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1、 浅谈泡沫比例混合器的产品设计南京消防器材股份有限公司 丁念红摘要：本文介绍了泡沫比例混合器的产品分类、产品特点和产品设计的计算模型，旨在提高同仁们的认识和设计水平。关键词：泡沫比例混合器、压力降泡沫比例混合器是将水和泡沫原液自动进行混合形成一定混合比的泡沫混合液供系统末端喷射设备喷射进行灭火的一类消防设备，在各类泡沫灭火系统中正日益广泛地进行应用。产品分类：泡沫比例混合器按应用工况分为负压式泡沫比例混合器和正压式泡沫比例混合器。负压式泡沫比例混合器，从结构上可分为环泵式泡沫比例混合器和管线式泡沫比例混合器。正压式泡沫比例混合器从结构上可分为贮罐式压力泡沫比例混合器、平衡式压力泡沫比例混合器等
2、。而在各类泡沫比例混合器中又可以按流量、提供的混合比数量（如某一比例混合器可提供0.4%、1%、3%、6%四种混合比）等进行划分。产品特点：根据泡沫比例混合器在应用系统中所处的功能位置，它必然会受到下述几个因素的影响：泡沫液种类（主要是粘度方面的影响），压力降（国家标准泡沫灭火系统及部件通用技术条件对负压式泡沫比例混合器压力降要求是小于等于35%，而压力式泡沫比例混合器一般厂家规定其数值小于等于15%，压力降的大小直接决定了系统输入动力的大小，决定了比例泡沫比例混合器驱动末端喷射设备的能力）。实践表明：负压式泡沫比例混合器比正压式泡沫比例混合器更易受到影响（即工作稳定性相对要差一些，而且负压式
3、泡沫比例混合器还要求末端喷射设备的压力、流量必须与之匹配，要求其本身的吸口与泡沫液面之间高度差必须小于一定的数值。任何一方面的不足均有可能导致灭火的失败。）。这使得正压式泡沫比例混合器在固定式泡沫灭火系统中几乎一统天下。但负压式泡沫比例混合器仍以其工程造价低，使用灵活等优势占一席之地。产品设计：泡沫比例混合器是一个古老而又年轻的设备。说其古老，因为自其问世之今已将近一个世纪，说其年轻，是因为好多设计者仍无法掌握其设计规律。以下是笔者在设计中找出的一些设计要点，仅供参考。正压式泡沫比例混合器：低倍数泡沫灭火系统设计规范中相关条文：第4.2.4条：当采用压力式泡沫比例混合器时，应符合下列规定：一、
4、 进口压力应为0.61.2MPa；二、 压力损失可按0.1MPa计算。第4.2.5当采用平衡压力式泡沫比例混合器时，应符合下列规定：一、 水的进口压力应为0.51.0MPa；二、 泡沫液的进口压力应大于水的进口压力，但其压差不应大于0.2MPa。对于压力损失，人们可以这样去理解它：压力损失中的一部分是流体的运动动能与势能相互转换过程中损耗掉了，另一部分可以认为是转换到泡沫液中去了。如将损耗掉的能量忽略（正压式泡沫比例混合器的进出口过渡较为平滑，且直径变化较小，可以做这样的忽略），可认为所有的能量均转移到泡沫液中。于是，（贮罐）压力式泡沫比例混合器的设计就变成了已知泡沫液流量（根据泡沫混合液的流
5、量及混合比进行确定），压力即0.1MPa，求泡沫液控制孔板的通流直径的问题，根据水力学的相关知识，这很简单。而平衡压力式泡沫比例混合器，可以这样认为压力取0.2MPa的同样的问题去解决。负压式泡沫比例混合器：负压式泡沫比例混合器是应用文丘里管原理，使压力水流经时在泡沫吸口处形成负压，进而泡沫液在大气压的作用下，进入比例混合器。文丘里管中形成的负压的数值的大小一开始很能确定（无设计基准），人们可以这样去想象，假设文丘里管中形成的负压为零，即泡沫液吸口处的压力为零（即绝对压力为大气压），由此可根据比例混合器的入口压力（即压力水的水压）计算比例混合器的入口的口径，出口口径一般取与入口口径相等或略大些
6、，譬如大1mm。进出口口径一旦确定，文丘里管中形成的负压即可确定（根据水力学上的伯努利能量方程）。与正压式泡沫比例混合器一样，仅不过是作用在泡沫液上的压力取文丘里管中形成的负压。问题到此似乎全已解决，但你会发现这样设计出来的负压式泡沫比例混合器的压力降太大了，居然高达60%，远超过了国家标准的规定。解决问题的办法是，合理地分配比例混合器的总流量，笔者试验发现，文丘里管通流流量取总流量的3/4，其它支路流流量取总流量的1/4时， 压力降能控制在一个较好的范围内。环泵式泡沫比例混合器：这里单独叙述环泵式泡沫比例混合器，是因为其特殊性。掌握其设计能够使我们对其它类型比例混合器的设计迎刃而解。它是应用文丘里管原理的“正压式”泡沫比例混合器。这里的泡沫液压力是经过环泵式泡沫比例混合器器后泡沫混合液的出口压力，“压力水”的水压可认为是零，这里的“压力水”指的是消防水泵的水源压力。计算可在综合正压式泡沫比例混合器和负压式泡沫比例混合器（这里的压力降越大越好，免得泡沫混合液冲进水源，对水源造成污染）的计算的基础上进行。