基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统的制作方法

1.本发明属于消防阻爆技术领域，具体涉及一种基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统。

背景技术：

2.水是人类最早应用于扑救火灾的灭火物质，随着科技的不断进步，水灭火的方式发展经历了水、水喷淋、水喷雾及细水雾等四个阶段。然而，由于水滴粒径较大，单一的水喷淋和水喷雾灭火技术仅能局限于扑救a类火灾。20世纪90年代初，随着细水雾灭火系统的成功研发，新型的细水雾灭火技术也随之诞生。发展至今，细水雾灭火系统应用于工程的研究已经取得了一系列令人瞩目的成果。
3.细水雾灭火系统是由细水雾喷头、供水装置、控制阀、过滤器等组件和给水管道组成，能自动和人工启动并喷放细水雾进行灭火或控火的固定灭火系，细水雾灭火系统的作用原理是以水为主要灭火介质，经过特殊的喷头结构，以高压喷水的形式，使水在压力作用下雾化成直径非常小的雾滴，细小的雾滴具有很好的流动性和弥散性，可以迅速的充满整个防护空间或包裹整个保护对象并充满保护对象的空隙，通过表面冷却、阻隔辐射热、窒息等方式达到灭火的效果。
4.为了提高灭火效能，研究者们在细水雾灭火装置的研究基础上，又提出同时使用“水/惰性气体”双流体介质进行灭火的方法，常见的双流体介质通常由“水/氮气”、“水/二氧化碳”、“水/七氟丙烷”等。然而考虑到气液两相流灭火系统采用“水/惰性气体”协同喷射的方式，想要保证灭火效能的最大化就需要考虑以下三个方面：(1)水介质需要充分雾化并形成细水雾；(2)雾化后的细水雾和惰性气体需要掺混均匀；(3)掺混均匀后的“细水雾/惰性气体”双流体介质需要有较大的喷射范围。为满足以上三点要求，必须使用特殊结构的气液两相流生成装置，确保水能够快速雾化形成超细水雾并与惰性气体充分掺混，同时也能保证掺混均匀后的“细水雾/惰性气体”两相流能够具有较大的喷射范围。
5.当前，亟需发展一种基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统。

技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统。
7.本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统，其特点是，所述的灭火系统包括水输送系统和惰性气体输送系统；
8.水输送系统包括通过水流管道顺序连接的水储罐、水管路电动阀、水管路减压器、水汽蚀管、水流量计、水单向阀和水集液腔，以及沿水集液腔的水流动方向顺序排列的若干个气液同轴离心式喷嘴，各气液同轴离心式喷嘴的液体内喷嘴的液体入口位于水集液腔中；水储罐的罐体上开有高压驱动气体入口，高压驱动气体入口外接高压空气源，水储罐的罐体还安装有水储罐放空阀和水储罐安全阀；
9.惰性气体输送系统包括通过气流管道顺序连接的高压惰性气体储罐、惰性气体管路气动球阀、惰性气体减压器、惰性气体文氏管、惰性气体流量计、惰性气体单向阀和惰性气体集气腔，水集液腔与惰性气体集气腔上下并列排列且相互密封隔离；各气液同轴离心式喷嘴的气体外喷嘴位于惰性气体集气腔中，喷嘴出口伸出惰性气体集气腔；高压惰性气体储罐的罐体上安装有惰性气体储罐放空阀和惰性气体储罐安全阀；
10.气液同轴离心式喷嘴为由气体外喷嘴和液体内喷嘴套装而成的组合结构；内部为液体内喷嘴，外部为气体外喷嘴，液体内喷嘴和气体外喷嘴的底面平齐；
11.液体内喷嘴为上部外径大下部外径小、顶部封口底部开口的台阶管体，液体内喷嘴的内腔为竖直的水流通道，液体内喷嘴的上部开有沿周向均匀分布的、与水流通道相切的若干个切向孔；切向孔为入水口，液体内喷嘴安装完毕后入水口位于开口水集液腔内；
12.气体外喷嘴为上部外径小下部外径大、顶部和底部均开口的台阶管体；气体外喷嘴内腔的上段与液体内喷嘴相匹配，液体内喷嘴从上至下插入气体外喷嘴，液体内喷嘴的顶面伸出气体外喷嘴，液体内喷嘴与气体外喷嘴之间通过端面定位、柱面匹配的方式实现静密封；气体外喷嘴内腔的下段与液体内喷嘴之间设置有环形缝隙，环形缝隙为一次气流通道s1，环形缝隙的横截面积为a1，a1为惰性气体一次喷注等效面积；气体外喷嘴下段、靠近端面的位置，从上至下设置有若干个通气带，每个通气带设置有沿周向分布的m个水平的通孔，水平的通孔为惰性气体一次入口，各通气带的惰性气体一次入口的总开口面积大于环形缝隙的横截面积a1；气体外喷嘴的下部圆柱台阶上开有n个周向分布的、竖直的通孔，竖直的通孔为惰性气体二次入口，单个惰性气体二次入口的面积为a2，n个惰性气体二次入口的总面积n*a2为惰性气体二次喷注等效面积，n个惰性气体二次入口构成二次气流通道s2；惰性气体一次入口和惰性气体二次入口的开口均位于惰性气体集气腔内；
13.发生火灾时，水输送系统和惰性气体输送系统同时启动并协调工作；
14.对于水输送系统，高压气源的高压驱动气体从高压驱动气体入口进入水储罐，高压气体作用于水储罐内的水液面上，并驱动水沿水流管道流动，水管路电动阀开启，通过水管路减压器将水流管道中的水压调整至预定压力，通过水汽蚀管将水流管道中的水流调整至预定流量，同时用水流量计监控水流流量，水流经水单向阀进入水集液腔，再沿水入口a进入液体内喷嘴，从液体内喷嘴喷出高压水旋流，高压水旋流从喷口中喷出时，在高压空气的驱动作用和旋流的离心作用下，形成超细水雾；
15.对于惰性气体输送系统，惰性气体管路气动球阀开启，惰性气体沿气体管道流动，通过惰性气体减压器将气体管道中的惰性气体压力调整至预定压力，通过惰性气体文氏管将气体管道中的惰性气体流量调整至预定流量，同时用惰性气体流量计监控惰性气体流量，惰性气体经惰性气体单向阀进入惰性气体集气腔，并经由惰性气体一次入口b进入一次气流通道s1、经由惰性气体二次入口c进入二次气流通道s2，最后喷出。
16.进一步地，所述的灭火系统在灭火过程中，超细水雾流量的计算公式如公式所示，惰性气体流量的计算公式如公式所示：
17.[0018][0019]
其中：——超细水雾流量，kg/s；——惰性气体流量，kg/s；
[0020]aw
——液体内喷嘴流通面积；aa——惰性气体入口通流面积；
[0021]
δp——液体内喷嘴压降；p——惰性气体入口压力；
[0022]
γ——惰性气体比热比；m——马赫数，取1；
[0023]
r——惰性气体常数；t——惰性气体温度，取300k；
[0024]cd
——液体内喷嘴流量系数，取0.9；ρ——水密度，取1000kg/m3。
[0025]
进一步地，所述的灭火系统中的各部件采用钎焊焊接方式固定。
[0026]
进一步地，所述的惰性气体包括氮气、二氧化碳、卤代烷类气体灭火剂。
[0027]
进一步地，所述的气液同轴离心式喷嘴根据潜在火源的范围进行阵列布置。
[0028]
进一步地，所述的气液同轴离心式喷嘴的材质为316不锈钢，水集液腔与惰性气体集气腔的封闭板材的材质也为316不锈钢。
[0029]
进一步地，所述的一次气流通道s1的横截面积a1为n个惰性气体二次入口c所形成的二次气流通道s2的总面积n*a2的1.3～1.5倍。
[0030]
进一步地，所述的惰性气体二次入口的圆心与环缝外壁之间的轴向距离大于或等于惰性气体二次入口的竖直的通孔直径。
[0031]
本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统的气液同轴离心喷嘴是两相流喷嘴，具有结构简单、雾化压损小、运行可靠性高的优点。一方面，水从液体内喷嘴中喷出时，可以借助液体内喷嘴旋流离心雾化和高压气动雾化的双重作用，实现水的快速雾化，进而形成细水雾；另一方面，惰性气体在气体外喷嘴的惰性气体一次入口b和惰性气体二次入口c中分流，在气体外喷嘴的中心区域形成适合均匀的惰性气体，与细水雾进行充分且均匀的掺混，最终形成掺混均匀的细水雾和惰性气体两相流，并喷洒到较大范围的火灾区域中，对常见火灾具有较好抑制效果。
[0032]
本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统中的气液同轴离心喷嘴为结构可拆卸、中心进液、环缝进气式的两相流喷嘴，以水和惰性气体作为灭火介质，雾化效果良好，能够对多种火灾进行扑灭，可以根据火势大小灵活调整流量。
[0033]
本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统结构简单，部件更换便捷，使用操作、调节方便，稳定性高，可靠性强，便于在涉及易燃易爆介质的试验厂房和仓库的封闭式空间中布置和使用，也能够在开敞式空间中使用。
附图说明
[0034]
图1为本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统的结构示意图；
[0035]
图2为本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统的中的气液同轴离心喷嘴的安装示意图；
[0036]
图3为本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统的中的
气液同轴离心喷嘴的a-a1剖面图；
[0037]
图4为本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统的中的气液同轴离心喷嘴的b-b1剖面图；
[0038]
图5为本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统的中的气液同轴离心喷嘴的c-c1剖面图；
[0039]
图6为本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统的中的气液同轴离心喷嘴的液体内喷嘴的剖面图；
[0040]
图7为本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统的中的气液同轴离心喷嘴的气体外喷嘴的剖面图；
[0041]
图8为本发明的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统的中的气液同轴离心喷嘴的阵列布置示意图即下层钢板仰视图；
[0042]
图9为实施例1获得的单个气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流喷雾形态示意图。
[0043]
图中，1.水储罐；2.高压驱动气体入口；3.水储罐放空阀；4.水储罐安全阀；5.水管路电动阀；6.水管路减压器；7.水汽蚀管；8.水流量计；9.水单向阀；10.水集液腔；11.液体内喷嘴；12.高压惰性气体储罐；13.惰性气体储罐放空阀；14.惰性气体储罐安全阀；15.惰性气体管路气动球阀；16.惰性气体减压器；17.惰性气体文氏管；18.惰性气体流量计；19.惰性气体单向阀；20.惰性气体集气腔；21.气体外喷嘴；
[0044]
a.入水口；b.惰性气体一次入口；c.惰性气体二次入口；s1.一次气流通道；s2.二次气流通道。
具体实施方式
[0045]
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
[0046]
实施例1
[0047]
如图1所示，本实施例的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统包括水输送系统和惰性气体输送系统；
[0048]
水输送系统包括通过水流管道顺序连接的水储罐1、水管路电动阀5、水管路减压器6、水汽蚀管7、水流量计8、水单向阀9和水集液腔10，以及沿水集液腔10的水流动方向顺序排列的若干个气液同轴离心式喷嘴，各气液同轴离心式喷嘴的液体内喷嘴11的液体入口位于水集液腔10中；水储罐1的罐体上开有高压驱动气体入口2，高压驱动气体入口2外接高压空气源，水储罐1的罐体还安装有水储罐放空阀3和水储罐安全阀4；
[0049]
惰性气体输送系统包括通过气流管道顺序连接的高压惰性气体储罐12、惰性气体管路气动球阀15、惰性气体减压器16、惰性气体文氏管17、惰性气体流量计18、惰性气体单向阀19和惰性气体集气腔20，水集液腔10与惰性气体集气腔20上下并列排列且相互密封隔离；各气液同轴离心式喷嘴的气体外喷嘴21位于惰性气体集气腔20中，喷嘴出口伸出惰性气体集气腔20；高压惰性气体储罐12的罐体上安装有惰性气体储罐放空阀13和惰性气体储罐安全阀14；
[0050]
如图2～图7所示，气液同轴离心式喷嘴为由气体外喷嘴21和液体内喷嘴11套装而成的组合结构；内部为液体内喷嘴11，外部为气体外喷嘴21，液体内喷嘴11和气体外喷嘴21
的底面平齐；
[0051]
液体内喷嘴11为上部外径大下部外径小、顶部封口底部开口的台阶管体，液体内喷嘴11的内腔为竖直的水流通道，液体内喷嘴11的上部开有沿周向均匀分布的、与水流通道相切的若干个切向孔；切向孔为入水口a，液体内喷嘴11安装完毕后入水口a位于开口水集液腔10内；
[0052]
气体外喷嘴21为上部外径小下部外径大、顶部和底部均开口的台阶管体；气体外喷嘴21内腔的上段与液体内喷嘴11相匹配，液体内喷嘴11从上至下插入气体外喷嘴21，液体内喷嘴11的顶面伸出气体外喷嘴21，液体内喷嘴11与气体外喷嘴21之间通过端面定位、柱面匹配的方式实现静密封；气体外喷嘴21内腔的下段与液体内喷嘴11之间设置有环形缝隙，环形缝隙为一次气流通道s1，环形缝隙的横截面积为a1，a1为惰性气体一次喷注等效面积；气体外喷嘴21下段、靠近端面的位置，从上至下设置有若干个通气带，每个通气带设置有沿周向分布的m个水平的通孔，水平的通孔为惰性气体一次入口b，各通气带的惰性气体一次入口b的总开口面积大于环形缝隙的横截面积a1；气体外喷嘴21的下部圆柱台阶上开有n个周向分布的、竖直的通孔，竖直的通孔为惰性气体二次入口c，单个惰性气体二次入口c的面积为a2，n个惰性气体二次入口c的总面积n*a2为惰性气体二次喷注等效面积，n个惰性气体二次入口c构成二次气流通道s2；惰性气体一次入口b和惰性气体二次入口c的开口均位于惰性气体集气腔20内；
[0053]
发生火灾时，水输送系统和惰性气体输送系统同时启动并协调工作；
[0054]
对于水输送系统，高压气源的高压驱动气体从高压驱动气体入口2进入水储罐1，高压气体作用于水储罐1内的水液面上，并驱动水沿水流管道流动，水管路电动阀5开启，通过水管路减压器6将水流管道中的水压调整至预定压力，通过水汽蚀管7将水流管道中的水流调整至预定流量，同时用水流量计8监控水流流量，水流经水单向阀9进入水集液腔10，再沿水入口a进入液体内喷嘴11，从液体内喷嘴11喷出高压水旋流，高压水旋流从喷口中喷出时，在高压空气的驱动作用和旋流的离心作用下，形成超细水雾；
[0055]
对于惰性气体输送系统，惰性气体管路气动球阀15开启，惰性气体沿气体管道流动，通过惰性气体减压器16将气流管道中的惰性气体压力调整至预定压力，通过惰性气体文氏管17将气流管道中的惰性气体流量调整至预定流量，同时用惰性气体流量计18监控惰性气体流量，惰性气体经惰性气体单向阀19进入惰性气体集气腔20，并经由惰性气体一次入口b进入一次气流通道s1、经由惰性气体二次入口c进入二次气流通道s2，最后喷出。
[0056]
进一步地，所述的灭火系统在灭火过程中，超细水雾流量的计算公式如公
[0057]
式1所示，惰性气体流量的计算公式如公式2所示：
[0058][0059][0060]
其中：——超细水雾流量，kg/s；——惰性气体流量，kg/s；
[0061]aw
——液体内喷嘴流通面积；aa——惰性气体入口通流面积；
[0062]
δp——液体内喷嘴压降；p——惰性气体入口压力；
[0063]
γ——惰性气体比热比；m——马赫数，取1；
[0064]
r——惰性气体常数；t——惰性气体温度，取300k；
[0065]cd
——液体内喷嘴流量系数，取0.9；ρ——水密度，取1000kg/m3。
[0066]
进一步地，所述的灭火系统中的各部件采用钎焊焊接方式固定。
[0067]
进一步地，所述的惰性气体包括氮气、二氧化碳、卤代烷类气体灭火剂。
[0068]
进一步地，所述的气液同轴离心式喷嘴根据潜在火源的范围进行阵列布置。
[0069]
进一步地，所述的气液同轴离心式喷嘴的材质为316不锈钢，水集液腔10与惰性气体集气腔20的封闭板材的材质也为316不锈钢。
[0070]
进一步地，所述的一次气流通道s1的横截面积a1为n个惰性气体二次入口(c)所形成的二次气流通道s2的总面积n*a2的1.3～1.5倍。
[0071]
进一步地，所述的惰性气体二次入口c的圆心与环缝外壁之间的轴向距离大于或等于惰性气体二次入口c的竖直的通孔直径。
[0072]
本实施例的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统的安装过程为：
[0073]
s10.在潜在火源的范围附近，按照图1安装水输送系统和惰性气体输送系统；
[0074]
s20.根据潜在火源的范围大小，选取下层钢板，按照图8在下层钢板上钻出若干个阵列布置的通孔，下层钢板通孔的内径等于气体外喷嘴21的下部圆柱台阶的外径；将气体外喷嘴21一一插入通孔中，气体外喷嘴21的底面与下层钢板的底面平齐，采用钎焊方式将图2中的ⅳ位置进行焊接，固定气体外喷嘴21；
[0075]
s30.按照图8在中层钢板上钻出若干个阵列布置的通孔，中层钢板通孔的内径等于气体外喷嘴21的上部圆柱的外径；将中层钢板穿过各气体外喷嘴21，直至中层钢板的底面位于惰性气体一次入口b的上方，采用钎焊的方式对图2中的ⅲ位置进行焊接，固定中层钢板；
[0076]
s40.在每个气体外喷嘴21内插入液体内喷嘴11，液体内喷嘴11的底面与气体外喷嘴21的底面平齐，采用钎焊的方式对图2中的ⅱ位置进行焊接，将液体内喷嘴11和气体外喷嘴21固定成一个整体；
[0077]
s50.按照图8在上层钢板上钻出若干个阵列布置的通孔，上层钢板通孔的内径等于液体内喷嘴11的上部圆柱的外径；将上层钢板穿过各液体内喷嘴11，直至上层钢板的顶面与液体内喷嘴11的顶面平齐，采用钎焊的方式对图2中的ⅰ位置进行焊接，固定液体内喷嘴11；
[0078]
s60.在下层钢板和中层钢板之间焊接侧板，使得下层钢板和中层钢板之间形成封闭的惰性气体集气腔20；在中层钢板和上层钢板之间焊接侧板，使得中层钢板和上层钢板之间形成封闭的水集液腔10；
[0079]
s70.将惰性气体输送系统通过气流管道连通惰性气体集气腔20，将水输送系统通过水流管道连通水集液腔10，安装完成。
[0080]
图9为本实施例获得的单个气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流喷雾形态，从图9可以看出，单个气液同轴离心喷嘴能够喷洒出面积较大的细水雾惰性气体两相流，雾化效果良好。
[0081]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的消防阻爆技术领域。对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，可容易地实现另外的改进和润饰，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

技术特征：

1.基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统，其特征在于，所述的灭火系统包括水输送系统和惰性气体输送系统；水输送系统包括通过水流管道顺序连接的水储罐(1)、水管路电动阀(5)、水管路减压器(6)、水汽蚀管(7)、水流量计(8)、水单向阀(9)和水集液腔(10)，以及沿水集液腔(10)的水流动方向顺序排列的若干个气液同轴离心式喷嘴，各气液同轴离心式喷嘴的液体内喷嘴(11)的液体入口位于水集液腔(10)中；水储罐(1)的罐体上开有高压驱动气体入口(2)，高压驱动气体入口(2)外接高压空气源，水储罐(1)的罐体还安装有水储罐放空阀(3)和水储罐安全阀(4)；惰性气体输送系统包括通过气流管道顺序连接的高压惰性气体储罐(12)、惰性气体管路气动球阀(15)、惰性气体减压器(16)、惰性气体文氏管(17)、惰性气体流量计(18)、惰性气体单向阀(19)和惰性气体集气腔(20)，水集液腔(10)与惰性气体集气腔(20)上下并列排列且相互密封隔离；各气液同轴离心式喷嘴的气体外喷嘴(21)位于惰性气体集气腔(20)中，喷嘴出口伸出惰性气体集气腔(20)；高压惰性气体储罐(12)的罐体上安装有惰性气体储罐放空阀(13)和惰性气体储罐安全阀(14)；气液同轴离心式喷嘴为由气体外喷嘴(21)和液体内喷嘴(11)套装而成的组合结构；内部为液体内喷嘴(11)，外部为气体外喷嘴(21)，液体内喷嘴(11)和气体外喷嘴(21)的底面平齐；液体内喷嘴(11)为上部外径大下部外径小、顶部封口底部开口的台阶管体，液体内喷嘴(11)的内腔为竖直的水流通道，液体内喷嘴(11)的上部开有沿周向均匀分布的、与水流通道相切的若干个切向孔；切向孔为入水口(a)，液体内喷嘴(11)安装完毕后入水口(a)位于开口水集液腔(10)内；气体外喷嘴(21)为上部外径小下部外径大、顶部和底部均开口的台阶管体；气体外喷嘴(21)内腔的上段与液体内喷嘴(11)相匹配，液体内喷嘴(11)从上至下插入气体外喷嘴(21)，液体内喷嘴(11)的顶面伸出气体外喷嘴(21)，液体内喷嘴(11)与气体外喷嘴(21)之间通过端面定位、柱面匹配的方式实现静密封；气体外喷嘴(21)内腔的下段与液体内喷嘴(11)之间设置有环形缝隙，环形缝隙为一次气流通道s1，环形缝隙的横截面积为a1，a1为惰性气体一次喷注等效面积；气体外喷嘴(21)下段、靠近端面的位置，从上至下设置有若干个通气带，每个通气带设置有沿周向分布的m个水平的通孔，水平的通孔为惰性气体一次入口(b)，各通气带的惰性气体一次入口(b)的总开口面积大于环形缝隙的横截面积a1；气体外喷嘴(21)的下部圆柱台阶上开有n个周向分布的、竖直的通孔，竖直的通孔为惰性气体二次入口(c)，单个惰性气体二次入口(c)的面积为a2，n个惰性气体二次入口(c)的总面积n*a2为惰性气体二次喷注等效面积，n个惰性气体二次入口(c)构成二次气流通道s2；惰性气体一次入口(b)和惰性气体二次入口(c)的开口均位于惰性气体集气腔(20)内；发生火灾时，水输送系统和惰性气体输送系统同时启动并协调工作；对于水输送系统，高压气源的高压驱动气体从高压驱动气体入口(2)进入水储罐(1)，高压气体作用于水储罐(1)内的水液面上，并驱动水沿水流管道流动，水管路电动阀(5)开启，通过水管路减压器(6)将水流管道中的水压调整至预定压力，通过水汽蚀管(7)将水流管道中的水流调整至预定流量，同时用水流量计(8)监控水流流量，水流经水单向阀(9)进入水集液腔(10)，再沿水入口(a)进入液体内喷嘴(11)，从液体内喷嘴(11)喷出高压水旋
流，高压水旋流从喷口中喷出时，在高压空气的驱动作用和旋流的离心作用下，形成超细水雾；对于惰性气体输送系统，惰性气体管路气动球阀(15)开启，惰性气体沿气体管道流动，通过惰性气体减压器(16)将气体管道中的惰性气体压力调整至预定压力，通过惰性气体文氏管(17)将气体管道中的惰性气体流量调整至预定流量，同时用惰性气体流量计(18)监控惰性气体流量，惰性气体经惰性气体单向阀(19)进入惰性气体集气腔(20)，并经由惰性气体一次入口(b)进入一次气流通道s1、经由惰性气体二次入口(c)进入二次气流通道s2。2.根据权利要求1所述的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统，其特征在于，所述的灭火系统在灭火过程中，超细水雾流量的计算公式如公式(1)所示，惰性气体流量的计算公式如公式(2)所示：量的计算公式如公式(2)所示：其中：——超细水雾流量，kg/s；——惰性气体流量，kg/s；a
w
——液体内喷嘴流通面积；a
a
——惰性气体入口通流面积；δp——液体内喷嘴压降；p——惰性气体入口压力；γ——惰性气体比热比；m——马赫数，取1；r——惰性气体常数；t——惰性气体温度，取300k；c
d
——液体内喷嘴流量系数，取0.9；ρ——水密度，取1000kg/m3。3.根据权利要求1所述的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统，其特征在于，所述的灭火系统中的各部件采用钎焊焊接方式固定。4.根据权利要求1所述的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统，其特征在于，所述的惰性气体包括氮气、二氧化碳、卤代烷类气体灭火剂。5.根据权利要求1所述的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统，其特征在于，所述的气液同轴离心式喷嘴根据潜在火源的范围进行阵列布置。6.根据权利要求1所述的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统，其特征在于，所述的气液同轴离心式喷嘴的材质为316不锈钢，水集液腔(10)与惰性气体集气腔(20)的封闭板材的材质也为316不锈钢。7.根据权利要求1所述的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统，其特征在于，所述的一次气流通道s1的横截面积a1为n个惰性气体二次入口(c)所形成的二次气流通道s2的总面积n*a2的1.3～1.5倍。8.根据权利要求1所述的基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统，其特征在于，所述的惰性气体二次入口(c)的圆心与环缝外壁之间的距离大于或等于惰性气体二次入口(c)的竖直的通孔直径。

技术总结

本发明属于消防阻爆技术领域，公开了一种基于气液同轴离心喷嘴的细水雾惰性气体两相流灭火系统。包括水输送系统和惰性气体输送系统，气液同轴离心喷嘴是两相流喷嘴，水从液体内喷嘴中喷出时，借助液体内喷嘴离心雾化和气动雾化的双重作用，实现水的快速雾化并形成细水雾；惰性气体在气体外喷嘴的惰性气体一次入口b和惰性气体二次入口c中分流，在气体外喷嘴的中心区域形成均匀的惰性气体，与细水雾进行充分的掺混，最终形成掺混均匀的细水雾和惰性气体两相喷雾，并喷洒到火灾区域中，对常见火灾具有较好抑制效果。灭火系统结构简单，部件更换便捷，使用操作、调节方便，稳定性高，可靠性强，用于具有易燃易爆介质的封闭式空间和开敞式空间。敞式空间。敞式空间。

技术研发人员：

王世茂 晏至辉 王振锋 康忠涛 何修杰 孙晓亮 郭明 袁勐

受保护的技术使用者：

中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所

技术研发日：

2022.09.09

技术公布日：

2023/3/28