边墙型喷头湿墙性能试验研究

为探讨边墙型喷头打湿墙面的性能,选取了4种类型的喷头,在开间为3m的房间内进行洒水分布性能试验研究。喷头安装间距为3m、工作压力为0.05~0.2MPa。试验结果显示:边墙型喷头有6%~20%的水量喷洒到对面墙上,且均能喷洒到对面墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面。喷头湿墙集水率受工作压力影响较小,边墙型家用喷头和扩大覆盖面积洒水(EC)喷头的集水率优于边墙型标准喷头;在喷水湿墙均匀性方面,工作压力越高,喷头喷洒到墙面的水量越不均匀,且边墙型标准喷头优于家用喷头和EC喷头。在房间开间为3m时,不适宜采用EC喷头。     

新型五嘴雾化喷头喷灌强度及水量空间变化规律研究

为探明五嘴雾化喷头的喷灌强度及水量空间变化规律。采用自计雨量盒,喷头测试高度分别设置为0.5 m、1.0 m、1.5 m、2.0 m和2.5 m共5个水平,在100 kPa、150 kPa、200 kPa、250 kPa、300 kPa五个喷头工作压力下,测定喷洒水量、喷灌强度等指标,计算流量偏差系数。结果表明:0.5m安装高度,200 kPa下均匀度最高。增大喷头工作压力、升高喷头安装高度均有利于水量的扩散;喷头的安装高度过低会导致较高的水量峰值,易产生地表径流,0.5 m高度水量峰值变化范围为6.06 mm/h～7.44 mm/h。结果可为确定喷灌系统雾化指标和喷头安装高度提供参考依据,避免因水量峰值过大而产生地表径流。     

摇臂式喷头内流道流动分析与数值模拟

应用CFD通用软件Fluent模拟了PY140型摇臂式喷头的内流道在安装两种常用稳流器和不安装稳流器情况下的三维黏性流场,分析了三种稳流器情况下喷头流量、内流道静压力分布以及出口断面平均湍动能随进口工作压力的变化规律,并进行了试验验证。研究结果表明不同进口工作压力下喷头流量的计算值要高于实测值约11％,但两者的变化趋势非常一致。喷头安装稳流器有助于消除内流道中的涡流和横向流,降低喷头出口湍动能值,但在一定程度会增加内流道阻力损失,影响喷头的过流能力。此外,常用的 90°出口扩散角的圆锥形喷嘴容易在喷嘴出口附近产生逆流。数值模拟和试验表明,减少喷嘴出口扩散角可改善喷嘴出口流态,提高喷头流量。     

摇臂式喷头内流道流动分析与数值模拟

应用CFD通用软件Fluent模拟了PY140型摇臂式喷头的内流道在安装两种常用稳流器和不安装稳流器情况下的三维黏性流场,分析了三种稳流器情况下喷头流量、内流道静压力分布以及出口断面平均湍动能随进口工作压力的变化规律,并进行了试验验证。研究结果表明不同进口工作压力下喷头流量的计算值要高于实测值约11%,但两者的变化趋势非常一致。喷头安装稳流器有助于消除内流道中的涡流和横向流,降低喷头出口湍动能值,但在一定程度会增加内流道阻力损失,影响喷头的过流能力。此外,常用的90°出口扩散角的圆锥形喷嘴容易在喷嘴出口附近产生逆流。数值模拟和试验表明,减少喷嘴出口扩散角可改善喷嘴出口流态,提高喷头流量。     

净空高度对自动喷水灭火系统喷水强度的影响探讨

室内净空高度大小直接影响室内自动喷水灭火系统能否有效发挥作用。原有设计规范对8m以下民用建筑和工业厂房净空采取一成不变的设计参数,没有考虑净空高度变化对喷水量和喷水强度需求的影响。在假定净空高度与设计压力线性相关的前提下,按照上下限值确定边界条件的原则,考虑净空高度因素,对原有0.1MPa的最不利点喷头工作压力进行了修正,以满足不同净空高度条件下的消防安全要求。由此引入压力修正系数η修正设计压力,建立满足某空间高度h的设计喷水强度喷头所需压力Pj与有效喷水强度喷头所需压力P之间的数学关系,将h变化带来的影响通过输入Pj值的渐变来体现,确保了不同净空高度下实际喷水密度能满足灭火需要,达到修正目的。     

防火分隔水幕开式洒水喷头的设置

防火分隔水幕通常在建筑设计中用来替代防火墙、防火卷帘等做为防火分隔措施,使所保护的开口部位满足防火要求,阻止火灾时烟气及火势的蔓延。工程中常用开式洒水喷头作为水幕布水喷头,喷头的布置需满足水幕线性喷水强度的要求,并且不能在被保护的开口部位出现漏洞。水幕作为防火隔断措施,还需具有一定的宽度以满足阻火要求。通过对喷头布水特性的研究,结合喷头流量系数、工作水压、喷头布水曲线等因素,经相关计算,对喷头布置间距、安装高度提出了理论分析,确保水幕系统对其所替代的防火隔断措施的等效替代。     

边墙型扩展覆盖面喷头选用探讨

边墙型扩展覆盖面喷头应用很广,设计中选用边墙型扩展覆盖面喷头的最大难点在于如何根据喷头工作压力和产品样本来判定是否满足其湿墙性能。介绍了当产品样本仅提供喷头布水曲线时,边墙型扩展覆盖面喷头选用的计算方法。     

双喷嘴摇臂式喷头喷洒水滴运动模拟与验证

本文以ZY-1(5.5mm×3.1mm)、ZY-2(7.0mm×3.1mm)双喷嘴摇臂式喷头为研究对象,利用喷洒水滴弹道轨迹运动模型分开模拟了喷头主、副喷嘴水滴的飞行轨迹,并将模拟值与实测值进行了比对,结果表明喷洒水滴飞行距离模拟值与实测值的总体分布趋势相近,尤其对于1.0~2.0mm水滴飞行距离的模拟值与实测值较为接近,模拟效果较好,但对于大直径水滴飞行距离的模拟尚存在较大差异。选择风速、喷头工作压力、流速系数、喷头安装高度、喷射仰角、空气温度作为主要因素进行喷洒水滴飞行轨迹敏感性分析,结果表明,对喷洒水滴飞行轨迹影响程度由大到小依次为流速系数、喷头工作压力、风速、然后是喷射仰角和喷头安装高度,受空气温度的影响最小。     

摇臂式喷头喷嘴结构改进及水力性能试验研究

为了降低摇臂式喷头在工程应用中的运行成本、提高喷灌质量,本文针对8034D摇臂式喷头主、副喷嘴结构进行了优化改进,并研究了喷嘴结构改进后对喷头流量、径向水量分布和组合喷灌均匀度的影响。结果表明,主喷嘴内腔锥度角对喷头流量的影响呈显著水平,内腔锥度角越大,喷头流量越小;当工作压力相同时,改进副喷嘴结构对喷头流量的影响不大。随着测点与喷头水平距离的逐渐增加,不同内腔锥度角和圆柱段长度下的径向喷灌强度均呈递减趋势。组合2(1 mm#54°主喷嘴与改进后副喷嘴组合)在4种组合方式中的喷灌均匀性较好,其在喷头正方形布置下7种组合间距(12 m×12 m～18 m×18 m)时的平均喷灌均匀系数为87.8%,其中17 m×17 m时的喷灌均匀系数峰值达到89.3%。综合考虑喷灌质量和经济性两方面,在实际工程设计时,建议8034D摇臂式喷头主、副喷嘴的组合方式优先选用组合2,喷头工作压力设置为250 kPa,且组合间距以17 m×17 m为宜。     

某极低放暂存间自动喷水灭火系统水力计算

某核电站极低放废物暂存间因其有辐射风险、人员不宜靠近的特点,选择安装了安全可靠、灭火效率高的自动喷水灭火系统。本文采用海澄-威廉公式进行了管段水头损失计算,结果表明,该厂房的自动喷水灭火系统部分管段的流速超过了5m/s,不符合《喷规》要求;同时系统入口所需压力达到0.7MPa以上,超过实际能提供的最高压力。由于管道水头损失主要集中在配水支管上,本文提出了优化喷头布置的方案,减少每个支管所带喷头数量,水力计算结果表明优化后管段流速均低于5m/s,符合《喷规》要求,且支管水头损失明显降低,系统入口所需压力仅为0.5MPa,满足厂房所能提供的最小压力。     

喷头不同组合模式下水量分布和喷灌均匀度的田间试验及数值模拟

利用三次样条两次插值叠加法并结合单喷头水量分布可计算得到多喷头组合水量分布。为验证该方法的适用性及探究变间距条件下喷灌均匀度的变化情况,通过田间试验,得到ZY-2型单喷头水量分布及多喷头18 m×18 m组合形式下水量分布,计算了喷灌均匀度。利用MATLAB软件构建了喷头组合条件下水量分布的数值模拟模型,计算出不同组合模式下水量分布和组合喷灌均匀度。结果表明:模拟与实测喷灌水深的相对误差(RE)和均方根误差(RMSE)分别为8.49%和3.17 mm,组合喷灌均匀度的相对误差为1.85%,表明构建的模型能较准确地模拟不同喷头组合条件下的水量分布和组合均匀度; ZY-2型喷头在正方形21 m×21 m布置形式下,喷灌均匀度达到最高(0.873);在变喷头间距和变支管间距两种矩形布置时,喷灌均匀度整体上随着支管间距的增加而逐渐降低,但喷头间距增加时喷灌均匀度降低的幅度更大。研究结果可为优化喷头布置形式提供技术支撑。     

圆形喷灌机低压阻尼喷头水滴直径分布规律的试验研究

为了提高机组喷洒均匀性、降低对土壤作物的打击强度,近几年国内圆形喷灌机逐渐安装低压阻尼旋转喷头,以替代非旋转低压喷头。本文采用面粉法对R3000和A3000低压阻尼喷头在安装3种喷嘴(直径为2.98、4.96和6.95 mm)和2种工作压力(100和140 kPa)下的水滴直径分布规律进行了试验,分析了水滴平均直径和总体水滴直径分布,探讨了水滴直径与喷头转速、喷嘴直径及工作压力的关系。结果表明,在相同工作压力和喷嘴直径下,A3000喷头转速要快于R3000喷头,但射程和末端水滴直径均有所减小。在相同喷嘴直径下,两种喷头随着工作压力的增大,射程均有所增大,但末端水滴直径呈变小趋势;在相同工作压力下,随着喷嘴直径增大,喷头射程均呈增大趋势,但末端水滴直径变化不显著。A3000喷头总体水滴直径分布范围比R3000喷头窄,不同工况下测得的A3000喷头水滴中数直径比R3000喷头小3.6%~8.9%。两种喷头径向不同位置处的水滴平均直径与喷头距离呈指数关系,中数直径随工作压力增大或喷嘴直径减小而变小。     

列车荷载对路堤式加筋土挡墙结构力学特性影响的数值模拟

利用有限元计算软件PLAXIS, 建立路堤式加筋土挡墙在列车荷载作用下的计算模型, 并且通过与垂直土压力和水平土压力的实测值和理论计算值相对比, 肯定了模型的合理性。进一步改变加筋间距与填土高度, 探讨了加筋土挡墙在列车荷载作用下水平土压力、面板水平位移和筋材最大拉力的变化规律。结果表明:同一高度的垂直土压力值沿筋长方向呈增加趋势;水平土压力值随填土高度增加而增加, 沿墙高方向值变小。增加拉筋间距, 会使水平土压力值、面板水平位移和筋材最大拉力均增大。降低填土高度对墙背水平土压力、面板水平位移和筋材最大拉力的影响较小, 在施加列车荷载后2种曲线均近乎重合。在列车荷载作用下, 可通过增大加筋间距和降低台阶填土高度来优化加筋土挡墙的整体性能。     

新型ZY系列摇臂旋转式喷头水滴直径分布规律的试验研究

喷洒水滴直径及其分布规律是喷灌系统的重要质量指标。采用面粉法进行了新型ZY系列喷头在不同工作压力下水滴直径的室内试验,分析了水滴直径分布。结果表明,与个数加权平均法、中数直径法相比,采用水重加权平均法计算水滴平均直径更符合实际;水滴直径沿射程方向呈现较好的指数函数分布;在距离喷头同一位置处,平均水滴直径随喷头工作压力的升高而减小;ZY-1、ZY-2取样处得出的水重平均水滴直径的最小值和最大值分别噗0.61和3.77mm、0.64和4.28mm;喷头的工作压力对水滴直径的影响与L有关,ZY-1、ZY-2喷头分别在至喷头距离大于5m和11m时差异显著;随着喷头工作压力的升高,产生小水滴的频率增大,表明其雾化效果也越好。     

自动喷水灭火系统气压供水设备容积计算分析

对于自动喷水灭火系统气压供水设备容积的计算,最不利点处喷头工作压力的选择将直接影响气压水罐容积的大小。通过水力计算分析,建议最不利点喷头工作压力取0.05 MPa,这样气压水罐的容积相比最不利点喷头工作压力取0.1 MPa时减小约40%,降低了造价,又可减小设备占用建筑的面积。     

高大空间场所自动喷水灭火系统全尺寸火灾试验研究

为研究自动喷水灭火系统应用于高大空间建筑的可行性和可靠性,以会展中心场所为模拟对象,采用ELO喷头,在净空高度为18m、喷水强度为20L/(min·m2)的情况下开展了高大空间场所自动喷水灭火系统全尺寸火灾试验研究。试验结果显示,在该试验场景下,自动喷水灭火系统能及时动作,且在给定的喷水强度下能有效控制火灾的增长和蔓延,喷头开放数量和过火面积均较少,系统控火性能良好。     

水利水电工程中钻孔压水试验管路压力损失实用性分析

钻孔压水试验是评定岩层渗透性最基本和最重要的现场试验,然而现场试验中是否考虑管路损失压力仍然存在一些争议。利用经验公式计算和现场实测的两种方式对管路损失压力进行了分析。发现极微透水和微透水岩层及吕荣值小于5 Lu的弱透水岩层中压水试验的管路压力损失较小,可以不考虑;对于吕荣值为5～10 Lu的弱透水岩层,可按照压力管路长度每增加30 m损失1 m水头压力的方式计取管路压力损失;中等透水岩层,可按照压力管路长度每增加20 m或者10 m损失1 m水头压力的方式计算管路压力损失。     

二瓦槽水电站气垫式调压室高压压水试验及围岩抗渗性评价

对二瓦槽水电站气垫式调压室进行了高压压水试验。试验成果显示:测段岩体在5 MPa高水压压力作用下透水率绝大部分在0.26~0.98 Lu之间,小于1.0 Lu;裂隙岩体水力劈裂压力值在10.5~12.0 MPa之间,对高水头压力具有较好的承载性。试验结果表明:围岩整体抗渗性能较好,但对于局部出现的软弱结构面需进行灌浆处理。试验结果可为气垫式调压室设计和建设提供依据。     

水喷雾灭火系统喷头的合理布置

水喷雾灭火系统水雾喷头的合理布置是保证系统高效灭火的重要因素,也是系统设计的重要环节.通过工程实例对影响喷头布置的各个因素,如喷头的安装高度、安装角度、安装间距以及喷头喷雾角度、流量系数的选定等进行系统分析,对喷头布置的设计步骤进行了调整和细化,提出了新的设计方法,并总结了在设计中容易产生的误区.     

风浪作用下的库岸动力响应试验

利用波浪水槽试验,对风浪作用下库岸的表面波压力和介质孔隙水压力响应进行了研究。试验中观测了在不同波高、周期、水深、坡比和介质等条件下的库岸动力响应。试验结果分析表明：糙率和渗透系数对表面波压力影响较大,介质孔隙水压力与波陡、沿程相对位置、渗透系数密切相关,孔隙水压力响应随着深度增加存在幅值衰减和相位滞后现象。