消防炮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與水力學(xué)性能分析.pdf

1、消防炮具有流量大、射程遠(yuǎn)和工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，已成為消防實(shí)戰(zhàn)中運(yùn)用最廣泛的滅火裝備之一。傳統(tǒng)的消防炮由于炮體自身結(jié)構(gòu)存在多個(gè)彎曲，造成水流動(dòng)能量損失直接影響了消防炮射程，增加了能耗，降低了滅火效率。本文通過(guò)機(jī)構(gòu)創(chuàng)新，采用基于并聯(lián)結(jié)構(gòu)的型式，將消防炮彎管流道用直管代替，對(duì)提高消防炮的射程，增加反應(yīng)敏捷度，切實(shí)提高滅火效率具有重要的意義。本文所開(kāi)展的主要研究工作如下：
　　首先，對(duì)消防炮的滅火系統(tǒng)進(jìn)行了分析，根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)上的

2、產(chǎn)品信息確定了消防炮性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過(guò)機(jī)構(gòu)創(chuàng)新和結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)理論知識(shí)，設(shè)計(jì)出了滿足消防炮工作時(shí)所需要的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的串、并混聯(lián)機(jī)構(gòu)-基于并聯(lián)結(jié)構(gòu)的消防炮，成功將直管流道運(yùn)用在消防炮上。并運(yùn)用第三強(qiáng)度理論對(duì)消防炮炮管壁進(jìn)行了應(yīng)力校核和驗(yàn)證。
　　然后，針對(duì)消防炮流線型噴嘴長(zhǎng)度最佳取值問(wèn)題，采用Fluent數(shù)值模擬方法仿真不同長(zhǎng)度的流線型噴嘴對(duì)消防炮射流性能影響，通過(guò)分析噴嘴射流的速度、壓力以及湍動(dòng)能物理變化規(guī)律得出最佳的

3、長(zhǎng)度取值范圍。確定長(zhǎng)度值后，采用三維建模軟件建立噴嘴實(shí)體剖面模型，并運(yùn)用Matlab計(jì)算得到了噴嘴流道母線不同角度對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值。通過(guò)分析消防炮噴嘴的噴射介質(zhì)以及磨損程度等，對(duì)噴嘴的材質(zhì)進(jìn)行了選擇。
　　最后，以傳統(tǒng)串聯(lián)結(jié)構(gòu)消防炮和本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基于并聯(lián)結(jié)構(gòu)消防炮為研究對(duì)象，運(yùn)用相關(guān)水力學(xué)理論知識(shí)對(duì)兩者的流道壓降和射流反沖力進(jìn)行了計(jì)算，并運(yùn)用Fluent軟件對(duì)兩者的流道壓力場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果驗(yàn)證了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的消防炮水力學(xué)性能的優(yōu)越性