基于传感器技术和水封效应协同的VOCs废气处理系统火灾监测及阻隔装置设计

为了预防和控制有机废气处理设施在运行过程中发生火灾事故,研究设计并制作了一种基于传感器技术和水封效应协同的VOCs废气处理系统火灾监测及阻隔装置。通过多种类型的传感器实时监测关键设备状态参数,早期发现火灾隐患,利用水喷淋阻火装置有效切断火焰在VOCs废气处理系统各区域及生产车间之间的传播路径,依靠逻辑控制程序实现各设备之间的安全联锁,保障VOCs废气处理系统的稳定运行,对当前企业废气处理设施的安全生产研究与探索具有一定的现实价值和意义。

烟台八角湾国际会展中心消防系统设计探讨

会展类建筑布展时可燃物较多,且电气设备较多,火灾危险性大;展览时人员密度较高,疏散困难,一旦着火,蔓延速度快,加之空间高大,火灾扑救难度大,故会展类建筑消防系统尤为重要。以烟台八角湾国际会展中心为例,首先对消防设计难点进行分析,然后对消防设计过程中遇到的难点提出了对应的解决措施,同时对消防增压稳压设备遇到的问题进行了分析思考,提出了解决办法。

上湾煤矿束管监测系统超长距离束管采气可靠运行方法研究

矿井采空区防灭火是煤矿防灭火工作的重点内容,依靠分析采空区发火标志性气体成分的束管监测技术也有了长足的进步,尤其是分析气体种类和精确分析技术发展尤为明显。但是随着采煤技术的发展,超长走向采煤工作面成为主流,导致束管采集长度随之成倍增加,致使束管管路安装和运行过程中存在很多不稳定因素和难以解决的问题,如束管管路“积水”和“漏气”等成为制约束管监测分析的关键因素,这些问题的存在造成束管监测数据准确性下降甚至失效。本文主要针对束管监测系统中采空区气体采样方法和管路“积水”“漏气”等问题的解决方法进行研究,提出适合于上湾煤矿超长距离束管采气的有效解决手段。

消防水炮流道优化设计及仿真实验分析

消防水炮流道结构对射流性能有较大影响,并直接决定现场消防灭火效果。为了提高消防水炮的水力学性能,在传统U型消防水炮炮身结构基础上,采用新的整流段设计方法和弯管中安装隔板的方式对消防水炮炮身流道结构进行了优化设计。建立了2种新的消防水炮流道模型,并利用Fluent软件对所设计的炮身结构进行了流场仿真,通过分析流道壁面的压力分布及出口速度分布情况,表明改进后的消防水炮流道结构可以减少能量损失,对提升消防水炮水射流性能有很好的效果。实验结果证明采用该设计方法达到了优化结构的目的。

考虑俯仰角的消防水炮射流轨迹理论模型

消防水炮要实现智能化,需要根据火情的方位确定其俯仰角和回转角,其中俯仰角的确定十分关键,它有赖于对其射流轨迹的准确预测。现有研究中对常用消防水炮射流轨迹的模拟,其射程的相对误差甚至超过40%,致使消防水炮的控制经常需要人的参与。基于牛顿第二运动定律和空气阻力与速度平方成比例的关系,提出一种消防水炮射流轨迹模拟的新理论模型,模型中考虑空气阻力对不同俯仰角下水射流分速度的影响。计算时只需给定两个俯仰角下的射程数据通过牛顿法确定模型中的未知参数,采用求解初值问题的四阶Runge-Kutta法求解微分方程组。通过实际算例和试验证明,采用该模型模拟出的射流轨迹与实际的射流轨迹比较吻合,射程相对误差在4%以内,可为消防水炮的智能控制研发提供借鉴意义。

消防水炮水力学性能研究综述

介绍了消防水炮的结构形式,对与消防水炮水力学性能相关的射流稳定性、结构设计与优化和射流轨迹3部分内容进行了分析。总结了目前消防水炮研究过程中存在的局限性,并对未来消防水炮的发展进行了展望。

消防水炮稳流器结构对射流特性的影响分析

消防水炮稳流器结构对改善消防水炮水射流性能有着至关重要的作用。为了研究稳流器结构对消防水炮射流特性的影响,以消防水炮流道为研究对象,采用Fluent流场仿真软件对比分析了消防水炮炮头中安装及未安装星形稳流器对水射流性能的影响。同时,设计了一种多矩形稳流器结构,将其安装于消防水炮流道弯管的出口处;仿真分析了同时安装多矩形稳流器和星形稳流器的消防水炮出口水流流动状态。仿真结果表明该稳流器结构对于改善消防水炮内部水流流动状态有显著的效果,初步实验也证明同时安装多矩形稳流器和星形稳流器能明显提高消防水炮射程。

一种降低水力自摆式消防水炮后坐力的设计方法

针对目前水力自摆式消防水炮后坐力大、容易倾翻的不足,利用Fluent流场软件对水力自摆式消防水炮内部流场进行了仿真,仿真结果表明现有水力自摆式消防水炮内流道截面形状的变化及过渡不平顺,容易使消防水炮出现流速不均匀,造成消防水炮能量损失和后坐力增大。根据流场仿真初步结论来改进消防水炮弯管的结构,通过对改进后的消防水炮进行流场仿真分析,结果表明能有效地降低消防水炮的后坐力,使得改进后的消防水炮能更好地符合消防实战需要。

PS100型固定式消防水炮水力学性能研究

对PS100型固定式消防水炮流道参数进行了理论计算,并采用Fluent软件进行了流场仿真模拟。具体分析了流道对速度场和压力场的影响及能量损耗,得出了流道结构对水炮内流场湍流程度和出口速度的影响规律。仿真结果与理论计算及实验结果基本吻合,验证了水炮流道结构设计的合理性,为进一步优化消防水炮结构提供了相应参考。

星型稳流器及其改进结构的水力学性能

稳流器是改善流道内部流场紊流状态的关键部件,研究其水力学性能对提高流动系统稳定性具有重要意义。以某消防水炮的星型稳流器为研究对象,建立三维流体域几何模型和有限元模型,确定两种稳流器水力学性能评价指标为压力损失和稳流性能。分别星型稳流器的均布叶片数量、圆角尺寸和轴向长度对其水力学性能的影响规律,对比不同叶片数量的星型稳流器改进结构的水力学性能。通过稳流器的水力学性能实验,验证了均布叶片数量为6的改进型星型稳流器具有较优的综合性能,为稳流器类元件的水力学性能研究提供参考。

消防水炮结构的设计及水射流特性的分析

消防水炮是消防作战中的主要装备。它能将水的静压能转化为动能,喷射出各种水流或水雾,用于灭火、冷却、隔热和排烟等消防作业。介绍了消防水炮的分类及工作特点,重点阐述了消防水炮整体结构及关键部件的设计,尤其对消防水炮的流道与喷嘴的结构进行了阐述,并对消防水炮水射流特性及影响射流的因素进行了详细分析。结果表明:消防水炮的结构及工作参数对其射流性能有很大影响;在一定压力范围内,消防水炮进出口截面不变,进口压力越大,消防水炮的流量也越大,可以提高水流出口速度来增加消防水炮的射程,扩大其保护范围。相关分析结果可为消防水炮结构设计和性能优化提供一定的参考。

采用阀控缸进行自动换向控制的移动式消防水炮动态特性研究(英文)

消防水炮是消防作战中主要灭火装备之一。设计了一种移动式消防水炮,采用阀控缸水力自动换向控制装置,利用自身水压力驱动水液压缸带动水炮炮头摆动,并采用机械反馈装置使炮头自动换向。采用Fluent流场仿真软件对水炮流道结构进行仿真分析。结果表明,所设计消防水炮水力学性能较好,结构设计比较合理。利用AMESim液压机械仿真软件对该水力自摆控制系统进行建模仿真分析。仿真结果表明,该水力自摆系统能够在水压力驱动下以一定的频率进行自动换向,并且在水压力升高的情况下,其摆动频率也会上升。实验验证该水炮能满足灭火覆盖范围和射程的要求,炮头自动换向频率也能满足设计要求。所设计的带阀控缸自摆装置的移动式消防水炮特别适用于无人操作、消防人员难以进入的消防场合。

新型固定式消防水炮结构设计及其水射流性能研究(英文)

为了改善消防水炮的水射流性能,提高其消防灭火效率,设计了一种新型固定式消防水炮,并对其流道能量损失及炮头水流出口速度进行了水力学理论计算。采用Fluent流场仿真软件对炮身内部流体流态进行了仿真分析,得到较好的炮身形状及结构;对消防水炮炮头喷嘴射流性能进行了仿真分析,比较了直流射流和喷雾射流这两种射流方式的效果;最后进行了初步的现场射流实验。仿真结果和实验测试表明:所设计的新型固定式消防水炮能满足实际消防作战使用要求,相关结论可为其它规格和类型的消防水炮设计提供参考依据。

水力自摆式消防水炮的设计及流场仿真

在理论计算的基础上设计一种水力自摆式消防水炮,详细阐述水力自摆机构的工作原理及组成。利用Fluent流场仿真软件对该消防水炮内部流场特性进行了仿真,仿真结果表明所设计的消防水炮能满足其射程和流量的要求,同时也为其他规格和类型的消防水炮设计提供参考。

消防水炮喷嘴流场数值模拟研究

消防水炮是消灭大型火灾的关键工具,正在向大流量、远射程和高射高等方向发展。喷嘴作为消防水炮的核心部件之一,其设计直接决定射流性能的优劣。采用Fluent对3种不同内轮廓线结构的消防水炮喷嘴进行流场数值模拟,分析结构形式对射流压力、速度和湍动能的影响,从而确定消防水炮喷嘴的最佳内轮廓线结构。通过实验结果可知,在流量为40、50、60和80 L/s的情况下,采用正弦形式的喷嘴内轮廓曲线的射程高于国标规定射程15%以上。以上研究可为提高消防水炮射流性能提供参考。

基于NB-IoT的智慧消防栓监测系统设计

针对传统消防栓无法远程实时监测其水压且管理不便等问题,设计出了一种基于NB-IoT的智慧消防栓监测系统。该系统以FM33G048国产低功耗嵌入式芯片为主控制器,将低功率传感器PCM300D作为感知层,并通过太阳能板配合可充电式锂电池进行供电。传输层将感知层得到的数据传输到EMQ服务器。最后应用层将数据传输到MySQL中并在Web端显示,一方面实时查看上报数据,另一方面能够对数据库中历史数据进行预测分析,减少消防设备维修带来的滞后性。实验结果表明,系统可以准确有效监测消防栓水压和位置,超低功耗设计配合太阳能电池板可有效提高续航时间,管理者可以通过远程终端对消防栓进行监测,当水压不在设定正常阈值或者通过预测算法预测未来水压异常时,会发送报警信息提醒管理人员检修;该系统稳定可靠、功耗低、易于维护和管理,可有效促进智慧消防发展。

水力自摆移动式消防水炮结构设计及数值模拟研究

设计一种水力自摆移动式消防水炮,采用阀控缸系统作为水力自摆控制系统,利用自身水压力驱动水液压缸带动水炮炮头摆动,并采用机械反馈装置使其自动换向。采用Fluent流场仿真软件对水炮流道结构进行仿真,具体分析了不同进水口压力和不同炮身直径对出口速度的影响规律,结果表明:所设计的消防水炮水力学性能较好,结构比较合理。初步实验验证了该水炮能满足灭火覆盖范围和射程的要求。其相关结论也可为其他规格类型的消防水炮设计提供参考。

基于线性自抗扰的消防水炮控制系统

针对消防机器人中水炮控制系统存在非线性、快时变、强耦合的特点,提出一种基于线性自抗扰的控制策略以提高控制精度。给出消防水炮伺服控制系统的结构及数学模型,设计线性自抗扰控制器,并根据现代控制理论给出线性自抗扰控制的参数选择方法。在消防水炮控制实验平台对线性自抗扰控制器与常规的PD控制器进行对比实验。实验结果表明,该方案与传统PD控制相比较,具有控制精度高、超调量小的优点,改善了系统的控制性能。

直流喷雾隔爆型消防水炮炮头结构设计及流场仿真分析

消防水炮在现代消防灭火作战中起着越来越重要的作用,炮头是消防水炮产生射流的关键部件,其结构参数直接影响消防水炮的射流性能。为研究消防水炮炮头对射流特性的影响,设计了一种直流喷雾两用型隔爆消防水炮炮头。利用Fluent流场仿真软件对炮头直流射流和喷雾射流这两种射流方式进行了仿真分析,同时具体分析了炮头喷嘴出口直线段长度、喷嘴开度及喷嘴内径等结构参数对射流特性的影响。相关结论可为消防水炮灭火提供一定的理论指导。

基于GPRS的远程无线消防栓水压监测系统

为实时监测消防栓内水压值,并判断当前水压是否正常,设计了由MSP430F155单片机为核心的远程无线消防栓水压监测系统。当水压值偏离正常时,通过西门子MC37i模块以短消息的形式将消防栓内水压值以及消防栓的编号发送给管理者手机中;当水压正常时,消防栓水压值以设定的时间间隔周期性得发送到管理者手机中。