消防炮機構設計與水力學性能分析.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構存在多個彎曲，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。本文通過機構創(chuàng)新，采用基于并聯結構的型式，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，根據國家相關標準和市場上的

2、產品信息確定了消防炮性能參數和結構參數。通過機構創(chuàng)新和結合機械設計相關理論知識，設計出了滿足消防炮工作時所需要的兩個轉動自由度的串、并混聯機構-基于并聯結構的消防炮，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的坐標值。通過分析消防炮噴嘴的噴射介質以及磨損程度等，對噴嘴的材質進行了選擇。
　　最后，以傳統(tǒng)串聯結構消防炮和本項目設計的基于并聯結構消防炮為研究對象，運用相關水力學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，結果驗證了并聯結構的消防炮水力學性能的優(yōu)越性