高压生成室起作用 灭火器的能量核心,利用化学燃料爆炸产生极高温度和压力的气体(通常为 1.9 MPa 至 2 MPa)。这种储存的能量会立即转化为枪管内的高速冲击波,从而提供物理上将水射流粉碎成细雾所需的空气动力学剪切力。
这里的核心机制不是简单的液压位移,而是空气动力学粉碎。通过利用冲击波产生巨大的剪切力,系统将散装水转化为微米级液滴,从而极大地增加了表面积,以实现卓越的冷却和氧气置换。
压力产生的机制
化学燃料爆炸
该过程始于生成室内的化学燃料的受控爆炸。这充当主要动力源,释放快速的能量爆发。
达到临界压力水平
这种爆炸产生高温气体环境。内部压力产生临界载荷,通常稳定在1.9 MPa 至 2 MPa 之间。
能量转换
这种静态高压不是最终工具;它是驱动系统的势能。该腔室旨在将这种高能气体引导至枪管,以启动过程的下一阶段。
将能量转化为破碎
冲击波的形成
当高能气体膨胀进入枪管时,它会转化为高速冲击波。这是将动力传递给水射流的机制。
空气动力学剪切力
冲击波产生强烈的空气动力学剪切力。这种力足以拦截移动的水射流并克服液体的自然表面张力。
粉碎
剪切力充当“锤子”,将散装水流粉碎。它物理上将水打碎,而不是简单地将其推过喷嘴。
输出:微米级雾状
从散装流到雾状
这种高压相互作用的结果是将固体水流转化为微米级细雾云。
增加比表面积
通过将液滴尺寸减小到微米级别,水的比表面积呈指数级增加。
增强消防能力
增加的表面积使水能够更快地吸收热量。它显著增强了灭火剂的冷却效率和氧气置换能力。
理解动力学(权衡)
冲击与流动
关键是要理解该系统依赖于冲击,而不仅仅是流动。标准泵推动水;该系统“冲击”水。
容器的复杂性
由于该系统依赖于爆炸和冲击波,因此腔室必须足够坚固,能够承受即时的高应力载荷(1.9–2 MPa)。这与可能在较低、更恒定的压力下运行的连续流系统不同。
为您的目标做出正确的选择
要确定该机制是否符合您的消防策略,请考虑灭火剂的预期效果:
- 如果您的主要重点是快速吸热:微米级雾状是理想的,因为最大化的表面积会产生即时的冷却效果。
- 如果您的主要重点是氧气置换:细雾会形成浓密的云,比实心射流更有效地置换氧气。
- 如果您的主要重点是深度穿透:请注意,细雾在长距离上的动量可能不如实心射流,因为能量用于雾化。
高压生成室本质上是一种机器,它用有限的水量换取水的效率,将有限的流体供应转化为高效的热屏障。
摘要表:
| 特征 | 爆炸式机制 | 对消防的影响 |
|---|---|---|
| 动力源 | 化学燃料爆炸 | 快速释放能量以实现高速动作 |
| 内部压力 | 1.9 MPa 至 2.0 MPa | 提供冲击波形成的临界载荷 |
| 主要力 | 空气动力学剪切力 | 克服表面张力以粉碎液体 |
| 产生的输出 | 微米级细雾 | 呈指数级增加表面积以实现冷却 |
| 核心优势 | 氧气置换和吸热 | 最大限度地提高有限水量的效率 |
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参考文献
- Dmytro Dubinin, Volodymyr Tryhub. Numerical studies of the breakup of the water jet by a shock wave in the barrel of the fire extinguishing installation. DOI: 10.31306/s.66.2.4
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .