[发明专利]一种固定式压缩空气泡沫灭火系统及其设计方法

权利要求书

1.一种固定式压缩空气泡沫灭火系统的设计方法，包括固定式压缩空气泡沫灭火系统，该系统包括泡沫液供给组件(1)、水路供给组件(2)、气体供给组件(3)、灭火组件(4)和控制系统(5)；

所述泡沫液供给组件(1)包括泡沫液罐(11)和泡沫液泵(12)，所述泡沫液罐(11)的出口与泡沫液泵(12)的进口相连通；

所述水路供给组件(2)包括水箱(21)、水泵(22)、调节阀(23)和液液混合器(24)，所述水箱(21)与水泵(22)的入口相连通，所述水泵(22)的出口与调节阀(23)一端的阀口相连通，所述调节阀(23)另一端的阀口与液液混合器(24)的第一进口相连通，所述泡沫液泵(12)的出口与液液混合器(24)的第二进口相连通；

所述气体供给组件(3)包括空压机(31)和气液混合器(32)，所述空压机(31)与气液混合器(32)的第一进口相连通，所述液液混合器(24)的出口与气液混合器(32)的第二进口相连通；

所述灭火组件(4)包括分区选择阀(41)和多个泡沫炮(42)，所述气液混合器(32)的出口与分区选择阀(41)一端阀口相连通，多个泡沫炮(42)分别与分区选择阀(41)另一端对应的阀口相连通；

所述调节阀(23)和分区选择阀(41)分别与控制系统(5)对应的连接端电气连接；其特征在于：所述设计方法的具体步骤是：

步骤一：根据泡沫混合液流量Q₀、混合比λ和气液比k，获得水流量Q₁，泡沫液流量Q₂和压缩空气流量Q₃，满足以下关系式；

Q₀＝Q₁+Q₂

Q₁＝(1-λ)Q₀

Q₂＝λQ₀

Q₃＝kQ₀

步骤二：根据步骤一中水流量Q₁、泡沫液流量Q₂和压缩空气流量Q₃分别获得水路供给组件中水管道管径D₁、泡沫液供给组件中泡沫液管道管径D₂和气体供给组件中压缩空气管道管径D₃；

依据水流速v₁、泡沫液流速v₂和泡沫混合液流速v₀介于0～3m/s之间，压缩空气的流速v₃介于10m/s～15m/s之间，获得水管道的管径D₁、泡沫液管道的管径D₂和压缩空气管道的管径D₃，计算公式如下：

步骤三：根据灭火组件中气液混合器的出口压力P₄，以及水流量Q₁和水管道的管径D₁获得水路供给组件中水泵的出口压力P₁；

根据灭火组件中气液混合器的出口压力P₄为主通管的摩擦流阻、气液混合器出口与泡沫炮进口之间的静压降和泡沫炮的进口压力之和，计算公式如下：

P₄＝P_f+P_H+P_e

P_H＝ΔZ×ρ_H×9.81×10^-6

式中，P₄—气液混合器出口压力；P_f—主通管摩擦流阻；P_H—气液混合器出口与泡沫炮进口之间的静压降；P_e—泡沫炮工作压力；λ_H—摩擦系数；u_H—泡沫流速；D₄—主通管直径；ρ_H—泡沫密度；L₄—主通管长度；ΔZ—泡沫上升高度；

水泵的出口压力P₁的计算公式如下：

P₁＝P₄+P_l+P_h

式中，P_l—水管的直管段流阻；P_h—水管的局部流阻；D₁—水管内径；C_h—海登威廉系数；L₁—水管的直管段长度；ζ—局部阻力系数；V₁—水管内水的平均流速；g—重力加速度；

步骤四：根据水泵的出口压力P₁确定水泵扬程H、泡沫液供给组件中泡沫液泵的最大出口压力P₂₀和气体供给组件中空压机的最大出口压力P₃₀，水泵扬程H、泡沫液泵的最大出口压力P₂₀和空压机的最大出口压力P₃₀大于等于水泵的出口压力P₁；

实现固定式压缩空气泡沫灭火系统的泡沫液供给、水路供给以及气路供给的流量、压力和管径参数设计。