高层建筑消防炮设计
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- 摘 要
高层建筑一旦发生火灾，由于建筑比较高，“烟囱效应”构成了较大的火灾危险性。建筑物内的消防设施又有限，从而提出了设计高层建筑消防炮，它将装有干粉灭火剂的消防弹，通过窗户打到屋内，起到灭火的作用。
本文首先根据气动灭火炮原理，对消防炮进行了结构设计，包括气动灭火炮总体结构的设计，推进装置及锁紧装置设计，炮身结构的设计，消防炮的炮架与俯仰旋转机构的设计。其次采用内弹道学、气体动力学结合热力学、物理学的知识对炮管的参数进行了计算，建立了炮管长度、直径、气压、仰角和消防炮射程的关系，并同时考虑空气阻力，通过抛体轨迹方程计算得出消防炮的射程，最后对关键零部件的结构参数和强度进行了计算和校核，此依据是消防炮发射方式为气动，发射装置承受的是冲击载荷。
本方案的设计能够实现消防弹的发射，并且能准确将消防单打到起火的高层建筑房间里（通过窗户等）。消防弹遇到高温或碰撞爆破，灭火剂弥散充满整个房间从而起到灭火的目的。消防炮可以实现旋转俯仰，保证了适应性；击发为手动式，保证了发射的可控性；瞄准采用计算轨迹形式，保证打击的精确性。
关键词：烟囱效应；干粉剂；高层建筑消防炮
目 录
第1章 绪论 1
1.1 高层建筑消防炮设计背景 1
1.2 国内外现状与发展趋势 1
1.2.1国内现状与发展趋势 3
1.2.2国外现状与发展趋势 7
1.3本设计的目的及意义 9
1.4本设计主要内容 10
第2章 消防炮的工作原理及结构设计 11
2.1 引言 11
2.2 气动灭火炮总体结构的设计及工作原理 11
2.3 推进装置及锁紧装置设计 13
2.4 炮身结构的设计 13
2.4.1炮管的设计 14
2.4.2储气室与击发机构的设计 15
2.4.3炮管的减震机构 16
2.5 消防炮的炮架与俯仰旋转机构的设计 17
2.5.1炮架的设计 17
2.5.2俯仰机构的设计 18
2.5.3旋转机构的设计 19
2.6 本章小结 21
第3章 气动灭火炮炮管的结构与参数计算 22
3.1 引言 22
3.2 高层建筑消防炮炮管的结构 22
3.3 气动灭火炮设计的条件和要求 24
3.4 气动灭火炮的炮口初速度 24
3.4.1气动灭火炮的内弹道 24
3.4.2内弹道的计算 25
3.4.3高层建筑消防炮射程计算 27
3.5 储气室壁厚与炮管壁厚的计算 29
3.6 本章小结 32
第4章 关键零部件计算 33
4.1 引言 33
4.2 炮耳强度的校核 33
4.3 卡爪强度计算 33
4.4 计算摩擦角确定活塞杆行程进而确定卡爪的形状与尺寸 34
4.5 锁紧装置的强度校核 35
4.6 本章小结 35
结论 36
续1 37
参考文献 39
致谢 41
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