水炮

组成部分

供水系统

主要由水源、消防水泵、高位水箱或气压稳压装置、水泵接合器和管路组成，其目的在于能给装置提供快速的、充足的水源。

执行系统

由灭火装置、电源装置、火灾自动报警装置等中间执行装置组成，即当发生火情时，执行灭火及报警动作的相关组件。

控制系统

由联动控制柜及区域控制箱、系统电源控制器、计算机火灾（视频）监控系统组成。其目的在于对供水系统和执行系统进行控制，可灵活的实现手动、自动以及现场、消防中心的各种操作。有效完成从发现火灾直至扑灭火灾等一系列动作。并能使自动跟踪定位射流灭火系统通过输入模块和输入输出模块直接与火灾自动报警中心连接，保证火灾报警系统的整体性。

用途

防暴

一、现代警用脉冲防暴水炮。从上世纪90年代以来，，各国安全部队打击恐怖主义活动，制止暴乱，维护和平，保证国家安全和社会稳定的任务越来越艰巨，在任务的催使下，非致命武器 得到了飞速的发展。现代警用脉冲防暴水炮是作为处置群体性骚乱事件的大型非致命武器装备，在实战中发挥了重要作用。

二、车载式防暴水炮利用压缩空气为动力，在极短的时间内由排气阀排出，推动身管中的刺激剂液体以较高的速度喷出，空气与液体分子摩擦碰撞产生粒度大约为2～200微米的雾化颗粒，从空中落到地面约用时3～5秒，在目标区域会形成一个刺激剂雾团。

消防

一、自动跟踪定位射流灭火水炮。当前，针对大空间早期灭火的自动跟踪定位射流灭火水炮成为业界关心的热点，自动跟踪定位射流灭火水炮技术发展迅速。随着社会的进步，经济、技术和材料快速发展，建筑物净空高度越来越高、建筑跨度越来越大，为了适应不断长高、长宽的大空间灭火需要，自动跟踪定位射流灭火水炮获得长足的发展。

自动消防水炮是一种以水作介质，远距离扑灭火灾的灭火设备。这种设备的炮适用于石油化工企业、储罐区、飞机库、仓库、港口码头等场所，更是消防车理想的车载自动消防水炮。

自动消防水炮的工作原理是通过前端探测系统采集现场红外图像，中央控制器采用图像处理的手段对发生在控制区域内的火灾进行侦测和定位，这样的设计便于自动消防水炮打开相应的联动设备并控制水炮进入喷水灭火操作。自动消防水炮的炮由底座、进水管、回转体、集水管、射流调节环、手把和锁紧机构等组成，炮身可作水平回转和仰俯回转，并可实现定位。

自动消防水炮的使用压力范围广，射程远并可实施直流至

自动消防水炮的炮应在使用压力范围内使用。应经常检查炮的完好性和操作灵活性，发现紧固件松动，应及时修理，使炮一直处于良好的使用状态。射水操作时，松开锁紧螺钉，调整好炮的喷射方向和角度，然后提高至所使用的压力。转动射流调节环即可实现水的支流变换为开花，或将开花变换为直流。每次使用后，应喷射一段时间的清水，然后将炮内水放净。

二、消防水炮是消防作战中常用的主要装备之一，可用于灭火、冷却、隔热和排烟等消防作业。当前消防作战中使用的常规水炮体积大、后座力大、不便于移动，导致对火灾的反应能力较差。消防水炮还包括便携式可折叠移动消防水炮、自动扫描射水高空水炮、固体消防水炮。

三、遥控消防水炮是一种带有机械驱动机构，允许消防人员通过电子仪器进行远距离遥控的消防设备。它能够根据消防需要对消防水喷射的方向进行调整，也可以改变消防水喷射的样式。作为一种遥控消防设备，消防水炮应用场所广泛。它可以安装在消防车辆上用于大型火灾的扑灭。其优点是允许消防人员进行远距离遥控消防作业，降低了危险的火灾现场对他们的安全威胁。也可以安装于港口、码头、油库等场所，与火灾探测设备联动，达到快速灭火的目的。同时近些年不断增多的大型空间建筑也为遥控水炮提供了用武之地。本文首先综述了消防水炮的发展情况，在此基础上确定了遥控消防水炮的基本参数；针对遥控消防水炮的功能要求，确定遥控消防水炮的本体结构方案，并对各功能部分如雾化机构、变流机构、定位机构、驱动机构进行设计；对各运动机构的运动受力展开分析、计算；在受力分析计算基础上，计算各运动机构所需要的驱动力矩，根据力矩的计算结果选择合适的变速装置；综合考虑遥控消防水炮的控制要求，设计了遥控水炮控制电路，确定了水炮的控制结构为上位机-下位机式，两者之间的通讯采用无线方式；对硬件电路的各部分(按键电路、无线发射/接收电路、电机控制电路)进行设计，在硬件基础上开发了遥控消防水炮的控制软件。

四、泡沫式自动消防水泡系统的工作原理是通过压力式泡沫比例混合装置使泡沫灭火剂与水按一定比例混合，通过泡沫产生（喷射、喷洒）装置，产生一种可漂浮，粘附在可燃、易燃液体或固体表面，或者堆积充满某一着火物质空间的空气泡沫，起到隔绝、冷却、窒息的作用，使燃烧物质熄灭。

泡沫式自动消防水泡灭火系统按其使用方式可分为固定式、半固定式和移动式；按泡沫喷射方式有液上喷射、液下喷射和喷淋方式之分，当然自动式也是必不可少的；泡沫式自动消防水泡按泡沫发泡倍数有低倍、中倍和高倍之分。泡沫式自动消防水泡灭火系统是目前扑救石油、化工企业、油库、地下车库场所B类大面积液体火灾最有效的灭火系统。完整的泡沫灭火系统由消防泵、泡沫液储罐、比例混合器、泡沫产生装置、阀门及管道、电气控制装置组成。

消防水炮喷嘴喷射性能影响因素分析

喷嘴的功能及性能指标

喷嘴是消防水炮和消防水枪产生射流的核心部件，灭火剂通过喷嘴时，将灭火剂的静压能转化为动能，约束

除此之外，喷水强度是决定灭火效率的一个重要因素。对于某一火灾场景，存在着临界喷水强度。当喷水强度低于此值时，火灾不能得到有效控制。我国的“GB50084-2001 自动喷水灭火系统设计规范”对于不同火灾危险等级所需的喷水强度也给出一个最小值，例如：对于中危险等级Ⅱ级，其喷水强度不应小于

喷嘴出口直径对喷射性能的影响

消防水炮喷嘴出口直径对喷嘴的喷射性能有很大的影响。如图1 所示为目前应用最广泛的喷嘴，其出口处结

根据连续性方程

(1)

(2)

式中，

2 消防水炮喷嘴导流板对喷射性能的影响

消防水炮喷嘴导流板在喷嘴的整体结构中有两大功能：① 作为载体为喷芯提供支撑；② 引导水流，使其速度

3 喷芯结构形式对喷射性能的影响

喷芯与喷嘴体、喷嘴外套共同组成了喷嘴的流道。在整个水炮的内流场中，速度最高、压力最低的位置就出

进口流场速度分布情况对出口射流状态的影响直接表现为出口速度和敛角度周向分布不均匀。这会导致本应锥形收敛的射流无法收敛于理论汇聚点，造成射流截面畸形甚至于理论汇聚中心便出现小股射流分叉(如图5)，射流形态恶化，导致射程减小，落水点不集中。(a) 完美射流 (b) 带缺陷的射流

5 喉管通径及收敛角度对喷射性能的影响

喉管直径

6 喷嘴内润湿表面粗糙度对喷射性能的影响

水在喷嘴内部流道中高速流动，流动处于完全水力粗糙状态，沿程阻力系数可由莫迪图或尼古拉斯粗糙管式求得，即

式中，

由式(3)可得壁面摩擦力的大小与相对粗糙度正相关。该摩擦力的存在不仅仅导致了压力损失，而且加剧了水流的湍动程度，会造成射流不集中，边界层易剥离分叉，影响射流性能。因此，应尽可能提高喷嘴内润湿表面的加工精度，把壁面摩擦系数降到最低。