自走式双风机风力灭火装备的设计与研究
发布时间：2021-07-03 21:17
森林是构成生态环境的重要组成部分,用来减少水土流失、改善气候以及控制环境污染等,然而,频繁发生的森林火灾使得生态环境面临着严重的威胁,防火和灭火工作尤为重要,世界各国都十分重视和支持森林灭火装备的相关研究。我国针对于森林火灾扑救的相关设备主要有便携式风力灭火机和大型消防车,前者具有环保节能的优点,但对消防人员的体能、耐力要求极高、存在一定的安全隐患;后者的灭火效率高,但在扑灭中、低强度火灾时,造成资源浪费并且生产成本较高。因此,为了降低火灾扑救人员的劳动强度,进一步提高灭火工作的经济性与安全性,需要设计一种经济、实用的自走式双风机风力灭火装备。论文首先对森林火灾的扑救原理进行分析,确定装备最终的灭火方式;接着对离心式和轴流式风机进行风力灭火的选择,并对离心式风机的基本理论进行学习,了解其主要组成部分、主要性能参数和基本方程。根据装备总体结构设计的要求,确定其总体结构布局及工作原理,并对装备中的关键零部件履带式底盘、双风筒调节机构、中间传动结构、整机机架、离心风机系统进行理论计算和总体的结构设计;确定装备的主要技术参数。对离心式风机叶轮和蜗壳的几何结构参数和轴功率进行详细的理论计算,确定...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１森林火灾现场??
?１绪论???２５００００?—?ｒ?１８０００??Ａ?＾?—＾森林火灾总面积〈??ｇ?２０００００?－——Ａ?ｒ?Ｌ?１４０００?＾??￡?Ｚ＾＼＼?？森林火灾次数－謂。ｉ??１?１５００００?－７??—誦〇?Ｉ??＾?１０００００?Ｊ———８０００?ｇ??揉?５００００?，?－４０００?跋??－?２０００??０???Ｌ?０??２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６??年份／年??图１－２?２００７？２０１６年全国火灾森林面积和火灾次数年际变化??由上面分析可知：虽然森林火灾逐年降低，但森林火灾突发性强、来势迅猛、危险??性高、极易成灾，一旦发生对人类所带来的危害是巨大的，带来的损失也无法估量，所??以针对于森林火灾所带来的危害，森林消防装备的研制具有很大的研宄意义。??２０］６年１２月１９日，国家林业局制定了《全国森林防火规划（２０１６－２０２５）》，在??当中提出了今后一段时间森林防火发展的总体思路、发展目标、建设重点和长效机制建??设，用于指导全国森林防火工作？叱现阶段，我国森林防火道路和隔离系统是非常薄??弱的，在一定程度上阻碍了森林消防装备灭火工作的顺利实施，而我国专门的森林航空??消防体系的建设还不够完善。针对于扑灭草原火灾、荒山草坡火灾以及幼林和次生林火??灾，风力灭火机己经成为必不可少的灭火机具之一。风力灭火机工作时取用的灭火资源??是大气中的空气，进行灭火工作时，不受灭火资源、工作场地、水源等条件的限制。现??在，背负式和手持式风力灭火机是消防人员进行灭火工作时常规使用的灭火机具，虽然??它们的总重量较
十??分敏捷［１５］。前捷克斯洛伐克将Ｔ５５坦克底盘进行改装，设计成“消防战士号”装甲型消??防车，可载１吨多水及６００升泡沫，消防人员可通过配备专用遥控装置在１５００ｍ外进??行远程遥控灭火。２００４年由俄勒岗州的长荣航空公司开发出来的由７４７－１００大型波音改??造飞机Ｓｕｐｅｒｔａｎｋｅｒ首次试飞成功，最大飞行高度１１５９０米，巡航距离７７２８公里，可以??一次携带６０？７５吨的水，也可投放２０吨阻燃剂，覆盖约四公里长，该飞机能透过独特??的压缩传输系统多次精准洒下灭火燃剂，如图１－４所示。保加利亚研发设计的“炭火舞??女”履带式高效森林消防车，通过使用抗高温、抗辐射的新型材料，使消防人员能够安??全地驾驶其进入火场进行灭火，避免了对消防人员的身体伤害。美国弗吉尼亚理工大学??与美国海军研究实验室在２０１２年合作研宄的新型消防机器人ＣＨＡＲＬＩ－２，该机器人身??高约１．５米，主要用于军舰灭火，它不仅能够冲入浓烟滚滚的火灾、爬楼梯以及穿越狭??窄的过道，还能模仿人类进行火火工作％－１９１。??Ｉ??图１－３雷诺Ｄ系列４Ｘ４消防车?图丨－４?Ｓｕｐｅｒｔａｎｋｅｒ??１．２．２国内灭火装备及新技术的研究进展??国内森林灭火装备的发展相比于发达国家比较晚，在中国，最开始风力灭火机的设??计想法是东北伊春林区的一位伐木老人郭跃增提出的，他通过将西北林机厂生产的高把??油锯进行改装便形成了中国最早期的手提式风力灭火机［２Ｑ］。伴随着科技的进步与经济的??增长，我国科研人员不断进行探索和研究自行设计出森林消防车。１９８８年，我国第一辆??森林消防车ＣＧＬ２５／５型轮式森林消防车出现，是由北京林业大学开发研制成功的，在??
【参考文献】：
期刊论文
[1]木托盘有限元分析自动化[J]. 葛笑,沈丹丹,何小云,苟进胜. 包装工程. 2020(05)
[2]基于Ansys Workbench的砖垛无托盘打包结构分析[J]. 田高,刘红梅,倪红军,吕帅帅,汪兴兴,张健,艾闻博. 包装工程. 2020(05)
[3]大兴安岭地区森林火灾发生的原因和扑救特征[J]. 陆昕,黄滨,杨素芝,孙龙,关岛,张冉. 东北林业大学学报. 2019(11)
[4]自走式双风机风力灭火装备的结构设计与分析[J]. 杨春梅,杨存亮,马岩,王琢,刘智超,谭吉兴,邓英健. 消防科学与技术. 2019(10)
[5]基于FLUENT的离心风机性能优化[J]. 陈晓,龚艳,陈小兵,张晓,王果,缪友谊,刘德江. 江苏农业科学. 2019(16)
[6]基于Ansys-Workbench的高温离心风机叶轮有限元分析[J]. 左曙光,刘益民,陆伟. 风机技术. 2019(S1)
[7]国内外林区几种大型作业车辆研究进展及车型设计展望[J]. 孙术发,张山山,李禹璇,武晋峰,储江伟. 北京林业大学学报. 2019(06)
[8]凉山木里县因雷击引发森林火灾[J]. 消防界(电子版). 2019(11)
[9]火灾区域林地植被变化分析——以大兴安岭和黄石公园地区为例[J]. 钱达,张虎,何龙. 天津师范大学学报(自然科学版). 2019(03)
[10]中国森林火灾发生特征及其与主要气候因子的关系研究[J]. 杜建华,宫殷婷,蒋丽伟. 林业资源管理. 2019(02)
博士论文
[1]喷粉式草原风力灭火机的研究[D]. 蒋梅胜.中国农业大学 2016
[2]森林火灾燃烧过程中的火行为研究[D]. 王秋华.中国林业科学研究院 2010
硕士论文
[1]门窗材成型组合机床结构与控制系统设计[D]. 宋明亮.东北林业大学 2019
[2]木屑滚筒干燥机的结构设计与理论研究[D]. 陈哲.东北林业大学 2019
[3]9-26-8D离心风机基于CFD的叶片数量优化分析[D]. 刘之雷.武汉工程大学 2018
[4]后倾式离心风机叶轮结构分析和优化设计[D]. 葛兴月.青岛大学 2017
[5]离心风机设计及数值模拟研究[D]. 屈万世.清华大学 2017
[6]小型离心风机叶轮结构优化与试验[D]. 陈晓.中国农业科学院 2016
[7]9-19型离心风机叶轮的有限元结构分析与优化设计[D]. 王培.武汉工程大学 2015
[8]履带式遥控风力灭火机结构设计与样机实验[D]. 经凤明.东北林业大学 2015
[9]履带式风力灭火机的设计模拟与实验研究[D]. 张明松.东北林业大学 2014
[10]离心通风机叶轮的有限元分析[D]. 刘建红.山东大学 2012
本文编号：3263369
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１森林火灾现场??
?１绪论???２５００００?—?ｒ?１８０００??Ａ?＾?—＾森林火灾总面积〈??ｇ?２０００００?－——Ａ?ｒ?Ｌ?１４０００?＾??￡?Ｚ＾＼＼?？森林火灾次数－謂。ｉ??１?１５００００?－７??—誦〇?Ｉ??＾?１０００００?Ｊ———８０００?ｇ??揉?５００００?，?－４０００?跋??－?２０００??０???Ｌ?０??２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６??年份／年??图１－２?２００７？２０１６年全国火灾森林面积和火灾次数年际变化??由上面分析可知：虽然森林火灾逐年降低，但森林火灾突发性强、来势迅猛、危险??性高、极易成灾，一旦发生对人类所带来的危害是巨大的，带来的损失也无法估量，所??以针对于森林火灾所带来的危害，森林消防装备的研制具有很大的研宄意义。??２０］６年１２月１９日，国家林业局制定了《全国森林防火规划（２０１６－２０２５）》，在??当中提出了今后一段时间森林防火发展的总体思路、发展目标、建设重点和长效机制建??设，用于指导全国森林防火工作？叱现阶段，我国森林防火道路和隔离系统是非常薄??弱的，在一定程度上阻碍了森林消防装备灭火工作的顺利实施，而我国专门的森林航空??消防体系的建设还不够完善。针对于扑灭草原火灾、荒山草坡火灾以及幼林和次生林火??灾，风力灭火机己经成为必不可少的灭火机具之一。风力灭火机工作时取用的灭火资源??是大气中的空气，进行灭火工作时，不受灭火资源、工作场地、水源等条件的限制。现??在，背负式和手持式风力灭火机是消防人员进行灭火工作时常规使用的灭火机具，虽然??它们的总重量较
十??分敏捷［１５］。前捷克斯洛伐克将Ｔ５５坦克底盘进行改装，设计成“消防战士号”装甲型消??防车，可载１吨多水及６００升泡沫，消防人员可通过配备专用遥控装置在１５００ｍ外进??行远程遥控灭火。２００４年由俄勒岗州的长荣航空公司开发出来的由７４７－１００大型波音改??造飞机Ｓｕｐｅｒｔａｎｋｅｒ首次试飞成功，最大飞行高度１１５９０米，巡航距离７７２８公里，可以??一次携带６０？７５吨的水，也可投放２０吨阻燃剂，覆盖约四公里长，该飞机能透过独特??的压缩传输系统多次精准洒下灭火燃剂，如图１－４所示。保加利亚研发设计的“炭火舞??女”履带式高效森林消防车，通过使用抗高温、抗辐射的新型材料，使消防人员能够安??全地驾驶其进入火场进行灭火，避免了对消防人员的身体伤害。美国弗吉尼亚理工大学??与美国海军研究实验室在２０１２年合作研宄的新型消防机器人ＣＨＡＲＬＩ－２，该机器人身??高约１．５米，主要用于军舰灭火，它不仅能够冲入浓烟滚滚的火灾、爬楼梯以及穿越狭??窄的过道，还能模仿人类进行火火工作％－１９１。??Ｉ??图１－３雷诺Ｄ系列４Ｘ４消防车?图丨－４?Ｓｕｐｅｒｔａｎｋｅｒ??１．２．２国内灭火装备及新技术的研究进展??国内森林灭火装备的发展相比于发达国家比较晚，在中国，最开始风力灭火机的设??计想法是东北伊春林区的一位伐木老人郭跃增提出的，他通过将西北林机厂生产的高把??油锯进行改装便形成了中国最早期的手提式风力灭火机［２Ｑ］。伴随着科技的进步与经济的??增长，我国科研人员不断进行探索和研究自行设计出森林消防车。１９８８年，我国第一辆??森林消防车ＣＧＬ２５／５型轮式森林消防车出现，是由北京林业大学开发研制成功的，在??
【参考文献】：
期刊论文
[1]木托盘有限元分析自动化[J]. 葛笑,沈丹丹,何小云,苟进胜. 包装工程. 2020(05)
[2]基于Ansys Workbench的砖垛无托盘打包结构分析[J]. 田高,刘红梅,倪红军,吕帅帅,汪兴兴,张健,艾闻博. 包装工程. 2020(05)
[3]大兴安岭地区森林火灾发生的原因和扑救特征[J]. 陆昕,黄滨,杨素芝,孙龙,关岛,张冉. 东北林业大学学报. 2019(11)
[4]自走式双风机风力灭火装备的结构设计与分析[J]. 杨春梅,杨存亮,马岩,王琢,刘智超,谭吉兴,邓英健. 消防科学与技术. 2019(10)
[5]基于FLUENT的离心风机性能优化[J]. 陈晓,龚艳,陈小兵,张晓,王果,缪友谊,刘德江. 江苏农业科学. 2019(16)
[6]基于Ansys-Workbench的高温离心风机叶轮有限元分析[J]. 左曙光,刘益民,陆伟. 风机技术. 2019(S1)
[7]国内外林区几种大型作业车辆研究进展及车型设计展望[J]. 孙术发,张山山,李禹璇,武晋峰,储江伟. 北京林业大学学报. 2019(06)
[8]凉山木里县因雷击引发森林火灾[J]. 消防界(电子版). 2019(11)
[9]火灾区域林地植被变化分析——以大兴安岭和黄石公园地区为例[J]. 钱达,张虎,何龙. 天津师范大学学报(自然科学版). 2019(03)
[10]中国森林火灾发生特征及其与主要气候因子的关系研究[J]. 杜建华,宫殷婷,蒋丽伟. 林业资源管理. 2019(02)
博士论文
[1]喷粉式草原风力灭火机的研究[D]. 蒋梅胜.中国农业大学 2016
[2]森林火灾燃烧过程中的火行为研究[D]. 王秋华.中国林业科学研究院 2010
硕士论文
[1]门窗材成型组合机床结构与控制系统设计[D]. 宋明亮.东北林业大学 2019
[2]木屑滚筒干燥机的结构设计与理论研究[D]. 陈哲.东北林业大学 2019
[3]9-26-8D离心风机基于CFD的叶片数量优化分析[D]. 刘之雷.武汉工程大学 2018
[4]后倾式离心风机叶轮结构分析和优化设计[D]. 葛兴月.青岛大学 2017
[5]离心风机设计及数值模拟研究[D]. 屈万世.清华大学 2017
[6]小型离心风机叶轮结构优化与试验[D]. 陈晓.中国农业科学院 2016
[7]9-19型离心风机叶轮的有限元结构分析与优化设计[D]. 王培.武汉工程大学 2015
[8]履带式遥控风力灭火机结构设计与样机实验[D]. 经凤明.东北林业大学 2015
[9]履带式风力灭火机的设计模拟与实验研究[D]. 张明松.东北林业大学 2014
[10]离心通风机叶轮的有限元分析[D]. 刘建红.山东大学 2012
本文编号：3263369
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