水雾系统的细水雾喷头

不同的喷嘴结构其雾化性能可能有很大差别，有些型式的喷嘴无论如何调整参数都无法达到要求的雾化性能。选择一种型式的喷嘴，不仅仅要考虑其可能达到的雾化性能，还要考察其结构、加工难度和适用范围等。广泛应用于生产和生活中的液体雾化方法中，具有代表性的有以下几类。 将压力转化为流体动能以形成高速运动的液柱射流或液膜射流，与周围低速的气体介质相遇，液柱或液膜在破碎力与反破碎力的作用下破碎，最后完成雾化。主要包括直流喷头、单式离心喷头等。
直流喷头
直流喷头在压差作用下，喷淋液经喷嘴喷出，在流体动力和表面张力的作用下雾化。直流喷头的喷嘴口径一般为2～4mm，直径过小易堵塞，过大雾化效果太差。其喷射锥角一般在5°～15°之间。液滴主要分布在喷嘴轴线附近很窄的范围内。
‚单式离心喷头
离心式喷头典型的有两种。一种是具有切向进口的离心式喷头，液体经过喷头壳体上的切向孔进入离心室，然后由孔口喷出。一种是具有涡旋器的离心喷头，液体进入螺旋槽，一边旋转一边向下作螺旋线运动，离开喷嘴后，液体微团不再受到内壁的约束，因而沿着轴线和切向运动，形成一个锥形薄膜，即所谓喷射锥。喷射锥角一般为60°～120°。 与普通观念不同，不是所有的水雾喷头都靠高压成雾，一般的水雾喷头通常在0.35MPa的工作压力下就能得到满意的雾化效果。
在实际应用中，水雾喷头处于室外，其工作压力的确定与喷头的防风性有关。防风性差时，可适当提高起动工作压力。由于水雾喷头型号规格的不同，其防风性能也有差异。一般来说，离心式好于撞击式；双级离心式好于单级离心式；流量大的好于流量小的；喷雾角小的好于喷雾角大的。 水雾喷头的有效射程一般取决于两个方面：
(1) 雾滴的初速度。初速度越大，有效射程就大。
(2) 水雾雾滴直径的大小。雾滴直径的大小直接关系到雾滴的穿透能力的大小。雾滴直径大穿透能力强，相对有效射程也就大些。
从这两个决定因素看，离心式水雾喷头的有效射程大于撞击式水雾喷头。在实际应用中，水雾喷头保护距离的确定，不单看有效射程，与其喷雾角也有一定的联系。考虑到灭火效果和经济性，喷雾角小的，保护距离可取大一些；反之，取小一些。 由于两种形式的水雾喷头在成雾原理上的不同，也势必造成在灭火功能方面的差异。
撞击式水雾喷头雾滴较细，雾滴直径一般在0.2～0.4mm。由于雾滴经溅水盘布水后洒落，其大部分水雾的喷射初速度不快，在空气中有明显的漂移，冷却作用较为显著。撞击式水雾喷头大都用来保护闪点66℃以下的易燃液体、气体和固体危险区。
离心式水雾喷头喷射的雾滴较大，一般在0.2-0.3mm左右，雾滴的初速度也更快，水雾对火焰的穿透能力较撞击式水雾喷头强。离心式水雾喷头喷射的雾状水滴是不连续的、间断水滴，因而具有良好的高压绝缘性能。　　离心式水雾喷头的特点是：对油类火灾效果良好，对电气火灾能带电灭火。火灾扑灭后，复燃的可能性极小。离心式水雾喷头通常用来保护闪点66℃以上易燃液体和电气设备。被广泛用于变压器、发电机组、感应器、油浸开关、油槽等的保护[21]。 (1) 配水管安装喷头的管道称配水管管道。
(2) 干管干管配水管可采用环状管道或树状。
(3) 供水管供应干管用水的管道称供水管，管道应采用防腐蚀的管材，例如采用不锈钢管等。
(4) 控制阀控制阀应设在与供水管连接处的干管上，并且便于人员接近、平常易于检查、不冻结的地方。在水灭火系统中，能起控制供水、启动报警器的专用阀门装置，习惯上称作报警控制阀。每一喷水灭火系统至少应配备一套报警控制阀，一般由标准闸阀和专用报警阀并联而成。 报警控制装置在灭火系统中起着监测、控制、报警的作用，并能以光、电等信号显示，主要由监测器、报警器等组成。
(1) 监测器　　包括水流指示器、阀门限位器、压力监测器和水位监视器等，能分别对管网内的水流、阀门的开启状态和消防水池、水箱的水位等进行监测，并能以电信号方式向报警控制器传送状态信息。
(2) 报警器　　一种靠压力水驱动的撞击式警铃，当报警控制阀开启时压力水就进入水力警铃的涡轮腔，推动涡轮锤打响警铃，实现在报警控制阀开启时的报警指示。每个喷水灭火系统必须安装一套水力警铃。 为了确保细水雾灭火系统的完整性及施工安装、使用维修的需要，必须配置一些部件和专用工具，它们包括电磁阀、手动启动器、管件、快开装置等。
(1) 电磁阀一般用作为系统自动控制的执行元件。
(2) 手动启动器凡采用自动开启的报警阀装置，必须加设手动启动器，以防自动控制失灵。手动启动器的安装处，应有醒目的标记和操作指示。
细水雾灭火系统的设计参数，目前为止还是以经验值居多，现阶段还不能有全理论的设计参数，其原因是多方面的。一是实际工程中还没有很确切的火灾载荷计算方法，二是喷头喷水的冷却效果和测定方法难以确定，三是实际工程中可燃物的燃烧速度较难确定，四是喷嘴在实际火灾现场的吸热时间计算有难度等等。细水雾灭火系统的设计主要是保证足够多的水及时到达着火部位，并均匀布水，使水起到冷却降温，达到灭火的目的[22]。 通过对细水雾、细水雾喷嘴、细水雾发生系统的组成的分析研究，可以得出以下结论：
(1)通过对细水雾灭火系统和灭火环境的分析，针对熄灭油池火的需要，确定了选用中低压细水雾发生系统，以降低对设备的要求，节约成本。
(2)根据喷头的选择原则，选用离心式加旋芯喷嘴作为细水雾发生器，以满足在较低的灭火压力下产生较好的雾场。
(3)细水雾灭火技术越来越多地被运用和开发，细水雾灭火技术的研究包括细水雾的系统组成、系统设计优化、系统内各部件的优化、喷嘴的优化，这些对提高细水雾灭火效果都将有很大的意义。
(4)细水雾喷嘴是细水雾灭火系统的关键部件，对细水雾喷嘴的研究及优化，是细水雾灭火系统研究的重要组成部分，对细水雾系统的优化，有重要的意义，对细水雾喷嘴的优化研究，需要研究水雾的生成机理。 本实验是在2.5m×2.5m×3m的受限空间内进行。实验装置如图3-1所示。受限空间的框架属于钢结构，为了便于观察，受限空间的四个面装上玻璃，为了减少实验对受限空间的损害，玻璃采用钢化玻璃。烟道全部是由钢制成，直接与受限空间相连。它由集烟罩和烟囱两个部分组成。集烟罩是锥形的，它用来收集在实验过程中生成的所有燃烧产物。在它的侧面打一个孔，可以放置烟气传感器探头，用来采集烟气成分，顶部安装抽出式风机。