附：本次申请指定课题题目

课题1、高压射流轨迹及喷头研究

目前消防水炮有效射高普遍为25～35m，并且水流量较大，为几十升每秒。如果要增加有效射高，还需要增加水炮流量和压力，目前有消防水炮流量为500L/s，最大射高能达86m。若为满足射高而大幅度增加水炮流量，将造成大量水资源损失。并且大流量消防水炮因场地、供水、运输等条件的限制不能被普遍使用，只能应用在特殊环境条件下。现需要开展高压射流轨迹及喷头的研究。通过理论计算和数值模拟，对比不同喷头结构的射流轨迹，分析供水压力、供水流量对喷头射高的影响，得到最大射高下的最优喷头结构。

研究的基本要求：

基于重力、空气阻力、湍流等理论，通过优化喷头结构（孔径、变径锥角等），求解喷头的射流轨迹，获取最大射高。基本技术参数如下：

工作压力：12 MPa；

供水流量：130 L/min；

喷射角度：75°。

研究的主要内容：

1. 基于数值模拟，对射流轨迹进行模拟分析，对比不同喷头结构的模拟结果，获得特定技术参数条件下，喷头的最大射高；
2. 基于射流理论，综合射流的影响因素，研究射流特性，形成一套射流轨迹（射高、射程）的计算方法；
3. 基于上述计算方法，在确定喷头结构的条件下，计算射高为60m，所需的供水压力以及供水流量（流量不超过5L/s），并进行模拟及试验验证。

研究目标：

1. 获取特定技术要求下的喷流轨迹参数；
2. 形成一套射流轨迹的计算方法，能为设计提供理论支撑。

研究的成果输出：

1. 喷头结构设计；
2. 特定技术条件下，喷头射高的理论、模拟计算过程及结果，形成计算报告；
3. 一套射流轨迹的计算方法，形成理论计算公式；
4. 计算方法的实例计算过程及验证结果，形成计算报告。

课题2、二氧化碳压缩气体泡沫灭火机理及性能研究

现有常规泡沫系统灭火效率低、耗水量大，而CAFS压缩空气泡沫灭火系统虽然高效节水，但是根据GB50151-2021《泡沫灭火系统技术标准》的规定，不适用于扑灭沸点低于45℃、碳5及以下组分摩尔百分数占比不低于30%的低沸点液体。

二氧化碳气体灭火系统以隔氧窒息和冷却降温为主要灭火机理，作为唯一同时具有全淹没和局部应用效果的气体灭火剂剂，若将二氧化碳压缩气体用于泡沫发泡，将会是一种同时融合CAFS泡沫灭火优点和二氧化碳气体灭火优点的新型灭火技术，突破了采用泡沫扑灭低沸点液体火灾的应用限制。

因此现需要开展二氧化碳泡沫灭火效率及析液机理的实验研究，通过理论与实践相结合的方式探究二氧化碳作为发泡气体对发泡后泡沫灭火剂灭火效果进行分析研究，并对二氧化碳泡沫的析液机理及延长添加剂进行研究。

研究的基本要求：

以3%AFFF水成膜泡沫原液为研究对象，研究分析基于二氧化碳的压缩气体泡沫的灭火机理、灭火能力和析液时间提升技术。

研究的主要内容：

1. 采用二氧化碳压缩气体与3%AFFF水成膜泡沫原液经比例混合后产生压缩气体泡沫，研究分析该泡沫作用于B类火灾时的灭火机理。
2. 研究二氧化碳压缩气体泡沫的微观形态、气体膨胀过程及析液机理，研究一种延长泡沫析液时间不低于4min的提升技术。
3. 灭火性能对比测试：以车用柴油为燃料，基于典型火灾试验模型，分别采用二氧化碳泡沫、压缩空气泡沫和吸气式泡沫进行对比灭火测试。

研究目标：

1. 研究二氧化碳压缩气体泡沫的灭火机理及析液过程，研究一种能延长析液时间且不影响灭火性能的提升技术。
2. 研究二氧化碳压缩气体泡沫的灭火能力。

研究的成果输出：

1. 形成二氧化碳压缩气体泡沫灭火剂灭火机理及析液过程的研究报告；
2. 二氧化碳压缩气体泡沫析液时间提升技术；
3. 灭火能力对比实验研究报告。

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