管线式负压比例混合器设计及分析

发布时间：2020-05-25 04:09

【摘要】：地铁站、隧道、防空洞等建筑物的消防安全一直是一个令人头疼的问题。目前以上场所普遍采用间隔布置箱式液态灭火器的办法进行防火。箱式液态灭火器主要由泡沫灭火剂、水、箱体、比例混合器、自动开启装置等组成,其中比例混合器是一个关键部件,它决定着整套设备的运转和灭火功能的实现,但普遍性能差强人意,仍存在着许多不足,譬如:负压不够、药物混合不匀、喷射出的灭火剂无雾状、射程不足等,难以满足使用要求。虽然管线式负压比例混合器功能较为完善,但与国外同类产品还存在较大的差距,也缺乏统一的设计标准与要求。因此,针对这一系列问题,本文通过理论分析、数值分析和实验相结合的方法,提出了一套简单实用的设计方法,解决了现有产品存在的性能缺陷、设计标准不统一、计算过程过于繁琐等问题,取得研究结论和成果如下:(1)在大量文献调研的基础上,提出了管线式负压比例混合器设计的设计要求,包括入口管径、出口管径、喉部管径三者之间的相互关系,以及入口锥角、出口锥角、入口压力、出口压力、出口速度的参数组合关系等。为了解决产品喉部负压不足、射程不足、混合不均等问题,对初始结构进行了改进,入口段由直管改为圆锥管,喷嘴由阶梯状改为连续状,采用对称结构型式。根据理论计算确立了喉部负压与入口压力和局部水头损失系数之间的关系。为获得更低的喉部负压和更高的出口流速,对改进结构的出口锥角、入口锥角和入口压力进行了优选组合,解决了药物混合不均的问题。(2)运用流体动力学软件,通过对市场上普遍应用的某特定产品的初始结构和改进结构进行不同进口压力影响下的敏感性分析,得出了其工作状态下流场的一些特征参数,包括压力分布、速度分布、压力变化曲线、速度变化曲线、流线分布和出口流速等,仿真结果表明改进结构的负压较初始结构更低,射程较初始结构更远,能量转换效率较初始结构更高。(3)对初始结构和改进结构进行流固耦合分析,两种结构强度和刚度均能满足设计要求,但改进结构适应性更强。(4)引入水力空化模型,解决了长期困扰喉管处压力值小于极限值的问题,这也间接证实了有限元计算模型的有效性和精确性。(5)试验结果表明,入口段由直管改为圆锥管、出口段由阶梯状改为连续状的改进结构,达到极限负压的速率更快、负压的临界压力更小,沿程压力损失更小,改进结构优于初始结构。也证实了仿真计算结果与试验结果的一致性。
【图文】：

比例混合器,客户开发,管线,负压

重点防火单位，因此在这些场所都配备了消防安全设施。在消与液体之间或液体与固体之间常需要按一定比例进行混合，这防安全中的重要环节，而完成这一过程的关键设备为管线式负国内的管线式负压比例混合器仍存在着许多问题。首先是出口国内的管线式负压比例混合器出口流速较低，导致产品的射程于相同的着火面积需要的比例混合器的数量也多，这使得相关。其次是混合液的比例问题，国外的比例混合器泡沫液的混合 3%左右，而目前国内的最低混合浓度在 5%左右。混合浓度低。再者是喷雾效果的问题，国内的现有产品由于泡沫混合均匀液体多成液滴状，而国外有些产品可以做到雾状的喷射效果，上国内产品仍有进步的空间。综上，设计一款效果较好的管线显得尤为重要。常见的比例混合器主要有以下几种：管线式例混合器（图 1合器；压力比例混合器；平衡式比例混合器等。本文主要针对合器进行研究。

施肥器,文丘里

管线式负压比例混合器设计及分析丘里施肥器的优点在于结构简单，无需外加真于技术人员学习。国外公司，如美国的 Toller、司，，于 2000 年左右就生产出了文丘里施肥装置目前也有相应产品，多利用阀门调节施肥器的流行监测，产品如图 1.5 所示。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U453.8

【参考文献】