细水雾灭火过程数值模拟及气动高能灭火机的研制

细水雾灭火过程数值模拟是细水雾灭火研究的主要手段之一，它能以很低成本的条件，在计算机上较为真实的再现细水雾灭火的过程，可为细水雾灭火系统的设计和安装提供有价值的参考。目前，在国际上发达国家已经进行了这方面的研究，并取得一定的成果，而国内还处于空白。 第一章回顾了细水雾灭火过程数值模拟的发展历程，介绍了细水雾灭火技术和灭火机理，同时阐述了火灾数值模拟的分类，以及国内外在灭火数值模拟方面的研发现状。最后讲述了进行细水雾灭火过程数值模拟研究的意义和研究内容。 第二章介绍了火灾的数值模拟，并对常用的软件进行对比，说明各种软件用于细水雾灭火过程数值模拟的优缺点，并选择FDS作为本课题研究使用的数值模拟软件。对FDS软件进行了详细说明，并着重介绍了其中喷头喷雾和雾滴灭火方面的数学模型。 第三章对现有的灭火实验室2B油盘火从点燃到稳态燃烧进行了数值模拟，确定FDS软件使用中的最优参数设置。对单喷孔的喷雾进行数值模拟，确定合理的喷头参数文件。最后对特定空间内各种不同条件下细水雾的灭火过程进行了数值模拟，并得出有意义的结论。 第四章是气动高能灭火机的研制，介绍了森林消防和现有的便携式森林消防机械，并将细水雾技术引进便携式森林消防机械，提出气动高能灭火机的设想。使用Fluent软件对现有风力灭火机的风筒和改进风筒的空气流动进行计算，得到可行的风筒改进方案，并加工样机，进行初步的喷雾实验。 第五章对本论文所做的研究工作进行了简单总结，得出一些结论。然后分析了一些有待进一步研究的内容。