基于纯水液压传动的单相细水雾灭火实验系统

　　“液压传动”或“液压与气压传动”是多数高校机械大类平台专业基础课中比较重要的一门课程。由于该课程具有鲜明的工程应用性及实践性等突出特点,所以实验教学环节的设计对学生学好这门课程非常重要。目前,我校的“液压传动实验”课的主要内容基本上是沿袭多年以来的实验教学模式,实验过程主要是教师边操作、边讲解,十几个学生围在周围边观看、边记录数据,基本上没有学生亲自动手实验的环节。显然这种实验教学方式已经不能满足当前的教学要求,也不能满足学生对知识的理解和掌握。如果能在普通本科实验教学中充分吸收相关学科领域的最新科研成果,把它转化为适合教学的实验内容,并通过实验内容的合理设计,适当增加学生的参与环节,无疑会有效提高实验教学的效果,对培养高能力、高素质的人才必将起到积极的推动作用。

　　“纯水液压传动”与“细水雾灭火”技术是液压传动学科中2项最新的科研成果,将两者有机结合,并通过合理设计使之成为一个相对完整的教学实验系统,并充实到液压传动实验课中,使学生在完成实验课程的过程中不但加深了对相关基础知识的理解,又可以切身感受专业知识的最新发展成果及其应用情况。

　　本实验系统设计成为以探究为主的模块式、开放式,以利于学生灵活操作。学生可以针对本系统中的某一部分提出自己的改进设计方法,并在实验系统平台上进行验证。这样学生在实验的过程中不但开阔了视野,同时也提高了动手能力。

　　1　纯水液压传动与高压单相细水雾灭火技术

　　纯水液压传动技术是流体传动与控制学科的前沿研究方向[1-2]。纯水液压传动具有环保、节能减排、清洁卫生、阻燃、与产品相容性好等特点,具有十分广泛的应用前景,在国外某些技术发达国家已经进入市场化和实用化阶段,近些年来我国很多高校和研究机构也相继展开相关研究。纯水液压传动的基本原理及主要液压元件的结构原理与相应的油压传动基本相同,但在元件和系统的设计上需要解决诸如腐蚀、磨损、泄漏、气蚀等难题,因此元件的结构、材料、加工工艺等与油压元件存在很大不同。

　　细水雾灭火技术是消防领域近年来颇受瞩目的一项绿色消防技术,是纯水液压传动的重要应用方向,具有绿色环保、用水量少、灭火效率高、对人员及被保护场所的二次损害少,可以抑制和消灭A、B、C类火和电气火等特点,是替代对大气臭氧层有破坏作用的氯代烷灭火系统的最佳选择[3-5],其核心元件是对水流产生破碎雾化作用的喷嘴。根据雾化机理不同,喷嘴有不同的结构形式,相应的细水雾灭火系统组成上也有差别。目前用的较多的是单相细水雾灭火和气液双相细水雾灭火方法。前者是将水在一定压力下通过喷嘴的离心作用雾化,后者是通过将压缩气体如氮气和水分别沿独立的管道引至喷嘴处,使两种流体在喷嘴处相互作用而将水雾化。相比而言,单相细水雾灭火系统组成简单,安装布置方便,持续灭火时间长,因此被越来越多地用于图书馆和档案馆、船舶、潜艇、飞机、计算机房、配电室等重要场所的消防[6-8]。纯水液压技术为单相细水雾灭火技术提供了技术基础。