護保障。公司簡介北京天一消防檢測公司是一家獲得北京市消防技術服務機構資質認證的專業(yè)消防服務企業(yè),長... 公司簡介北京天一滅火器年檢公司是經北京市消防救援總隊審核批準的具有正式壹級消防檢測、維修、保養(yǎng)資質的專業(yè)機構。公司可獨立出具具有法律效力的檢測報告,服務范圍涵蓋滅火器年檢、消防設施檢測、電氣安全防火檢測、消防維保及消防安全評估等一站式服務。作為北京東城滅火器年檢可靠的服務商,公司憑借多年的專業(yè)經驗和技術積累,在消防行業(yè)享有較高聲譽。公司始終秉持"誠信、質量**、價格合理、服務至上"的宗旨,信... 北京天一消防安全評估公司:以專業(yè)之力筑牢首都消防安全屏障北京,作為超大城市和首都,人口密度高、功能業(yè)態(tài)復雜,消防安全始終是城市運行的“生命線”。近年來,隨著社會單位消防安全主體責任意識提升,第三方消防安全評估作為獨立、客觀的“安全體檢”模式,成為排查隱患、完善管理的關鍵環(huán)節(jié)。北京天一消防安全評估有限公司自2015年成立以來,深耕社會單位消防安全評估領域,依托專業(yè)技術、嚴謹流程和實戰(zhàn)經驗,成為... 北京天一消防器材維修公司:專業(yè)守護城市消防安全的堅實后盾消防安全是城市運行和人民生活的生命線,而消防器材設施的完好狀態(tài)直接關系到火災初期的撲救效果與人員財產安全。北京天一消防器材維修公司作為首都消防技術服務領域的專業(yè)機構,憑借全面的業(yè)務資質、經驗豐富的技術團隊和標準化的服務體系,為各類建筑場所提供滅火器年檢維修、消防設施維護保養(yǎng)、消防檢測及安全評估等一站式解決方案。公司簡介:深耕消防技術服務... 一、外部環(huán)境勘查方法外部環(huán)境勘查是指現場勘查人員在現場外圍或周圍對火場的勘查,搜索火場外圍是否有可疑的痕跡和物證。這是放火案件勘查的重點。外部環(huán)境的勘查要重視三個方面:1.著火建筑物自身外部勘查??梢愿鶕熝闆r和建筑物外部燒毀狀況判斷著火部位。2.在勘查著火建筑物周圍痕跡物證時要注意是否有遺留物、引火物、包裝物、盛裝物、排泄物、兇器、爆炸拋出物以及足跡等痕跡物證。3.加強對著火建筑物周圍設... 北京天一消防維保公司:專業(yè)守護城市安全公司簡介北京天一消防設施維護保養(yǎng)公司(以下簡稱"天一消防")成立于2012年(另有資料顯示其前身可追溯至2008年),是一家經北京市消防局審核批準的專業(yè)消防技術服務機構。公司位于北京市朝陽區(qū),注冊資本1000萬元,擁有消防技術服務機構正式壹級資質,是北京市消防協會會員單位。歷經十余年發(fā)展,天一消防已成為消防安全領域的領軍企業(yè),連續(xù)多年榮獲"優(yōu)秀消防維保企... 一、北京天一消電檢公司簡介北京天一消電檢公司是一家專業(yè)從事消防設施檢測及電氣防火服務的第三方檢測機構,自成立以來始終秉承"服務至上,質量為本"的服務理念,致力于為各類企事業(yè)單位提供全面、高效、準確的消電檢測服務。公司擁有高素質、專業(yè)化的檢測團隊,配備先進的檢測設備和完善的管理體系,能夠為客戶提供從電氣安全評估、隱患排查到整改建議等一站式服務。作為北京市消防協會評審認證的定點第三方電消檢機構,... 北京天一消防安全評估公司:用專業(yè)守護城市消防安全一、北京天一消防安全評估公司簡介北京天一消防安全評估有限公司成立于2012年,是應急管理部備案的消防技術服務機構一級資質單位,也是北京市消防救援總隊認定的“重點單位消防安全評估示范機構”。公司以“技術立企、責任為先”為核心理念,深耕消防安全評估、消防設施檢測、消防安全培訓領域13年,累計服務1200余家企事業(yè)單位,覆蓋商業(yè)綜合體、醫(yī)院、學校、高... 大興滅火器年檢-北京大興區(qū)滅火器檢測充裝取送一站式服務在消防安全日益重要的今天,滅火器作為最常見的消防設備,其可靠性直接關系到生命財產安全。根據《消防法》和《滅火器維修與報廢規(guī)程》(GA95-2015),滅火器必須定期進行檢測、充裝和維護,以確保其在緊急情況下能夠正常使用。北京天一滅火器年檢公司深耕大興區(qū)市場多年,提供專業(yè)、高效、便捷的滅火器檢測、充裝、取送一站式服務,為區(qū)域內企業(yè)、商戶及居... |