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几种不同类型细水雾喷嘴雾化特性研究
�������孙种
(青岛市公安消防支队,山东青岛 266003 )
��[ 摘要 I 本文通过理论分析及实验方法,对几种常见的细水雾灭火系统的喷
嘴雾化特性进行研究对比。读者通过对比可以根据不同的场合选择不同的细水雾灭
火系统。
��[ 关键词】细水雾单相流喷嘴两相流喷嘴雾滴直径
��一、引言��射流(或液膜) 上出现一个小扰动,当扰动的振幅
��随着当代社会不断发展,环境保护问题已经越来增长到未受扰动的射流直径的一半时,射流(或薄
越引起人们的重视。在消防方面,卤代烷灭火剂因为膜) 将失去稳定而破碎为雾粒。这种情况主要取决于
其对大气臭氧层有破坏作用而逐渐退出历史舞台,细射流或薄膜与大气之间的相互作用,水雾颗粒的大小
水雾灭火技术作为卤代烷灭火剂主要替代技术之一得取决于气动力与表面豁张力之比,即韦伯数:W
到飞跃性地发展。细水雾灭火以其高效,无污染的灭�彬
-��-
火特性受到了消防界的普遍关注。细水雾灭火系统具
有气体灭火和水灭火的双重优点,可用来扑灭电气火��式中:d—水射流的初始直径;
灾和其他液体火灾。他还具有工程和安装成本较低, ��T —水的表面张力;
耗水量小,火灾损失小,报警速度,无残留物及适用��U —水和气相对运动速度;
带电火灾,同时有利于环保等优点。细水雾灭火系统��P e—气体密度。
研究已成为国际消防领域的一个重要课题。按照细水��② Kelvin-Helmholtz不稳定性
雾的成雾原理不同可以分为单相流,两相流系统。下��射流从喷头射出后,形成没有空气卷人的液核区
面,我们就单相流及两相流细水雾灭火系统的喷嘴雾和周围的气液混合区。液核表面的小扰动会形成表面
化特性加以比较,读者可以通过对比选择最适用于实波,表面波增长并最后破碎,形成液核区边缘的雾粒
际情况的细水雾灭火系统。在这种情况下,水雾的尺寸主要取决于喷口的直径,
��1 、单相流细水雾喷头雾化分析它与雷诺数相关,也与韦伯数相关,可用一个新的无
���(1) 成雾原理量纲数Z来描述:
��单相流细水雾的生成可以分解为两个过程。首·7 WQ 林1. 陌
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先,迫使水流通过特定设计的流道(即细水雾喷头) ��R �� P� V : g d
并形成很细的水射流或很薄的水膜; 然后,射流或薄膜��式中A —水的密度;
与大气因强烈的相互作用而破碎成细小的水滴,即细��U ,—水的茹性系数。
水雾。细水雾的生成过程可用以下两种不稳定性理论��在单相流细水雾的生成过程中,既有射流的形成
来描述: 和破碎,又有薄膜的形成和破碎,是两者兼而有之。
��①�ayleigh-Taylor不稳定性高压形成了高速射流,高速射流中有强烈的剪切层,
[作者简介】孙种(1980�) ,男,山东泰安人,研究方向: 防火工作
强烈的剪切层自身的不稳定性以及它与周围大气的相迅速变为径向速度。随着喷射距离增大,喷雾锥不断
互作用就形成了细水雾。展开,液雾与环境中的静止空气混合,其径向扩散速
���(2 ) 设计特点度也因此急剧减弱,喷雾场向外扩张区域越大,卷吸
��①不同截面中心与边缘处雾滴分布的静止空气越多,径向扩散速度越小。