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船舶移动式高压细水雾灭火系统研究

作　者: 周智力
导　师: 王祖温
学　校: 大连海事大学
专　业: 轮机工程
关键词: 船舶火灾高压细水雾雾化喷头 CFD仿真灭火试验
分类号: U664.88
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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引　用: 3次
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内容摘要

细水雾灭火系统具有耗水量少、环境友好、灭火效率高等优点。随着人们环保意识的不断增强和对火灾事故的日益关注，细水雾灭火技术近年来得到了较快的发展，必将成为今后的重要灭火技术之一。船舶火灾是危害较大的一种船舶海难事故。由于船舶条件特殊和海洋环境恶劣且变幻莫测使得船舶火灾更难以扑救。船舶火灾会给船舶财产和人命安全造成巨大危害，还可能对海洋环境造成严重污染。因此，有必要开展新型高效的船舶细水雾灭火系统的研究。本文以船舶移动式高压细水雾灭火系统为研究对象，采用理论分析、仿真与实验相结合的手段对其进行了系统研究。研制出了新型高效的高压细水雾喷头，并设计出移动式高压细水雾灭火系统样机。本文首先介绍了船舶火灾的现状、特点及船舶传统的灭火系统，概述了细水雾灭火技术的研究现状；简要介绍了细水雾灭火系统及技术，比较分析了细水雾灭火技术在船舶灭火中的优势，对细水雾的生成机理、雾化方式和灭火机理进行了详细的分析；论述了射流理论、细水雾雾滴质量的评定标准、高压细水雾喷头的雾化原理及喷头参数设计及理论；提出一种新型的基于直射流和旋流的高压雾化喷头结构，并研制出新型的高压细水雾喷头样品，对该喷头和直接雾化喷头的喷雾效果进行了CFD仿真和实验对比研究。对该系统的灭火性能进行了实验研究。仿真和实验表明：新型直射—旋流高压细水雾喷头能够获得较大的轴向动量和径向动量，具有较大的雾滴动量和雾化角；有利于提高细水雾灭火的深度和广度。实验证明该喷头对于扑灭油池火有较好的效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-25
  1.1 课题的研究背景及意义  11-15
    1.1.1 背景  11-12
    1.1.2 船舶火灾的特点及传统的船舶灭火系统  12-15
      1.1.2.1 船舶火灾的特点  12-13
      1.1.2.2 传统的船舶灭火系统  13-15
    1.1.3 课题的研究意义  15
  1.2 细水雾灭火技术的国内外研究现状  15-22
    1.2.1 细水雾灭火技术的发展历程  15-16
    1.2.2 国内外细水雾灭火技术理论的研究现状  16-19
      1.2.2.1 国外主要的研究机构及其研究成果  16-18
      1.2.2.2 国内细水雾研究现状  18-19
    1.2.3 国内外细水雾灭火系统的研制与应用现状  19-22
  1.3 本课题的研究内容与研究难点  22-25
    1.3.1 主要研究内容  22-23
    1.3.2 研究难点  23-25
第2章细水雾雾化机理及灭火机理  25-35
  2.1 细水雾灭火系统简介  25-28
    2.1.1 细水雾的定义  25-26
    2.1.2 细水雾灭火系统工作原理及其分类  26-28
  2.2 细水雾灭火系统的性能特点及其在船舶消防领域的应用优势  28-30
    2.2.1 细水雾灭火系统性能特点  28-29
      2.2.1.1 细水雾相对于水喷淋或常规水喷雾灭火系统的特点  28
      2.2.1.2 细水雾相对于气体灭火系统的特点  28
      2.2.1.3 细水雾与一般灭火剂的工程造价对比  28-29
    2.2.2 细水雾灭火系统在船舶上的应用优势  29-30
  2.3 细水雾的生成机理及其雾化方式  30-32
    2.3.1 细水雾生成机理  30-31
    2.3.2 细水雾的雾化方式  31-32
  2.4 细水雾的灭火机理  32-35
第3章高压细水雾喷头的设计理论  35-47
  3.1 射流理论  35-38
    3.1.1 紊动射流的分区结构  35-36
    3.1.2 紊动射流的速度分布  36-38
  3.2 高压细水雾喷头的设计理论  38-47
    3.2.1 细水雾雾化质量的评定标准  38-39
    3.2.2 高压细水雾喷头的雾化原理  39-41
    3.2.3 高压细水雾喷头的参数设计及其理论  41-47
第4章新型高压细水雾喷头的设计  47-63
  4.1 喷头的结构设计  47-48
  4.2 喷头的基本参数设计  48-50
  4.3 喷头的雾化仿真分析  50-63
    4.3.1 FLUENT软件简介  50-52
      4.3.1.1 FLUENT软件的基本结构  50-51
      4.3.1.2 用FLUENT软件求解问题的步骤  51-52
    4.3.2 喷头的建模仿真及边界条件  52-53
    4.3.3 仿真结果分析  53-58
      4.3.3.1 直射—旋流雾化喷头和直接雾化喷头流场的对比分析  53-56
      4.3.3.2 直射—旋流雾化喷头的流场速度分布特征  56-58
    4.3.4 直射—旋流雾化喷头结构参数的优化设计  58-63
第5章移动式高压细水雾灭火系统的搭建与实验研究  63-77
  5.1 移动式高压细水雾灭火系统的搭建  63-68
    5.1.1 系统的功能设计  63-64
    5.1.2 系统原件参数的计算与确定  64-66
    5.1.3 系统的结构设计  66-68
  5.2 细水雾系统的灭火实验  68-77
    5.2.1 喷头的雾化实验  68-69
    5.2.2 扑灭B类火实验  69-77
      5.2.2.1 不同类型的喷头灭火的对比实验  70-72
      5.2.2.2 不同火源功率的灭火实验  72-74
      5.2.2.3 不同压力下的灭火实验  74-75
      5.2.2.4 不同结构参数的细水雾喷头的灭火实验  75-77
结论与展望  77-79
参考文献  79-83
攻读学位期间公开发表论文  83-85
致谢  85-87
研究生履历  87

船舶移动式高压细水雾灭火系统研究

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