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消防车水射流系统关键技术研究与软件开发
| 论文题名： | 消防车水射流系统关键技术研究与软件开发 |
| 关键词： | 消防车;水射流系统;压力损失评估;动力匹配;轨迹预测;软件开发 |
| 摘要： | 作为消防部队的关键核心装备，消防车已经广泛应用于工厂、机场、医院、高层住宅等诸多地域进行灭火救援任务。水射流系统是消防车的重要组成部分，其性能优劣直接关系到消防实战救援的效率。目前，国内消防车的设计处于从仿制逐步向自主研发过渡阶段，相关设计理论亟需进一步完善，进而提升我国自主研制消防车的实战性能。因此，本文以举高类消防车水射流系统为研究对象，开展水射流系统压力损失评估、动力匹配及水射流轨迹预测三方面关键技术研究，从而为优化管路设计、提升动力系统工作性能、提高灭火效率提供理论支持。 消防车水射流系统零部件压力损失评估。消防车水射流系统压力损失由沿程阻力损失、局部阻力损失和高度变化引起的势能损失三部分组成，采用理论和数值仿真的方法分析了水射流系统中管道类部件和阀门类零部件的压力损失变化规律。 消防车水射流系统动力匹配。以消防泵为界限分为两部分进行分析，在消防泵至消防炮部分，基于系统流量压力曲线、消防泵吸水条件和性能曲线，确定消防泵功率与转速，进而验证消防泵与消防炮的压力流量匹配特性；在发动机至消防泵部分，根据发动机外特性曲线和消防泵实际工况参数确定发动机的功率与转速。 水射流轨迹预测模型研究。采用质点运动学与牛顿第二定律建立了水射流轨迹数学模型，在上升段与下降段分别构造余弦式和正弦式力平衡修正系数方程，并构造横截面积迹线式方程，应用典型案例验证了水射流轨迹预测模型的有效性。 消防车水射流系统软件开发。基于消防车水射流系统压力损失评估、动力匹配方案及水射流轨迹预测模型，采用VB语言开发了消防车水射流系统软件。 消防车水射流系统压力损失实验研究。采用水罐消防车与举高消防车等设备搭建了水射流压力损失实验装置，测试了不同流量与位姿下消防车水射流系统关键节点的压力值。通过实验测试值与软件计算值的比较，验证了水射流系统压力损失评估方法和软件的准确性。 |
| 作者： | 杨志刚 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 袁晓明;牛跃伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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