电喷雾器的性能研究

在喷嘴前设置感应环,并在喷嘴与感应环间施加电压,能够获得带电水雾。而水雾带电量的大小与感应环施加电压呈线性关系,与喷嘴距感应环距离呈抛物线关系。带电水雾比普通水雾净化效率高近２０％,且带电水雾对微细粉尘的捕集效率提高。     

水雾感应荷电的理论和试验研究

普通水雾除尘是一种简单、经济的方法,应用广泛,但对微细粉尘捕集率低。然而,借助粉尘自然荷电的性质,可有效地捕集粉尘,使空气得到净化。一、水雾感应荷电的原理要使水雾带电,主要有电晕荷电、接触荷电、感应荷电三种方法。电晕荷电,荷电能力强,雾粒荷质比较高,缺点是工作电压高;接触荷电,     

气液两相喷雾荷质比影响因素实验和预测研究

为了提高荷电水雾对微细粉尘的捕集效果,围绕液滴荷质比这一影响粉尘捕集效率的主要因素开展针对性研究。分析水雾荷电过程的路径图,提取影响液滴荷质比的独立因素,并根据不同因素对荷质比影响的显著性设计正交实验,采用多因素回归分析的方法对实验数据进行处理。研究结果表明:在因素水平范围内,应用预测模型得出荷质比的最优值为441.66μc/kg,误差小于5%;荷质比与荷电电压、气相射流压力、电极间距呈正相关,与液相射流压力、电极环直径、喷嘴孔径呈负相关;实验结果得出的荷质比计算公式可以用来预测液滴的荷质比,为荷电效果的定量分析提供依据。     

超音速气动液滴荷电雾化及降尘性能试验研究*

为探究煤炭生产过程中呼吸性粉尘难以捕捉且对人体造成伤害的问题,提出超音速水雾荷电降尘技术。基于荷电雾化机理,研究电极环直径、电极间距、电压3因素对超音速气动液滴荷电、雾化效果的影响。利用网状目标法测量雾滴群电流并计算荷质比,采用SPSS软件分析3因素与雾滴荷质比之间的相关性,并用激光粒度仪测量雾滴粒径。最后,采用最优荷电雾化参数进行喷雾降尘试验。研究结果表明:各因素对荷电效果的影响次序为:电压>电极间距>电极环直径;雾滴粒径随电压的升高而减小,随电极间距的增大先增大后减小,随电极环直径的增大先减小后增大;当电压12 kV,电极间距2.5 cm,电极环直径6 cm时,超音速荷电水雾降尘效果最佳,与普通水雾降尘相比,全尘降尘效率提高12.4%,呼尘降尘效率提高49.6%。     

一起由感应电触电引起的高空坠落未遂事故分析

由于感应电是临近平行或交叉带电线路产生的高压电场通过空气介质感应过来的,并且与带电线路的电压、线路之间的距离、平行长度及气象状况有关,因此具有一定的隐蔽性,极易引发人员触电和高空坠落事故。感应电的数值有时高达数千伏,但通常能量有限,只要将停电的线路可靠接地,其感应电压值将迅速下降为零。本文通过对一起由感应电触电引起的高空坠落未遂事故进行分析,找出其产生的原因,提出相应的对策。     

水雾施加位置对竖直火蔓延抑制作用的试验研究

研究典型壁面装饰材料--胶合板在水雾作用下的火灾特性.在ISO 9705燃烧室内,于不同喷射条件下,分别向胶合板的预热区和热解区施加水雾,得到了水雾不同施加位置壁面装饰材料的热释放速率、CO体积分数及温度等参数,重点研究了在火焰预热区和热解区施加水雾对灭火效果的影响.结果表明,当水雾作用在预热区时,随着流量的增大,水雾对竖直火蔓延的作用从控火作用转变为灭火作用.当流量较小时,水雾作用在热解区的控火效果要明显好于作用在预热区的;当流量增大到一定值后,水雾在两个区域的灭火效果基本相同.本研究对受限空间内喷头的布置具有指导意义.     

带电细水雾的灭火实验研究

利用静电感应原理,设计了使细水雾强制带电的感应荷电装置,进行了带电细水雾的灭火实验研究。为研究带电细水雾的灭火效率,在受限空间内,采用小尺度实验方法,通过改变电压的极性和大小、针-环状电极的半径及其距伞罩电极之间的距离,分析对灭火时间和热电偶温度变化的影响。结果表明:带电细水雾比普通细水雾能更迅速地降低火焰温度、熄灭火焰,荷负电的细水雾比荷正电的细水雾具有更好的抑制效果,随着电压的增大、针-环状电极半径及两电极间距的减小,灭火效能提高,熄灭时间减少。     

细水雾灭火技术在微重力环境下应用的可行性分析

针对细水雾灭火技术在载人航天器安全中应用的可行性,通过理论分析研究了微重力环境下液滴滞止距离与初始速度、粒径的关系,并利用Fluent模拟研究了水雾喷嘴雾场结构.理论分析结果表明,初始速度一定,水雾粒径越小,其滞止距离也越短;初始速度越大,其滞止距离越长.粒径小于50μm时,初始速度对滞止距离影响不大.数值模拟结果表明,微重力下的雾场分布与常重力下有明显差异,水雾主要集中在喷嘴附近,而且水雾蒸发速率较慢,液滴存活时间长.对比理论分析和模拟结果,模拟的迁移距离要小于理论值,这是因为理论分析中忽略了液滴的蒸发.为解决液滴滞止的问题,建议微重力环境下采取气体载运水雾的方式.     

水雾强化隧道火灾火焰现象试验研究

为探明隧道内水雾对柴油池火的火焰强化作用机制,基于Froude准则,搭建比例为1∶10的隧道水雾灭火试验平台。用模型试验方法,定量分析喷嘴压力与预燃时间等因素对水雾的火焰强化效果的影响。试验结果表明,火焰强化现象产生的主要原因是水雾和燃料的扬沸,只有当喷嘴压力超过某一临界值时才会出现火焰强化现象;强化后的火焰宽度及面积较无强化火焰明显增大,火焰高度略有降低;水雾对火焰的强化作用可以分为瞬间弱度、间断中度和连续强度3种程度,随着预燃时间的增加,火焰强化程度不断升高,火灾危险性逐渐变大。     

抓料作业扬尘的荷电水雾控制

用同步式荷电水滴控制抓斗转运散料产生的粉尘,收到了良好的效果。其主要特点是,设置在行车架上的喷雾设施随抓斗移动,受控喷雾及喷出水雾能依粉尘的带电情况而周期性地改变带电极性。     

水喷淋控制烟气输运的大涡模拟研究

本文采用大涡模拟方法研究了烟气输运和水喷淋之间的相互作用问题。研究目的是探讨水喷淋（或细水雾）对烟气输运的控制和抑制的有效性和要行性。为了有效地模拟烟气输运过程，本文采用了低马赫数近似下的三维可压缩滤波形式的Navier-Stokes方程进行有限差分法数值求解。烟气的生成和运动采用携带燃烧反应热的Lagrangian粒子（热元模型）来模拟，同时喷淋器喷出的细水雾也采用模型模拟。在本文的研究中，烟气由一个独立的火池产生并且被一股来流（或风）驱动，从而在一个方形槽道里形成烟气输运，在火池下游槽道的顶部布置若干个喷淋器并喷出水雾，以便探讨水雾对烟气输运的控制作用。本文着重分析讨论了不同喷淋角和水雾半径下水雾对烟气输运的控制和抑制效果。     

烟气输运和水喷淋相互作用的大涡模拟研究

本文应用大涡模拟方法，并结合Smagorinsky亚格子尺度模型，数值研究了烟气输运和水喷淋的相互作用问题。为了有效地模拟烟气输运过程，文中采用低马赫数近似下的三维可压缩Navier-Stokes方程和组分方程进行求解，并采用有限差分法数值计算了滤波后的控制方程。对于燃烧过程扣所产生的热释放，采用Lagrangian粒子携带热量的近似方法来模拟，这些运动粒子进一步用来标识烟气的输运过程，同时还近似模拟了水喷淋和热气流的相互作用过程。文中数值计算了燃烧火源所形成的热气流和烟气输运过程，以及与水喷淋的相互作用，并探讨了喷水装置的喷水量、喷射角和水颗粒直径对流动特性的影响。     

特高压换流变压器水喷雾灭火系统有效性实验研究

为考察在特高压换流变压器特殊火灾场景下水喷雾灭火系统的有效性,通过模拟不同数量喷头掉落情况下的冷喷实验,研究分析喷头工作压力、有效喷雾流量、水雾覆盖范围及全包络情况。结果表明：喷头工作压力、有效喷雾流量及水雾覆盖范围受掉落喷头占比影响显著,当掉落喷头占比超过10%时,喷头工作压力和有效喷雾流量均达不到标准规定要求,且喷头射程下降、覆盖范围缩小,无法全包络变压器;当喷头掉落后,消防水直接从消防支管以水柱射流形式喷射,不仅不具备水雾灭火的能力,而且有引发变压器热油火灾扩大的风险。     

大空间仓库堆垛特性对水炮雾状射流灭火性能影响的实验研究

大空间堆垛储物仓库的消防安全日益引起重视,自动消防炮灭火系统已广泛应用其中。堆垛物遮挡和柱状射流特性对水炮灭火有影响,雾状射流由于覆盖区域增大可提高灭火效率,堆垛特性可能会影响雾状射流灭火效果,目前缺乏相关研究。通过预喷水、布水和灭火实验研究大空间仓库堆垛特性对水炮雾状射流喷水强度分布和灭火性能的影响。结果表明:该文所研究自动消防炮(安装高度8m,雾化角度90°)在5m至15m射程间,能够有效扑灭或控制大空间仓库火灾;喷水强度和有效保护面积随射程的增大而减小,仓库危险级Ⅰ级和Ⅱ级储物高度为3.0m-3.5m时有效保护面积在5m射程处分别为27.5m2和25.5m2;堆垛高度一定时存在最小堆垛间距,小于此值时火灾将不能被扑灭或控制。     

静电喷漆作业的防火防爆

静电喷漆工艺应用普及很快,但其生产过程的火灾危险性属甲类。其火灾危险主要在于使用的漆料或有机溶剂,喷漆作业中存在电火花、静电火花、高温热表面、自然发热等引火源。为防止火灾爆炸发生,要注重防火防爆安全管理和强化必要的安全技术措施。     

Characterization of a medium velocity deluge nozzle for offshore installations

It is important to study the characteristics of the nozzle of the deluge spray to comply with the standards developed by the petroleum industry for offshore installations in Norway. Due to the stochastic nature of the decomposition processes and geometrical features within the nozzle, the deluge spray has a complex flow field. Since the flow field determines the performance of the spray, the present study performs an experimental characterization of a medium velocity deluge nozzle for validation of computational fluid dynamics (CFD) models. The experiment was conducted for a maximum supply water pressure of 8.0 bar (g), which is identical to the operating pressures of offshore installations. Formerly, characterization studies of deluge or sprinkler spray were mostly targeted on residential usage with lower supply water pressures. I utilized a laser-based shadow imaging system to capture high-speed images, which were later processed in MATLAB. A linear patternator was used to validate the results of the shadow imaging technique. The geometrical features of the deluge nozzle played an important role in determining the characteristics of the spray. In addition, the supply water pressure significantly affected the size and velocity distributions of the droplets, applied density (volume flux), and area coverage. However, the Sauter mean diameter did not vary significantly with the azimuthal or radial position of the droplet within the inner region of the spray. The measurements obtained in this study can be used to estimate the extinguishing efficiency of a deluge system for offshore installations with elevated supply water pressures. Deviations between measurements with shadow imaging and patternator technique are discussed and discrepancies are discussed.     

障碍物后池火与水喷淋相互作用的数值模拟

采用大涡模拟方法数值模拟了障碍物后池火与水喷淋的相互作用问题，研究目的是探讨水喷淋对障碍物后池火的控制和抑制的有效性，以及障碍物对流动特性和温度场的影响。文中采用低马赫数近似下三维可压缩滤波形式的Navier—Stokes方程和组分方程进行有限差分数值求解，燃烧过程中所产生的热释放采用携带燃烧反应热的Lagrangian粒子(热元模型)来模拟。文中数值模拟了风洞内障碍物后热源产生的热气流及其与水喷淋的相互作用，并探讨了在有无水喷淋情况下的温度场和速度场特性，以及喷水装置位置对温度场的影响。     

工作压力对细水雾雾场特性参数影响的实验研究

为了研究工作压力对细水雾雾场特性参数的影响,针对高、中低压细水雾喷头,测量、计算了不同工作压力下细水雾的雾化锥角、雾通量分布、粒径分布及雾动量,得到了高压细水雾与中低压细水雾雾场特性参数的区别及不同工作压力下细水雾雾场特性参数的变化规律,为细水雾喷头的开发及设计应用提供了相应的实验依据。     

水雾抑制气体爆炸火焰传播的实验研究

利用自行设计的全程透明的火焰加速管系统和细水雾实验系统 ,对不同水雾条件下的气体火焰传播现象进行了实验研究。运用光电传感器与CCD摄像技术 ,笔者分析了不同水雾条件下的甲烷预混气体火焰传播速度、传播火焰阵面轨迹 ;探讨了水雾抑制气体火焰传播的机理及条件。实验发现了在一定条件水雾作用下的气体传播火焰阵面拉伸与火焰驻留的现象与条件 ,实验结果表明 :水雾对气体爆炸火焰传播的抑制是由于水雾作用于火焰阵面反应区 ,降低了反应区内火焰温度和气体燃烧速度 ,减缓了火焰阵面传热与传质的进行 ,从而使传播火焰得以抑制 ;而水雾对气体爆炸火焰传播的抑制效果与水雾通量、雾区浓度、水雾区长度以及火焰到达水雾区的火焰传播速度有关     

喷雾降尘效率及喷雾参数匹配研究

采用压力型雾化喷嘴沉降煤矿粉尘简单实用。为了更好地利用喷雾技术高效沉降作业场所的粉尘,采用理论分析的方法得到水雾粒度与水压力之间的关系曲线,进一步得到喷雾降尘效率与水压力之间的关系曲线,并在煤矿井下进行试验验证。从而得出高效沉降粉尘应该用小口径喷嘴和较高的喷雾压力,但应限制在10MPa以下,超过该限值,降尘率提高甚微。2MPa以下的喷雾压力,降尘效率超不过50%,对水资源是一种浪费。当限定喷雾系统的水量消耗时,应采取减小喷嘴口径或减少喷嘴数量的方法获得较高的喷雾压力,从而获得较高的降尘效率。