两相流乳化型细水雾喷嘴雾化特性研究.pdf

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两相流乳化型细水雾喷嘴雾化特性研究
杨立军王维
(北京航空航天大学宇航学院) (北京航空航天大学工程系统工程系)
胡泽保张振鹏
(北京航空航天大学宇航学院)
摘要:为了研究消防领域细水雾灭火系统的关键部件———细水雾喷嘴的
雾化结构形式,以空气和水为介质,利用马尔文激光粒度分析仪对两相流乳化型细水
雾喷嘴的雾化特性进行了详细的研究, 分析了该型喷嘴的工作特点,研究了不同供水
压力、供气压力及气液比对喷嘴雾化特性的影响,为细水雾灭火系统及其喷嘴的设计
方法和检验标准提供了依据, 试验结果表明:该结构喷嘴的雾化性能完全满足细水雾
灭火系统的性能要求,
关键词:消防;两相混合物;乳化;喷嘴;雾化
中图分类号:-. ’(!
文献标识码:/ 文章编号:$""$#0(%0(!""!)"&#"&$+#"&
随着环境保护问题的日益严重和电子信息、雾化性能的好坏对其灭火效果和对保护对象的影
航空航天等高科技产业的高速发展,原来用在这响起着决定性的作用, 良好的雾化特性既能保证
些场所的卤代烷灭火系统因其环保问题正在加速用最少的水快速有效地扑灭火灾的同时,对保护
退出消防舞台,因此对这些场所火灾防治的高效对象不产生任何水渍影响,
目前所研究的细水雾灭火系统主要有两种类
洁净灭火系统的需求也越来越迫切, 细水雾灭火
技术以其高效、无污染、经济性好等优点被认为是型,一类是单相细水雾灭火系统,其雾化动力主要
卤代烷灭火剂替代物的最佳选择,近几年国际上来自水的高压;另一类是两相流细水雾灭火系统,
对细水雾进行了大量的研究工作,提出了细水雾其雾化动力来自于水的压力和雾化剂气体的压
灭火系统的工程技术和喷雾特性参数,国内对细力, 本文所设计研究的为两相流喷嘴,
水雾与火焰相互作用的机理进行了大量的研究工喷嘴的结构原理如图$ 所示,其工作原理如
作[$]1[+],但作为喷雾的关键部件———喷嘴的研究下,
却比较薄弱, 本文利用燃烧喷嘴的设计经验设计
了一种新型两相流乳化型细水雾喷嘴,并对其雾
化特性进行了详细的研究,为细水雾灭火系统及
喷嘴的设计和检验提供一个探索思路,
喷嘴的工作原理
! 图$ 两相流乳化型细水雾喷嘴结构简图
从气路进入的高压气体通过雾化器气孔后,
细水雾灭火系统的保护对象对细水雾的要求
产生很高的气流速度;从水路进入的压力水通过
主要有两个方面:一方面是快速有效地冷却和窒
雾化器水孔后也产生较大的水流速度,单股水流
息火场;另一方面是节约用水,没有水渍损失众
, 和多股气流在混合室内进行强烈的冲击、碰撞进
所周知,喷雾颗粒越细,其蒸发表面积越大,蒸发
行气水乳化,乳化后的乳化液其粘度与表面张力
吸热变成水蒸气的时间就越短,对保护对象的水
都大大低于水的粘度与表面张力, 而且乳化液本
渍损失就越小, 因此说,对于细水雾喷嘴来说,其
收稿日期:!"""#$$#"%
基金项目:北京市科委!&’工程资助项目