自走式风水灭火机的设计与研究
发布时间：2021-07-08 07:22
地球的环境正在逐渐恶化,其主要原因之一是森林面积的骤减,自1900年以来,在全世界森林面积每年都会消失1600公顷。森林面积的消失导致了土壤沙化严重、空气质量变差、水资源质量降低;在人类社会方面,导致社会经济的发展放缓,减慢社会的进步。森林面积骤减的主要原因之一就是森林火灾,对于森林火灾我国一直在加大林间灭火装备的设计与研发。针对复杂的林间环境,林间灭火装备如何进入以及自由行走是现阶段研发的主要内容,所以设计一款可以在林间自由行走,结构与操作简单的林间灭火装备已经成为我国针对林间灭火领域的关键任务。本文对森林火灾的灭火原理进行了分析和探讨,确定了机器的灭火方式;并对轴流风机与细水雾喷头的基本理论进行讨论,了解其主要组成部分、主要性能参数和基本方程。结合林间灭火设备的设计要求,设计了一款以履带式底盘为基础,将喷雾机构与履带底盘组合在一起的林间灭火设备。对自走式风水灭火机中的关键零部件履带底盘、喷雾机构、轴流风机、整机机架以及喷头进行了理论计算以及结构设计,并对喷头零件进行优化设计,为灭火机后续产品的开发提供了依据和方向。用fluent软件对自走式风水灭火机喷雾部分的风筒内部流场进行分析,...
【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】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２背负式手动灭火枪??
?东北林业大学硕士学位论文???援人员到达之前，为森林火灾抢险救援工作赢得宝贵时间，保证森林救援和消防人员有效掌??握消防主动权。日本的设计师研究了一款可以在水面起飞降落的飞机，它拥有着船形的机身，??有效的减少充水的时间，这种飞机非常适合进行森林火灾灭火工作［２２］，如图１－３所示。??＿??????一一．一??图１－３固定翼灭火机??（２）直升机灭火［２３］??直升机与固定翼飞机的特点类似，都具有较好的侦查与灭火指挥的能力，直升机灭火的??主要优势在于，直升机可以悬停在空中的某一处，对火灾重点区域实行集中的降水灭火。例??如，由澳大利亚的公司生产的一款Ｓ－６４Ｆ型直升机，其内部配置灭火系统主要由吸水式投放??装置系统、机腹水箱、充水软管和机腹水栗等部分构成。在执行实际抢险消防救援任务时，??能够实现高速越过水面时，充分利用其大功率的吸水式投放装置，在４０秒内迅速完成投放和??充水等操作，实现消防灭火救援速度的最大化［２４］。??国外对于消防水炮射特性的基础研宄较早，但是部分研宄成果还处于技术保护期。??Ａｇｈａｊａｎｉ等Ｐ５驻研究中引入半经验方法优化了消防喷嘴射流雾化过程的预测模型，通过与实??验测量结果的对比发现，在不同高度和方位角的射流中雾化液滴的液滴直径、体积通量和平??均速度等方面有很好的一致性。Ｓｉｋａｎｅｎ等和Ｊｕｎｇ等［２６１通过火灾动力学模拟软件ＦＤＳ作为数??值计算工具对消防灭火喷嘴的喷雾特性进行了数值模拟，从喷雾性能方面寻找最佳射流条件。??丫〇〇１１等［２７］通过粒子图像测速系统（ＰＩＶ）和粒子运动分析系统（ＰＭＡＳ）对可应用于消防灭火的双??流体细水雾喷嘴的喷雾速度
?１绪论???对于三级、四级森林火灾，主要通过小型灭火装备，小型灭火装备有高机动型，准确快速的??到达火灾现场并实施灭火工作，而且小型灭火装备可以有效消灭森林火灾后期内部残余的林??火以及暗火，避免二次火灾伤害，利用这些现代化的便携式消防设备和先进的消防设备，有??效地保护了森林工业、军队的财产以及人员的安全，并大大提高了灭火效率??晒??图１－４森林消防车??ｆｗ??图１－５载水灭火机??在大规模扑灭森林火灾的总体行动框架内，空中部队和森林地面部队必须密切合作，从??而提高大规模森林火灾管理的效率。在我国进行森林灭火工作的小型灭火装备主要是自提式??消防泵与手提式风力灭火机如图１＊６、１－７所示。风力火火机的操作简单，只用风力进行灭火，??对资源要求底，是一个可以长时间使用的灭火装备。风机工作原理：电动机驱动风机部分转??动，风机通过高速转动将外界的空气吸入风机内，经过内部叶轮加速后从出口排出大最高速??气体，即可使可燃物周围的温度迅速降低直至燃点以下，阻断燃烧进程，最终达到火火消防??的效果［２９］。??擊??图１－６手抬式消防泵??－５?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析水土流失的生态修复与综合治理[J]. 于春波. 科学技术创新. 2019(24)
[2]森林防火的重要性及技术措施探析[J]. 袁有宏. 现代农业科技. 2019(03)
[3]探讨森林防火工作的重要性[J]. 吴学辉. 农民致富之友. 2018(21)
[4]振动顺料机动态特性仿真研究及优化设计[J]. 张钊,张继忠. 包装工程. 2017(23)
[5]仿生设计在产品设计中的应用探究[J]. 徐慧. 包装工程. 2017(14)
[6]如何加强森林防火工作及应对措施[J]. 段秀英,张荣华. 现代园艺. 2017(06)
[7]做好森林防火工作的措施与对策[J]. 历彦彬. 黑龙江科学. 2016(05)
[8]基于数值分析法的实验测试数据的处理及分析[J]. 胡秋明,王景刚,鲍玲玲,罗景辉. 西南民族大学学报(自然科学版). 2015(03)
[9]1950—2010年中国森林火灾时空特征及风险分析[J]. 苏立娟,何友均,陈绍志. 林业科学. 2015(01)
[10]便携式森林消防泵研究现状及发展趋势[J]. 汪东,郑楠,姜晨龙,茹煜,丛静华,刘成林. 森林防火. 2014(04)
硕士论文
[1]考虑三维流场和气动弹性的风力机叶片气动载荷研究[D]. 张祥玉.燕山大学 2018
[2]轴流式通风机数值模拟及气动噪声分析[D]. 万荣晖.东北石油大学 2017
[3]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
[4]小型轴流式风机通流部件优化设计研究[D]. 林亮.东南大学 2015
[5]新型双流喷嘴的雾化实验研究与数值模拟[D]. 徐开华.华南理工大学 2013
[6]离心风机叶轮的有限元分析及优化[D]. 李燕平.西北农林科技大学 2012
[7]基于CFD方法的轴流式风力灭火机叶轮性能模拟研究[D]. 方墨.北京林业大学 2010
[8]提高风力机叶型气动性能的研究[D]. 唐进.清华大学 2004
本文编号：3271127
【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】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２背负式手动灭火枪??
?东北林业大学硕士学位论文???援人员到达之前，为森林火灾抢险救援工作赢得宝贵时间，保证森林救援和消防人员有效掌??握消防主动权。日本的设计师研究了一款可以在水面起飞降落的飞机，它拥有着船形的机身，??有效的减少充水的时间，这种飞机非常适合进行森林火灾灭火工作［２２］，如图１－３所示。??＿??????一一．一??图１－３固定翼灭火机??（２）直升机灭火［２３］??直升机与固定翼飞机的特点类似，都具有较好的侦查与灭火指挥的能力，直升机灭火的??主要优势在于，直升机可以悬停在空中的某一处，对火灾重点区域实行集中的降水灭火。例??如，由澳大利亚的公司生产的一款Ｓ－６４Ｆ型直升机，其内部配置灭火系统主要由吸水式投放??装置系统、机腹水箱、充水软管和机腹水栗等部分构成。在执行实际抢险消防救援任务时，??能够实现高速越过水面时，充分利用其大功率的吸水式投放装置，在４０秒内迅速完成投放和??充水等操作，实现消防灭火救援速度的最大化［２４］。??国外对于消防水炮射特性的基础研宄较早，但是部分研宄成果还处于技术保护期。??Ａｇｈａｊａｎｉ等Ｐ５驻研究中引入半经验方法优化了消防喷嘴射流雾化过程的预测模型，通过与实??验测量结果的对比发现，在不同高度和方位角的射流中雾化液滴的液滴直径、体积通量和平??均速度等方面有很好的一致性。Ｓｉｋａｎｅｎ等和Ｊｕｎｇ等［２６１通过火灾动力学模拟软件ＦＤＳ作为数??值计算工具对消防灭火喷嘴的喷雾特性进行了数值模拟，从喷雾性能方面寻找最佳射流条件。??丫〇〇１１等［２７］通过粒子图像测速系统（ＰＩＶ）和粒子运动分析系统（ＰＭＡＳ）对可应用于消防灭火的双??流体细水雾喷嘴的喷雾速度
?１绪论???对于三级、四级森林火灾，主要通过小型灭火装备，小型灭火装备有高机动型，准确快速的??到达火灾现场并实施灭火工作，而且小型灭火装备可以有效消灭森林火灾后期内部残余的林??火以及暗火，避免二次火灾伤害，利用这些现代化的便携式消防设备和先进的消防设备，有??效地保护了森林工业、军队的财产以及人员的安全，并大大提高了灭火效率??晒??图１－４森林消防车??ｆｗ??图１－５载水灭火机??在大规模扑灭森林火灾的总体行动框架内，空中部队和森林地面部队必须密切合作，从??而提高大规模森林火灾管理的效率。在我国进行森林灭火工作的小型灭火装备主要是自提式??消防泵与手提式风力灭火机如图１＊６、１－７所示。风力火火机的操作简单，只用风力进行灭火，??对资源要求底，是一个可以长时间使用的灭火装备。风机工作原理：电动机驱动风机部分转??动，风机通过高速转动将外界的空气吸入风机内，经过内部叶轮加速后从出口排出大最高速??气体，即可使可燃物周围的温度迅速降低直至燃点以下，阻断燃烧进程，最终达到火火消防??的效果［２９］。??擊??图１－６手抬式消防泵??－５?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析水土流失的生态修复与综合治理[J]. 于春波. 科学技术创新. 2019(24)
[2]森林防火的重要性及技术措施探析[J]. 袁有宏. 现代农业科技. 2019(03)
[3]探讨森林防火工作的重要性[J]. 吴学辉. 农民致富之友. 2018(21)
[4]振动顺料机动态特性仿真研究及优化设计[J]. 张钊,张继忠. 包装工程. 2017(23)
[5]仿生设计在产品设计中的应用探究[J]. 徐慧. 包装工程. 2017(14)
[6]如何加强森林防火工作及应对措施[J]. 段秀英,张荣华. 现代园艺. 2017(06)
[7]做好森林防火工作的措施与对策[J]. 历彦彬. 黑龙江科学. 2016(05)
[8]基于数值分析法的实验测试数据的处理及分析[J]. 胡秋明,王景刚,鲍玲玲,罗景辉. 西南民族大学学报(自然科学版). 2015(03)
[9]1950—2010年中国森林火灾时空特征及风险分析[J]. 苏立娟,何友均,陈绍志. 林业科学. 2015(01)
[10]便携式森林消防泵研究现状及发展趋势[J]. 汪东,郑楠,姜晨龙,茹煜,丛静华,刘成林. 森林防火. 2014(04)
硕士论文
[1]考虑三维流场和气动弹性的风力机叶片气动载荷研究[D]. 张祥玉.燕山大学 2018
[2]轴流式通风机数值模拟及气动噪声分析[D]. 万荣晖.东北石油大学 2017
[3]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
[4]小型轴流式风机通流部件优化设计研究[D]. 林亮.东南大学 2015
[5]新型双流喷嘴的雾化实验研究与数值模拟[D]. 徐开华.华南理工大学 2013
[6]离心风机叶轮的有限元分析及优化[D]. 李燕平.西北农林科技大学 2012
[7]基于CFD方法的轴流式风力灭火机叶轮性能模拟研究[D]. 方墨.北京林业大学 2010
[8]提高风力机叶型气动性能的研究[D]. 唐进.清华大学 2004
本文编号：3271127
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