消防炮機構(gòu)設(shè)計與水力學(xué)性能分析.pdf

1、消防炮具有流量大、射程遠和工作穩(wěn)定可靠等特點，已成為消防實戰(zhàn)中運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)存在多個彎曲，造成水流動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。本文通過機構(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，對提高消防炮的射程，增加反應(yīng)敏捷度，切實提高滅火效率具有重要的意義。本文所開展的主要研究工作如下：
　　首先，對消防炮的滅火系統(tǒng)進行了分析，根據(jù)國家相關(guān)標準和市場上的

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)。通過機構(gòu)創(chuàng)新和結(jié)合機械設(shè)計相關(guān)理論知識，設(shè)計出了滿足消防炮工作時所需要的兩個轉(zhuǎn)動自由度的串、并混聯(lián)機構(gòu)-基于并聯(lián)結(jié)構(gòu)的消防炮，成功將直管流道運用在消防炮上。并運用第三強度理論對消防炮炮管壁進行了應(yīng)力校核和驗證。
　　然后，針對消防炮流線型噴嘴長度最佳取值問題，采用Fluent數(shù)值模擬方法仿真不同長度的流線型噴嘴對消防炮射流性能影響，通過分析噴嘴射流的速度、壓力以及湍動能物理變化規(guī)律得出最佳的

3、長度取值范圍。確定長度值后，采用三維建模軟件建立噴嘴實體剖面模型，并運用Matlab計算得到了噴嘴流道母線不同角度對應(yīng)的坐標值。通過分析消防炮噴嘴的噴射介質(zhì)以及磨損程度等，對噴嘴的材質(zhì)進行了選擇。
　　最后，以傳統(tǒng)串聯(lián)結(jié)構(gòu)消防炮和本項目設(shè)計的基于并聯(lián)結(jié)構(gòu)消防炮為研究對象，運用相關(guān)水力學(xué)理論知識對兩者的流道壓降和射流反沖力進行了計算，并運用Fluent軟件對兩者的流道壓力場進行了仿真分析，結(jié)果驗證了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的消防炮水力學(xué)性能的優(yōu)越性