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船用气水混合型灭火喷头的设计研究
| 论文题名： | 船用气水混合型灭火喷头的设计研究 |
| 关键词： | 灭火喷头设计;气水混合灭火剂;覆盖性;数值模拟;船舶 |
| 摘要： | 船舶火灾具有起火点隐蔽、不易发现,处所狭小、爆炸危险性高,容易造成人员伤亡、施救艰难,对流传导快、火势极易蔓延等特点。因此配备有效的灭火装置非常重要。现有的船用灭火器存在灭火剂使用量大、混合不均匀易进溅、对人体有害,灭火系统结构复杂、对喷嘴要求高等问题,并且对船用灭火喷头研究的公开文献也非常少,又由于两相流数值模拟的困难性,对气水混合型喷头的数值模拟研究更是几乎没有。本论文设计了一种体积小、总压损失较低、方便使用的新型船用灭火喷头,通过该喷头的特殊结构可以使水和气充分混合,以水气混合物作为灭火剂,柔化水流减少进溅,提高了灭火剂对着火体的覆盖性,达到隔氧窒息和冷却的双重灭火效果。 本论文从数值模拟和实验两方面对灭火喷头进行设计优化,主要进行以下几个方面的工作: (1)通过对现有的船舶灭火器存在的问题进行研究,设计出与船用消防水带相配合的气水混合型灭火喷头结构,并进行减阻优化。 (2)建立不同形式的喷头模型,以稳态VOF计算模型对所设计的喷头进行两相流数值模拟,选择出掺混均匀、防进溅性能好的模型,研究其在不同工况下的性能参数的变化。采用不同的计算方法与VOF稳态计算结果对比,为实验研究提供较为可靠的理论指导。 (3)以空气为气相灭火剂进行实验研究,对所设计的灭火喷头进行验证和修正,结合数值模拟,最终设计出效果良好的气水混合型灭火喷头结构,并验证了所使用的数值模拟方法的正确性。 (4)提出以二氧化碳和水的混合物为灭火剂,进一步提高灭火效率的方案,并以数值模拟方法验证所设计的喷头适用于二氧化碳和水的混合。 |
| 作者： | 孙长江 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 孙海鸥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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