一种低压中速离心式水雾喷头的研究和试验

2へφ(1+へ1-φ)喷嘴的流量系数µ见式(,2)。

3φ=µ

2-φ见式(喷嘴的出口截面积F,3)p

(1)

へB(2)

µへ2ΔPρy式中:/;ΔP为喷嘴内外压力差;B为喷头流,Lminρy为液体密度。

旋流片孔口面积f见式(,4)q,k

=fq,k

=Fp6

×10(3)

2RFp

(4)

ndAp

[7]

式中:/RdA为喷嘴进出口几何特性参数;p为决定旋流强度的参数,取R/;dn为旋流片切向孔的数p=2目,为防止喷头总体尺寸过大或切向孔直径过小而导=2。

此外,导流槽的长度不宜过短或过长。太短会使进入的水流偏离切线方向,太长则会增大流动阻力,一般为切向孔直径的1旋流片的厚度一般略大.5～4.0倍;于切向孔的直径。

基金项目:国家重点基础研究专项基金(项目(公安部科技局\"城市智能应急系统技术平台\"项目(973)2001409600);20040031001)CB

致堵塞,在B=6L/=4,=3L/min时取nBmin时取n

454

,005,24,.4FireScienceandTechnologyJuly2VolNo

根据上述计算公式,计算如下几组水雾喷嘴的主要尺寸,见表1。

3实验系统

工业消防水雾灭火测试系统,如图2所示。

变频恒压供水系统功率为1水压控制范围5kW,为0最高压力对应流量为1实验～2.0MP,05L/。amin房间尺寸为4m×4m×4m,喷头安装高度为3.8m,水压为0油盆位于喷头正下方。加工喷头时,.35MP,a按照计算设计了一种雾化角约为1流量约为6L20º、/并设计了喷嘴安装基座,可以同时安装4min的喷嘴,喷头Z60-120进行对比。Z60-120在STWBSTWB工作条件下流量为6雾化角为0.35MP0L/,amin120º。

8-9]

参考相关标准[火灾设置如下:,

采用木垛火,把3c0cA类火灾:m×3cm×4m的松木条堆放成5根×1同层木条平行等距,0层的木垛,后开始灭火。

#

柴油,在4采用00c0cm×4m×3cmB类火灾:

长×宽×高)的油盆中加入1L柴油,用5(0mL汽油

相邻层木条相互垂直,用1燃烧3mi50mL汽油引燃,n

个喷嘴。

表1水雾喷嘴的主要尺寸

喷头流量、雾化角

φµFp/mm2dp/mmdqk

/mmα

=120º0.34740.159323.72665.52.6α

=90º0.56820.357910.56063.73.1B=6L/minα

=80º0.64010.43928.60573.33.3α

=70º0.70730.52327.22413.03.6α

=60º0.76950.60856.21142.84.0α

=120º0.34740.159311.86333.92.6α

=90º0.56820.35795.28032.63.1B

=3L/minα=80º0.64010.43924.30292.33.3α

=70º0.70730.52323.61202.13.6α

=60º0.76950.60853.10572.0

4.0

1消防栓2消防水箱3压力变送器

4离心水泵

5变频控制柜6止回阀7球阀8流量传感器

9压力表

10水雾喷头

11火源

12离心风机13烟气净化除尘系统

图2工业消防水雾灭火测试系统简图

试验台对喷头的各种参数进行测量,测量的主要参数有水雾喷头的流量、雾化角以及相应的灭火性能。4实验测试

通过对固体火、液体火和固液混合火的灭火试验来测试新设计的喷头的灭火效果,并与一种低压高速

消防科学与技术2005年7月第24卷第4期

引燃。燃烧1min后开始灭火。

AB类混合火灾:使用60cm×60cm×3cm(长×宽×高)的油盆,在油盆中放入5根×2层的木剁,加入

2L柴油,用50mL汽油引燃。燃烧3min后开始灭火。

分别进行试验,记录试验参数和灭火时间。对于A类火灾和AB类混合火灾,火焰熄灭后10min没有复燃,则认为灭火成功;对于B类火灾,火焰熄灭后1min

没有复燃现象,而且油盆内还有剩余柴油,则认为灭火成功。

在0.35MPa

下,其灭火实验数据见表2所示。表2灭火实验数据

序号

喷头设置

火源设置

平均灭火平均流量平均用水量时间/s/L/min/L1自制水雾喷头A类火6024.0242自制水雾喷头B类火424.023

自制水雾喷头

AB混合火

3724.0154ZSTWB60-120A类火14552.31265ZSTWB

60-120B类火

2752.4246ZSTWB

60-120AB混合火48

52.3

42

实验表明,与低压高速喷头ZSTWB60-120相比,自制水雾喷头扑灭A类火灾、B类火灾和AB类混合火灾的综合性能有比较明显的提升:灭火时间短,时间分别为ZSTWB

60-120的41%、14%和77%;并且用水量少,流量不到ZSTWB60-120的46%,灭火用水量分别为ZSTWB60-120的19%、8%和36%,是一种高效低耗的水雾喷头;抑制火灾能力强,多次试验表明,该喷头可以在10s内抑制固体火灾和固液混合火灾,有效控制火灾蔓延。5结

论

(1)该喷头与低压高速喷头ZSTWB60-120相比,在扑灭固体火灾、液体火灾和固液混合火灾方面均有较好表现,灭火时间短、平均用水量小。

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