两相流旋流型细水雾喷嘴的雾化特性研究

为了研究细水雾灭火系统的关键部件－－细水雾喷嘴的雾化结构形式，以空气和水为介质，利用马尔文激光粒度分析仪对两相流旋流型细水雾喷嘴的雾化特性进行了详细的研究。分析了该型喷嘴的工作特点，研究了不同供水压力、供气压力及气液比对喷嘴雾化特性的影响，为细水雾灭火系统及其喷嘴的设计方法和检验标准提供了依据。试验结果表明：该结构喷嘴的雾化性能完全满足细水雾灭火系统的性能要求。     

细水雾灭火喷嘴的特征参数及其测量方法探析

运用Rayleigh-Taylor不稳定性和Kelvin-Heinholtz不稳定性解释了细水雾的雾化机理并描述了雾化颗粒尺寸分布特性的关系式,分析了反映细水雾灭火喷嘴灭火性能的主要特征参数,探析了细水雾灭火喷嘴特征参数的测量方法,为今后研发高性能的细水雾灭火喷嘴提供了一定指导。     

喷射压力对全氟己酮和细水雾雾化特性的影响研究

为了研究哈龙替代灭火剂的雾化性能以指导消防设计,通过试验与数值模拟相结合的方式研究了细水雾和全氟己酮在不同喷射压力下的雾化特性。结果表明：由于流体自身物理特性的影响,两者雾场形态存在差异,相同工况下细水雾的雾化锥角大于全氟己酮,覆盖范围更广。在速度场方面,两者速度均随喷射压力的增加而增大,但2.5 MPa下距喷嘴100 mm处细水雾的平均速度比全氟己酮高47.3%。在粒径分布方面,同一截面处液滴粒径D₃₂随喷射压力增加而减小,2.5 MPa下全氟己酮液滴的D₃₂值比细水雾高39.0%。通过数值模拟进一步分析了液滴破碎过程及D₃₂的变化趋势。因此,使用全氟己酮灭火剂时建议施加更大的喷射压力,以达到良好的雾化效果。     

气泡雾化细水雾喷头的研制及其流量特性

结合细水雾灭火要求和气泡雾化技术特点,研制了一种应用于消防领域的新型气泡雾化细水雾喷头,并进行了喷头流量特性的试验研究.试验结果表明:喷头具有良好的灭火效果,试验条件下的最低灭火压力为0.5 MPa.通过测量不同工况下喷头的流量与进液口压力,确定了喷头流量与压力和气液质量比之间的变化规律,分析了喷头进液口、注气孔口、喷口和旋流芯等内部结构对流量的影响规律.     

高压单相细水雾灭火技术研究进展

介绍了细水雾灭火技术的特点和高压单相细水雾灭火系统的构成及主要特征，分析归纳了发展细水雾灭火技术及高压单相细水雾灭火技术需要解决的关键技术，概述了国内外的最新研究进展和应用。     

间接蒸发冷却用气-水雾化喷嘴特性实验研究

为了提高间接蒸发冷却器换热效率,提出了将气－水雾化喷嘴应用于间接蒸发冷却器改进换热器表面水膜的均匀性,实验研究了扇形两相(气－水)喷嘴在不同空气压力和水压下的特性,测出了不同压力时喷嘴雾化角和气水质量流量值,得出了其变化规律,确定出了最佳的喷雾气水压力比和雾化角等参数。     

一种旋流式喷嘴的雾化实验研究

细水雾喷嘴是细水雾灭火系统的关键部件。本文主要采用激光多普勒测试仪（LDV）和相位多普勒粒子测量仪（PDPA）对一种旋流式喷嘴进行雾化实验研究。通过实验得到了不同测试压力下,喷嘴的流量、流量特性系数K、雾化锥角θ、水平射程、索特尔平均粒径（SMD）和粒子轴向速度的分布情况,最后得到了这几个参数随测试压力的变化关系。所测试的细水雾灭火喷头具有较大的轴向动量和径向动量,有利于扑灭深位火灾和扩大灭火范围。     

细水雾喷嘴流量特性及通风条件下降温试验研究

针对有高温高速强扰动热源的狭长空间,在通风降温仍无法满足降温要求,且不允许采用冷冻降温等方式时引入细水雾降温技术进行辅助降温。选用三种不同型号的细水雾雾化喷嘴进行流量特性及降温试验研究。分析试验数据得出多个喷嘴联合运行时流量特性仍与单个喷嘴样本数据吻合较好。通过试验研究了通风量、喷雾压力、喷嘴组合方式等因素对降温效果的影响,试验数据表明喷雾压力对降温效果的影响较通风量和喷嘴组合方式更显著。     

离心式细水雾喷嘴结构设计和参数优化

应用FLUENT模拟多种结构形式的离心式细水雾喷嘴内外部流场的压力分布和速度分布,并对喷嘴的3个主要结构参数即进口数目、喷嘴圆柱段长度、出口半径进行正交试验,数值模拟得出各试验喷嘴出口速度,从而得到优化的结构参数。研究表明:压力损失与过渡段圆滑程度有关;流体的速度在喷嘴的收缩段迅速增加;喷嘴出口半径对喷嘴出口速度的影响最大。     

离心式喷嘴粒子尺寸分布的雾化特性试验研究

在离心式喷嘴结构设计的基础上，对喷嘴粒子尺寸分布的雾化性能进行了试验研究。研究结果表明：该喷嘴的雾化液滴索太尔平均直径不超过150μm，探讨了喷嘴出口压力对索太尔平均直径的影响。     

两相流细水雾灭B类火实验研究

采用气液同管雾状流输送方式,在两相流系统中设置雾化混合器,使结构简化.实验研究不同热释放率时两相流细水雾的灭火特性及规律.采用热电偶树和气体分析仪测量火焰温度及火场氧浓度,通过灭火时间评价细水雾的灭火效率,将两相流细水雾的灭火效果同单相流进行对比.实验结果显示,热释放率对细水雾的灭火效果影响显著;两相流在较低压力下就可达到单相流较高压力的灭火效果.     

压力式细雾喷嘴流量特性实验研究

对液体的雾化机理及喷嘴的流量特性进行了理论分析,并对TF型、L型、P型细雾喷嘴进行了实验研究,用回归分析的方法建立了三种喷嘴的流量、喷雾压力与喷孔直径之间的关联式。绘制了三种喷嘴的流量曲线。     

船用细水雾灭火喷头结构优化与分析

根据液体的雾化和灭火机理,对细水雾的液滴形成和破碎过程、影响液体雾化的因素、多种船用细水雾喷头结构的优劣进行分析,得到细水雾雾化对喷头的基本要求。设计船用喷头采用螺旋内流道,使液体在室内进行强烈的旋转,以提高水雾动能,加强离心雾化效果,增强灭火能力。运用STAR-CCM+对直射式喷头和改进的离心喷头进行对比分析,得到流场以及流场内有关面上的压力、速度、流动迹线以及液相水的体积分数。结果表明,螺旋流道的离心结构喷头可以增大喷雾半径、扩大保护范围、提升灭火效果。     

细水雾与固体木垛火相互作用的实验研究

为了更好地研究细水雾熄灭固体火焰的机理及其有效性 ,建立了单流低压细水雾灭火模拟实验平台 ,在 3m× 3m× 3m的受限空间中开展了一系列的灭火实验。实验过程中采用了两种不同功率的木垛火源 ,利用热电偶和红外热像仪对细水雾施加前后的火焰的温度场进行了实时观察研究 ,结果表明当细水雾的压力低于 0 .2 MPa时 ,细水雾不能有效地扑灭木垛火 ,当细水雾的压力较低时 ,喷嘴距火焰表面的距离和细水雾施加的流量是影响细水雾灭火有效性的关键因素 ;同时 ,功率越大的木垛火 ,越易被细水雾扑灭。     

熄灭森林阴燃火的细水雾喷头设计与仿真

森林大火后的残余地表余火及地下阴燃火是引起二次森林火灾的主要原因,为防止发生二次森林火灾,清理森林余火和阴燃火是必要的.细水雾作为哈龙灭火剂的最佳替代品,被广泛应用在消防领域.本文设计一种适合熄灭森林余火和阴燃火的撞击分流高压细水雾喷头,采用Fluent进行喷头流域的仿真,分析喷孔孔径、喷孔长度和喷孔喷雾锥角对喷出细水...     

气液流量对低压双流体细水雾雾场特性的影响

由于对民机货舱中不同气液流量的低压双流体细水雾研究较少,且对单个喷头雾通量和雾动量的定量、定性分析不够完善,还需设计开展实验进行更深入的研究。参考美国联邦航空管理局（简称“FAA”）制定的相关标准,设计并搭建飞机货舱低压双流体细水雾实验平台,主要包括FAA全尺寸飞机货舱、低压双流体细水雾系统。采用的喷头与常规的喷头有所不同,喷出的细水雾是一个圆形平面,具有优良的弥散性和滞空性。实验中采用马尔文粒径分析仪结合Spraytec软件测量不同气液流量下的细水雾雾滴粒径,发现当气体流量从250 L/min增加至350 L/min、液体流量保持0.5 L/min不变时,细水雾雾滴粒径从130 μm降低至95 μm;当液体流量分别为0.75 L/min和1.0 L/min时,粒径大小分别从161 μm降至110 μm,从201 μm降至142 μm。根据美国防火协会的标准,采用量杯收集法测量得到不同气液流量下的雾通量,发现单独增加气体流量或液体流量,其雾通量都会增加。当气体流量为350 L/min、液体流量为1.0 L/min时,雾通量达到最大值,为0.255 L/（min·m2）。利用粒子图像测速仪的高速摄像机拍摄喷雾照片,测量雾滴速度,结果显示,在3种不同的液体流量工况下,随着气体流量从250 L/min增加至350 L/min,对应的雾滴速度均近似以0.04的增长率上升,最小值为8.5 m/s,最大值为16.0 m/s。在假设细水雾雾滴形状为球状时,雾动量关系式由雾滴质量与速度的乘积得到。选取雾滴速度最大值代入公式,得到单个雾滴在不同气液流量下的雾动量变化曲线,发现当气体流量为250 L/min、液体流量为1.0 L/min时,单个雾滴动量达到最大值,为3.6×10-8 kg·m/s。通过实验研究不同气液流量对低压双流体细水雾雾场特性的影响,得出以下结论：当液体流量不变,气体流量从250 L/min以25 L/min的变化率增加至350 L/min时,雾滴粒径和雾动量逐渐减小,而雾滴速度和雾通量逐渐增加;当气体流量不变,液体流量从0.5 L/min以0.25 L/min的变化率增加至1.0 L/min时,雾滴粒径、雾动量和雾通量均逐渐增大,而雾滴速度逐渐减小。对于单个雾滴,雾动量取决于雾滴粒径的大小;而对于喷头喷出的所有雾滴,雾滴速度决定了整体雾动量的大小。今后课题将进行细水雾灭火实验,探究达到最佳灭火效果的气液流量。结论可用于飞机货舱细水雾灭火系统的设计与改进,为飞机防火系统一些参数的设置提供了实验和理论基础。     

细水雾扑救电气火灾有效性和安全性实验研究

为探究工作压力对高压细水雾扑救电气火灾有效性和安全性的影响,在 4 m × 4 m × 5 m 的封闭环境中,针对同一型号的细水雾喷头在不同喷射压力下进行灭火实验。结果表明：增大喷头工作压力可增强细水雾灭电气火的有效性;不同工作压力下的细水雾,绝缘电阻下降率不同;随着工作压力变大,绝缘电阻下降速度呈现先减小后增大的趋势;喷头工作压力超过一定值时,细水雾对绝缘电阻的影响更显著。对于特定高压细水雾喷头,存在灭火效果好且水渍污染小的适合工作压力。     

超细水雾全尺寸灭火试验研究

采用超细水雾全淹没灭火装置在3m×3m×3m的全尺寸密闭空间内进行庚烷火灭火试验,从而验证超细水雾在较大密闭空间内灭庚烷火的适用性。试验采用200mL/min和500mL/min的超细水雾灭火装置同时施加超细水雾,试验火源分别使用40kW和120kW的庚烷火,产雾所用的水分别采用纯水和含碳酸氢钠的水溶液,通过四种不同工况验证超细水雾的灭火效果。试验结果表明,超细水雾可扑灭较大密闭空间内的庚烷火,NaHCO3能够显著增强超细水雾的灭火效果。