一种压缩空气泡沫智能炮自动灭火方法及系统

摘要

本发明公开了一种压缩空气泡沫智能炮自动灭火方法及系统。首先对火源进行探测及定位，一旦火灾成立，则立即启动火源定位程序，计算智能炮喷射俯仰角，实现自动调整炮口方向角度；泡沫产生装置接收灭火指令开始工作，电控阀打开；火源扑灭后，泡沫产生装置停止工作，电控阀关闭。本发明能够实现火灾自动监测、精确定位灭火。系统结构简单、安装方便、保护范围大，火灾探测响应及时，能够将火灾扑灭在初期阶段，灭火效率高，大大节约了泡沫灭火剂和水的用量，通过控制智能炮以火源点为中心的水平摆动，使泡沫覆盖范围大大增加，解决了因液体燃料泄漏而导致的大面积流淌火的扑救技术难题，提高了压缩空气泡沫智能炮自动灭火系统的可靠性和适用范围。

主权项

一种压缩空气泡沫智能炮自动灭火方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、火源探测及定位(1).采用数字图像火灾探测器将监测到被保护区域发生火灾的信息传送到系统控制部分；(2).系统控制部分接收火灾信息并进行分析判断，若判断火灾成立，则立即启动火源定位程序，具体如下：a).红外火焰探测器随着炮筒进行水平方向360°旋转检测，确定火源点的水平位置，然后炮口指向在火源点的水平中心位置；b).红外火焰探测器随着炮筒进行垂直方向135°旋转检测,确定火源点的垂直位置，然后炮口指向在火源点的垂直中心；c).系统控制部分获取此时炮口对准火源的定位角；步骤二、压缩空气泡沫智能炮喷射俯仰角计算(1).根据以下公式计算火源点距离炮口的水平距离X：X＝H/tan(r)‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑(1)式中：H‑压缩空气智能炮的安装高度；单位为m；X‑火源点距离炮口的水平距离，单位为m；r‑火源定位角；(2).根据下列公式计算压缩空气泡沫射流初始速度V₀：式中：λ‑压缩空气泡沫气液比；Q_水‑水流量，单位为L/min；Q_气‑空气流量，单位为m³/h；ε‑压缩空气泡沫质量含气率；ρ_气‑空气密度，单位为kg/m³；ρ_水‑水密度，单位为kg/m³；‑压缩空气泡沫平均动力粘度，单位为Pa·s；μ_气‑空气动力粘度，单位为Pa·s；μ_水‑水动力粘度，单位为Pa·s；－压缩空气泡沫平均密度，单位为kg/m³；d‑炮口管径，单位为m；V₀－压缩空气泡沫射流初始速度，单位为m/s；(3).根据以下公式计算压缩空气泡沫射流的空气阻力系数K：$R_e=\frac{V_0\bar{\rho }d}{\mu }---\left(7\right)$$K=\frac{0.072}{R_e^{0.2}}+0.108R_e^{0.1}---\left(8\right)$式中：R_e‑雷诺数；K‑空气阻力系数；(4).根据以下压缩空气泡沫射流轨迹方程计算压缩空气泡沫智能炮喷射俯仰角：$f\left(\omega \right)=H{\omega }^3-\mathrm{AX}\sqrt{1-{\omega }^2}{\omega }^2+\frac{\mathrm{Bg}{X}^2}{V_0^2}\omega -\frac{\mathrm{CKg}{X}^3}{V_0^3}---\left(9\right)$θ＝arccos(ω)‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑(10)式中：g‑重力加速度，A、B、C为射流轨迹相关系数；ω‑喷射俯仰角θ对应的余弦值；θ‑喷射俯仰角(5).系统控制部分输出喷射俯仰角θ至旋转动作机构，旋转动作机构自动调整炮口方向角度；步骤三、喷射压缩空气泡沫灭火(1).系统控制部分发出灭火指令给压缩空气泡沫产生装置和电控阀，压缩空气泡沫产生装置开始产生压缩空气泡沫，同时电控阀打开，压缩空气泡沫智能炮按照已调整好的角度喷射压缩空气泡沫，同时控制炮口以火源点为中心进行±10°的水平摆动；(2).当火源被扑灭后，数字图像火灾探测器和红外火焰探测器将火源熄灭信号传递给系统控制部分，系统控制部分发出指令，使压缩空气泡沫产生装置停止喷射压缩空气泡沫，然后关闭电控阀；(3).数字图像火灾探测器和红外火焰探测器继续随炮筒360°旋转巡视一周，确认无火源后，进入待机监测模式，若监测火源复燃，压缩空气泡沫智能炮重新启动，重复步骤一至步骤三灭火过程。