k80闭式喷头灭火特性试验模拟研究

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1、K80闭式喷头灭火特性试验模拟研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：蒲贤臣指导教师：张勤教授专业：市政工程学科门类：工学重庆大学城市建设与环境工程学院二O一五年五月ExperimentandSimulationStudyontheExtinguishingPropertiesofK80ClosedFireSprinklersAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByPuXianchenS

2、upervisebyProf.ZhangQinSpecialty:MunicipalEngineeringFacultyofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要洒水喷头集探测、自动启动、喷水灭火于一身，是自动喷水灭火系统系统中最重要的组件之一。喷头的洒水性能，在火灾环境中的响应特性以及喷头在不同条件下的布置方式，都是喷头灭火特性中的重要组成部分，关于他们的研究对提高自动喷水灭火系统的灭火能力有着

3、重要的作用。在目前应用众多的喷头类型中，K80闭式喷头是使用最为广泛的一种，对K80闭式喷头灭火特性的研究具有一定代表意义。《自动喷水灭火系统设计规范》中只规定了K80闭式喷头使用的最大净空高度为8.0m，没有考虑高度和压力对喷头布置的影响。在自动喷水灭火系统大量使用的今天，这将增加自动喷水灭火系统的工程的造价，也会造成水资源的巨大浪费。文章分别从喷头的洒水特性、感应特性、以及布置间距这三个方面对K80闭式喷头在不同净空高度和工作压力条件下的灭火特性进行了研究分析。通过喷头洒水试验，研究了K80型闭式喷头在不同高度和工作压力下的洒水特性，对喷头洒水的稳定性，积水盒的

4、积水率，以及喷头洒水强度沿半径方向的分布规律进行了试验分析，结果表明喷水强度沿着半径方向的分布是不均匀的，喷水的压力越低，高度越高喷水强度分布越均匀。运用火灾模拟软件FDS，文章对K80闭式喷头的响应特性进行了模拟，研究了不同净空高度下引发喷头响应的最低火源功率和喷头响应时间的变化规律，表明高度对最小火源功率的影响比响应时间指数明显的多，喷头响应时间与高度和喷头到火源中心的水平距离都近似呈线性相关关系。在喷头洒水特性和响应特性研究的基础上，文章提出了一种喷头布置间距的计算方法，考虑了喷头安装高度和工作压力对其布置间距的影响。首先，在既满足规范对喷头灭火平均喷水强度要

5、求，又考虑高度和压力对喷水强度影响的条件下，文章提出喷头洒水有效保护半径的概念。然后，通过对比喷头的洒水特性和不同危险级别下的平均喷水强度要求，计算出在不同高度和工作压力下的有效保护半径，并由该有效保护半径计算喷头布置间距。最后运用FDS火灾模拟软件，对两种布置间距要求下的喷头灭火能力进行了火灾模拟，分析发现文章新方法得到的布置间距能够达到与规范要求的布置间距相同的灭火效果。关键词：K80闭式喷头，灭火性能，洒水性能，感应特性，布置间距I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTFiresprinklersisoneofthemostimportantcompon

6、entsintheautomaticsprinklersystem.Itsetsdetecting,automaticstartingandsprinklinginone.Firesprinklerextinguishingpropertiesincludethespraypropertyandtheresponsecharacteristicinthefireenvironmentandthesprinklerdistanceunderdifferentconditions.Thestudyoftheextinguishingperformanceplaysani

7、mportantroleinimprovingtheabilityoftheextinguishingsprinklersystem.TheK80firesprinklerisoneofthemostwidelyusedamongsomanytypesofthenozzle.Itcanbeusedinmild,moderate,severedangerlevelandsomeotherplaces.ThereisarelevantprovisionintheAutomaticsprinklersystemdesignspecificationsaboutthet