K80闭式喷头灭火特性试验模拟研究

发布时间：2017-06-14 20:03

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【摘要】：洒水喷头集探测、自动启动、喷水灭火于一身,是自动喷水灭火系统系统中最重要的组件之一。喷头的洒水性能,在火灾环境中的响应特性以及喷头在不同条件下的布置方式,都是喷头灭火特性中的重要组成部分,关于他们的研究对提高自动喷水灭火系统的灭火能力有着重要的作用。在目前应用众多的喷头类型中,K80闭式喷头是使用最为广泛的一种,对K80闭式喷头灭火特性的研究具有一定代表意义。《自动喷水灭火系统设计规范》中只规定了K80闭式喷头使用的最大净空高度为8.0m,没有考虑高度和压力对喷头布置的影响。在自动喷水灭火系统大量使用的今天,这将增加自动喷水灭火系统的工程的造价,也会造成水资源的巨大浪费。文章分别从喷头的洒水特性、感应特性、以及布置间距这三个方面对K80闭式喷头在不同净空高度和工作压力条件下的灭火特性进行了研究分析。通过喷头洒水试验,研究了K80型闭式喷头在不同高度和工作压力下的洒水特性,对喷头洒水的稳定性,积水盒的积水率,以及喷头洒水强度沿半径方向的分布规律进行了试验分析,结果表明喷水强度沿着半径方向的分布是不均匀的,喷水的压力越低,高度越高喷水强度分布越均匀。运用火灾模拟软件FDS,文章对K80闭式喷头的响应特性进行了模拟,研究了不同净空高度下引发喷头响应的最低火源功率和喷头响应时间的变化规律,表明高度对最小火源功率的影响比响应时间指数明显的多,喷头响应时间与高度和喷头到火源中心的水平距离都近似呈线性相关关系。在喷头洒水特性和响应特性研究的基础上,文章提出了一种喷头布置间距的计算方法,考虑了喷头安装高度和工作压力对其布置间距的影响。首先,在既满足规范对喷头灭火平均喷水强度要求,又考虑高度和压力对喷水强度影响的条件下,文章提出喷头洒水有效保护半径的概念。然后,通过对比喷头的洒水特性和不同危险级别下的平均喷水强度要求,计算出在不同高度和工作压力下的有效保护半径,并由该有效保护半径计算喷头布置间距。最后运用FDS火灾模拟软件,对两种布置间距要求下的喷头灭火能力进行了火灾模拟,分析发现文章新方法得到的布置间距能够达到与规范要求的布置间距相同的灭火效果。
【关键词】：K80闭式喷头 灭火性能 洒水性能 感应特性 布置间距
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU892
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 概述8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 喷头灭火特性研究9-12
• 1.2.2 数值模拟在自动喷水灭火系统研究中应用与发展12-13
• 1.3 课题研究的目的和意义13
• 1.4 研究内容与技术路线13-15
• 1.4.1 课题研究内容13-14
• 1.4.2 技术路线14-15
• 2 喷头洒水特性试验研究15-29
• 2.1 试验设备15-17
• 2.2 试验设备的检验17-19
• 2.2.1 水表准确度验证17-18
• 2.2.2 压力探头读数校核18-19
• 2.2.3 喷头流量特性系数检验19
• 2.3 试验方案19-20
• 2.4 试验结果分析20-27
• 2.4.1 布水均匀性分析20-23
• 2.4.2 积水率分析23-25
• 2.4.3 喷水强度25-27
• 2.5 本章小结27-29
• 3 喷头响应特性模拟29-35
• 3.1 喷头响应最小火源功率模拟29-31
• 3.1.1 模型介绍29-30
• 3.1.2 模拟结果分析30-31
• 3.2 喷头响应时间模拟31-34
• 3.2.1 模型介绍31-32
• 3.2.2 模拟结果分析32-34
• 3.3 本章小结34-35
• 4 喷头布置间距讨论35-48
• 4.1 规范中喷头间距及保护半径的确定方法35-38
• 4.2 规范中对喷头间距设置存在的问题38-41
• 4.3 喷头设置间距讨论41-47
• 4.3.1 喷头的有效保护半径42-45
• 4.3.2 喷头布置间距的计算45-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 K80 闭式喷头布置间距验证模拟试验48-56
• 5.1 模型的建立48-49
• 5.2 模拟结果分析49-55
• 5.2.1 高度为 4.5m时的模拟验证49-53
• 5.2.2 高度为 8m时的模拟验证53-55
• 5.3 本章小结55-56
• 6 结论与建议56-58
• 6.1 研究结论56-57
• 6.2 建议57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 附录62

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本文编号：450371