MFT70型推车式干粉灭火器设计.doc

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1、 毕业设计MFT70型推车式干粉灭火器设计环境与安全工程系李伟杰152062110学生姓名： 学号： 安全工程系 部： 专 业： 李耀宙 讲师指导教师： 二一九年六月 诚信声明本人郑重声明：本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： MFT70型推车式干粉灭火器设计 系部： 环境与安全工程系 专业： 安全工程 学号： 152062110 学生： 李伟杰 指导教师 （含职称）： 李耀宙（讲师） 1课题意义及目标本毕业设计内容为MFT70型推车式干粉灭火器设计，该灭火器采用推车式结构，该题

2、目涉及灭火器结构设计2、力学计算等，根据工程力学、压力容器安全1和灭火器相关资料进行设计。综合运用所学相关知识，并学会熟练使用工程制图软件AutoCAD，为学生在毕业后从事化工装备与消防设计工作打好基础。2主要内容（1）通过查找资料，查阅有关灭火器的国内外进展，写出开题报告（2）查找有关推车式灭火器相关资料，绘制技术路线图（3）确定灭火器尺寸，根据相关标准对灭火器3进行设计（4）力学计算和结构设计（5）干粉气流速度和喷管直径设计4（6）推车式灭火器整体设计，并结合工程应用（7）完成毕业论文和相关答辩要求3主要参考资料1 GB150- 2011, 钢制压力容器 S . 2 GB8109- 200

3、5, 推车式灭火器 S . 3 GB5099- 94, 钢质无缝气瓶 S . 4 喻昭平. MFT70型推车式干粉灭火器设计计算 J .4进度安排设计各阶段名称起止日期1通过查找资料，查阅有关灭火器的国内外进展，写出开题报告，绘制技术路线图2018年12月25日2019年1月17日2修改完善开题报告，进行开题答辩2019年3月5日2019年3月9日3确定干粉灭火器结构模型2019年3月12日2019年3月21日4力学计算和结构设计2019年3月22日2019年4月20日5干粉气流速度和喷管直径设计2019年4月21日2019年5月2日6推车式灭火器整体设计，并结合工程应用2019年5月3日20

4、19年6月1日7完成5000词的英文翻译及毕业设计答辩工作2019年6月2日2019年6月22日审核人： 年 月 日太原工业学院毕业设计MFT70型推车式干粉灭火器设计摘要：MFT70型推车式推车式干粉灭火器是一种推车贮气瓶式干粉灭火器，内装碳酸氢钠型干粉，可以在消防员不能及时到达火灾现场时快速、有效、准确的扑灭可燃气体、可燃液体、和带电设备的初起火灾，将火灾扑灭在摇篮之中，有效遏制火灾的形成。本次设计主要通过GB5842液化石油气钢瓶计算MFT70型推车式推车式干粉灭火器的壁厚，通过GB4399手提式二氧化碳灭火器计算灭火器喷粉管的直径，根据工程力学计算灭火器的强度和刚度、灭火器的重心等,最

5、后根据计算结果画出灭火器的CAD三视简图。MFT70型推车式推车式干粉灭火器对于扑灭可燃气体、可燃液体、和带电设备的初起火灾有良好效果。关键词：推车式；贮气瓶式；干粉灭火器Design of MFT70 pushcart type dry powder fire extinguisherAbstract:MFT70 the transportable trolley type dry powder fire extinguisher is a kind of dry powder fire extinguisher cart cartridge type,built in sodium bic

6、arbonate type dry powder,can be in the firefighters not arrived at the scene of the fire in time of rapid,effective and accurate of flammable gas and combustible liquid,and charged equipment at the beginning of fire,the fire is extinguished in the bud,effectively curb the formation of a fire.This de

7、sign mainly by calculating MFT70 GB5842 Liquefied petroleum gas cylinder wall thickness the transportable trolley type dry powder fire extinguishers, fire extinguisher by GB4399 Portable CO2 fire extinguisher calculation the diameter of the powder spraying pipe, according to the engineering mechanic

8、s calculate intensity and stiffness of fire extinguishers, fire extinguishers center of gravity, etc., according to the calculation result to draw fire extinguisher CAD three view diagram. MFT70 pushcart dry powder extinguisher has good effect on extinguishing the initial fire of combustible gas, fl

9、ammable liquid and electric equipment.Key words:The transportable;Cylinder type;Dry powder fire extinguisher目 录摘要I英文摘要II1 前言11.1 火灾产生及危害11.1.1 火灾的产生11.1.2 火灾的危害11.2 国内外灭火方法进展21.2.1 国内灭火方法进展21.2.2 国外灭火方法进展21.3 本设计的主要思路及要点31.3.1 主要思路31.3.2 设计要点31.3.3 技术路线图31.4 本章小结42 灭火器计算52.1 要求52.1.1 基本参数52.1.2 干粉和驱

10、动气体52.1.3 材料要求52.1.4 结构强度要求62.1.5 安全装置要求62.1.6 喷射软管及接头的要求62.1.7 其他要求72.2 灭火器粉桶部分壁厚计算72.2.1 桶体壁厚和封头直边部分壁厚计算82.2.2 封头曲面部分壁厚计算82.2.3 桶体计算总计82.3 灭火器贮气瓶部分壁厚计算82.3.1 公称容积的计算92.3.2 贮气瓶体最小壁厚计算92.3.3 贮气瓶体计算总计92.4 求干粉悬浮速度102.4.1 加数平均粒径102.4.2 求悬浮速度112.5 求临界风速112.6 喷粉管直径的核算132.7 本章小结133 推车计算153.1 推车强度计算153.1.1

11、 贮气瓶质量的计算153.1.2 粉桶总质量的计算153.1.3 推车强度计算153.2 推车刚度计算173.3 推车重心计算183.4 本章小结194 灭火器的制造及维护204.1 灭火器的制造加工204.1.1 粉桶的制造加工204.1.2 贮气瓶的制造加工204.2 灭火器的维护保养214.2.1 粉桶的维护保养214.2.2 贮气瓶的维护保养214.3灭火器的配置214.4 本章小结215 结论22参考文献23致谢24IV1 前言本次设计主要根据国家标准是对粉桶和贮气瓶的壁厚、喷粉管直径进行一些计算，初步得到画推车式干粉灭火器简图所需的数据，并在这些数据的基础上完成作图，达到本次设计的

12、目的。主要参考的资料有GB8109推车式灭火器、GB4399手提式二氧化碳灭火器、GB5099钢质无缝气瓶、GB5842液化石油气钢瓶、GB4351手提式灭火器、GB150固定式压力容器和工程力学。此外还参考了全国液化石油气钢瓶专业委员会.YSP118液化石油气钢瓶全国通用设计文件（2001年9月国家质检总局批准）。GB8109推车式干粉灭火器是对本次推车式干粉灭火器设计的整体要求，包括对粉桶、推车、贮气瓶的设计要求。GB5099钢质无缝气瓶主要是对贮气瓶设计的要求，包括对贮气瓶的材料、结构、制造、检验的要求。GB5842液化石油气钢瓶主要是对粉桶设计的要求，包括对粉桶的材料、结构、制造、检验

13、的要求。GB150固定式压力容器主要是用来选用设计推车所需的材料。工程力学中的知识对强度及刚度、重心的计算有极大帮助。本次设计作图工具为AutoCAD2010软件。设计的最后结果为推车式干粉灭火器的正视图、侧视图及俯视图。1.1 火灾产生及危害1.1.1 火灾的产生 火灾是不受人为控制的燃烧，有人为导致的和自然产生的火灾。人为导致的火灾有清明时的祭祀、扫墓等行为和因意外行为导致的燃烧等；自然产生的火灾主要是由于天干物燥、气温高等因素，还有因雷电导致的火灾。两种因素相互作用，导致火灾的发生更为容易。燃烧有三个必要条件，即可燃物、氧化剂和火源或高热物品，在可燃物和氧化剂存在的条件下，只要能达到闪点

14、就能出现明火。当燃烧发生时，如果在时间和空间上失去控制、可燃物和氧化剂大量存在，那么就会酿成火灾。火灾一旦形成，导致的后果无疑是十分严重的。如果能在火灾的初起阶段进行有效地扑救，不仅能阻止火灾的蔓延，还能最大程度的减少人员的伤亡、财产的损失。1.1.2 火灾的危害1.火灾造成的直接财产损失十分惨重，火灾一旦发生，在城市，可以导致大量的房屋损毁。在农田，会导致农作物歉收甚至绝收。在草原或森林，如果天公不作美，发生火灾的同时，伴随大风天气，将会导致大片的过火面积，给火灾扑救带来极大的扑救难度，无论火灾发生在哪里，都会造成惨重的直接财产损失；2.火灾造成的间接财产损失更为惨重，火灾造成的间接损失有些

15、是无法用数字来统计的，例如燃烧产生的浓烟对周围环境的污染、火灾发生导致的人员疏散而导致的经济损失等等；3.发生在城市的火灾可以造成惨重的人员伤亡,如2010年上海市胶州路的教师公寓发生特大火灾，事故导致58人死亡，而且我国每年因火灾而丧生的人数以数万计；4.发生在植被茂密地区的火灾会造成生态平衡的破坏，自然环境优越的地区可能几年时间就能恢复，但原本就生态环境就比较脆弱的干旱半干旱区、西南山地区、青藏高原地区等地在火灾过后可能需要数十年才能恢复原样，如1987年大兴安岭的特大森林火灾，过火面积有120多万公顷，其中林地占十分之七；5.火灾可以造成不良的社会政治影响，如2018年巴西博物馆失火，导

16、致该馆的三层建筑结构基本被烧毁，大约2000万件文物损失殆尽、2019年巴黎圣母院的失火造成的社会影响远甚于前者，作家雨果在其作品巴黎圣母院中将巴黎圣母院比喻为“石头的交响乐”，这些火灾无疑是全人类的损失。1.2 国内外灭火方法进展1.2.1 国内灭火方法进展我国自上世纪60年代开始研制干粉灭火剂，先后研制成功了碳酸氢钠干粉灭火剂、改性钠盐干粉灭火剂、氨基干粉灭火剂、氨基干粉灭火剂、磷酸铵盐干粉灭火剂和各种应用这些灭火剂的干粉灭火剂。在干粉灭火剂的研发和应用上，我国与发达国家差距不大。1.2.2 国外灭火方法进展1816年，英国船长、诺福克郡人曼比发明了第一个真正的专用灭火器，该灭火器为一个装

17、有1升多水并充有压缩空气的圆桶；19世纪中叶，法国医生加利埃发明了手提式化学灭火器。它将碳酸氢钠和水混合放在筒里，另用一玻璃瓶盛着硫酸装在桶内。使用时，由撞针击破瓶子，使化学物质混合，产生二氧化碳，把水压出桶外。1905年，俄国的劳伦特教授在圣彼得堡发明一种泡沫灭火器，把碳酸氢钠溶液和硫酸铝混合并加入稳定剂，喷出后生成含有二氧化碳的泡沫，浮在燃烧的油、漆或汽油上，能有效地隔绝氧气，窒息火焰。1909年，纽约的戴维森取得一项专利，利用二氧化碳从灭火器内压出四氯化碳，这种液体会立即变成不可燃的较重气体以闷熄火焰。 1928年，贮气瓶式干粉灭火器被开发出来。 1943年，美国推出碳酸氢钠干粉灭火器。

18、 1961年，美国开发了“多功能干粉”，即ABC干粉。1967年，欧洲开发了氨基干粉，它的灭火效能远高于普通灭火剂。1.3 本设计的主要思路及要点1.3.1 主要思路MFT70型推车式干粉灭火器是充装碳酸氢钠型干粉70千克的推车贮气瓶式干粉灭火器11。确定灭火器的尺寸，根据相关标准对灭火器进行设计2；粉桶的充装量为七十千克，需要设计气瓶的充装量、对气瓶和粉桶的壁厚进行计算对干粉气流速度和喷管直径的设计，以满足消灭液体火灾、气体火灾和带电火灾等初起火灾的要求3、4；设计推车的外形，计算出推车承载物的重心13，使其具有良好的机动性、灭火时良好的开启机构和良好的稳固性5。1.3.2 设计要点MFT7

19、0型推车式干粉灭火器的干粉充装量为70千克、有效喷射时间大于等于30秒、有效喷射距离大于等于8米、喷射滞后时间小于等于10秒、间歇喷射滞后时间小于等于5秒、喷射剩余率小于等于10%、车轮直径大于等于350毫米、灭火级别为43A90B。当从竖直的位置倾斜10时，应能靠自重返回其位置11。1.3.3 技术路线图计算粉桶和贮气瓶的壁厚计算粉桶壁厚，选择合适的钢瓶计算贮气瓶壁厚，选择合适的钢瓶计算喷粉管直径求干粉悬浮速度求临界风速喷粉管直径核算推车计算推车强度计算推车重心计算推车刚度计算1.4 本章小结本章介绍了本次设计的意义及目标，主要包括火灾的产生及危害，说明了设计研发灭火器是社会的需要；国内外灭

20、火方法进展，介绍了国内外在灭火方面的不懈努力及进展；本次设计的主要思路及要点，为下一章的计算做铺垫。2 灭火器计算2.1 要求本次设计主要依据中华人民共和国公共安全行业标准GA 77.394推车式干粉灭火器。根据该标准查得，MFT70型推车式干粉灭火器是一种推车贮气瓶式干粉灭火器，充装BC干粉，即碳酸氢钠型干粉，可以扑灭液体火灾、气体火灾和带电火灾等初起火灾。设计的灭火器要满足标准的要求，具备良好的灭火能力，同时还要保证灭火器良好的储存性能，保证其具有良好的安全性。2.1.1 基本参数MFT70型推车式干粉灭火器的基本参数为充装干粉70千克；有效喷射时间30s、有效喷射距离8m；喷射滞后时间1

21、0s；间歇喷射滞后时间5s；喷射剩余率10%；车轮直径350mm；灭火级别为90B43A11。2.1.2 干粉和驱动气体（1）MFT70型推车式干粉灭火器充装的干粉，其质量应符合相应干粉灭火剂标准的规定，即碳酸氢钠干粉的纯度在95%以上；（2）在本次设计中，驱动气体采用二氧化碳。二氧化碳的充装系数为0.67kg/L。故选用盛装二氧化碳的钢瓶的公称工作压力为15Mpa，充装系数为0.60Kg/L。82.1.3 材料要求（1）MFT70型推车式干粉灭火器桶体的材料应符合GB5842液化石油气钢瓶的规定。灭火器桶体的材料要具有良好的冲压性能和焊接性能，碳含量小于等于0.0018、硅含量小于等于0.0

22、010、锰含量在0.0070至0.0150之间、硫含量小于等于0.00020、磷含量小于等于0.00025、硫和磷的总含量不得大于0.00040，且材料的屈服强度和抗拉强度的比值小于等于0.80。7（2）MFT70型推车式干粉灭火器贮气瓶的材料应符合GB4399手提式二氧化碳灭火器的规定。即灭火器应采用合金钢和优质碳素钢材料制造，在本次设计中，瓶体的材料选用30CrMo钢，属于合金钢，其碳含量小于等于0.0049、磷含量小于等于0.00040、硫含量小于等于0.00045、铜含量小于等于0.0020、铬含量在0.0080至0.0011之间、钼含量在0.0015至0.0025之间；瓶体还要具有良

23、好的抗冲击性能。9（3）MFT70型推车式干粉灭火器的橡胶和塑材件应符合GB8109推车式灭火器的要求。即推车式灭火器上所使用的塑料件应具有足够的强度及稳定性，保证灭火器的长期储存及在使用时能不出问题；定型后的塑料件应保证在材料、结构和生产方法上的相同性，塑料件还应进行必要的老化试验，以保证灭火器在长期的存放后还能顺畅地使用。62.1.4 结构强度要求（1）MFT70型推车式干粉灭火器的筒体设计应符合GB5842液化石油气钢瓶的规定。钢瓶封头形状的要求为椭圆形，计算时要求采用的强度标准为屈服强度Rel。公称容积大于40L的瓶体，要求封头和筒体采用缩口插入式装配。7（2）MFT70型推车式干粉灭

24、火器贮气瓶的设计应符合GB5099钢质无缝气瓶的规定。受压部位的壁厚设计取用该材料热处理后的e保证值，采用正火处理的钢瓶，热处理后的e应小于等于5.2Mpa。计算贮气瓶体壁厚应采用水压试验压力Ph，钢瓶的水压试验压力Ph为公称工作压力的1.5倍。设计计算所选用材料的屈服应力值，对于正火或正火后回火处理的，不得大于最小抗拉强度的75%，对于淬火后回火处理的，不得大于最小抗拉强度的85%；8（3）MFT70型推车式干粉灭火器其他结构强度应符合GB8109推车式灭火器的规定。工作压力大于2.5Mpa的高压的推车式干粉灭火器用瓶体和贮气瓶，采用钢质材料制造的瓶体，其设计、材料、制造、试验等应符合GB5

25、099钢质无缝气瓶的要求。高压的推车式干粉灭火器应设有超压保护装置，应选用合适尺寸的超压保护装置并安装到位，超压保护装置的动作压力不应大于水压试验压力，但也不应小于最大工作压力。推车式干粉灭火器的虹吸管因为要安装在粉桶内部，所以要选用与碳酸氢钠干粉相容的材料制造。推车式干粉灭火器应配备长度不小于四米的喷射软管。推车式二氧化碳灭火器应在喷射软管的末端配有喷筒，且喷射软管与喷筒的连接应可靠，并在零下二十度至五十五度之间能满足使用的要求，并且该连接结构不应对喷射软管产生损坏。62.1.5 安全装置要求MFT70型推车式干粉灭火器的安全保护装置，要符合GB8109推车式灭火器的规定。推车式干粉灭火器的

26、操作机构应设有保险装置，以防止误操作，并且该装置的解脱动作应不同于操作机构的开启动作，解脱力不小于20N，但不应大于100N，且该保险装置还能指示推车式干粉灭火器是否被开启过。62.1.6 喷射软管及接头的要求MFT70型推车式干粉灭火器的喷射软管及接头应符合GB8109推车式灭火器的规定。即推车式灭火器应配备耐压、绝缘的钢丝编制胶管制成的不小于四米的喷射软管10。推车式二氧化碳灭火器应在喷射软管的末端配有喷筒，且喷射软管与喷筒的连接应可靠，并在零下二十度至五十五度之间能满足使用的要求，并且该连接结构不应对喷射软管产生损坏。推车式二氧化碳灭火器的喷筒与喷射软管连接处应配有一个能耐零下五十度低温

27、、电绝缘、绝热且防静电的手柄，以保护操作者在使用期间不遭受伤害。推车式二氧化碳灭火器的喷筒应有足够的强度。鉴于本次设计贮气瓶内充装的是二氧化碳气体，所以应该配备喷筒和防护手柄以保护操作者。喷射软管在捆扎时应采用“S”型折叠式捆扎，相较于早先的“O”型缠绕式捆扎，喷射软管可以自然平顺地展开，无绞缠现象发生，而采用早先的“O”型缠绕式捆扎方式捆扎的喷射软管，喷射软管发生绞缠现象，如果不另外花时间将其捋顺，在绞缠状态下使用，容易发生软管堵塞、爆裂等现象6。2.1.7 其他要求1.灭火器的喷射枪及其固定装置应符合GB8109推车式灭火器的规定，即在紧急使用时，喷射软管能被快速、简便、平整地被展开；2.

28、灭火器的喷射枪应设有可间歇喷射的装置；3.灭火器应设置喷射软管的固定装置，且应保证喷射软管装夹牢固、取用方便；4.应设有显示灭火器内部压力的装置，该装置应符合GB8109推车式灭火器的规定；5.本次设计的推车式干粉灭火器的使用温度范围为零下二十摄氏度到五十五摄氏度。62.2 灭火器粉桶部分壁厚计算 根据GB58422006液化石油气钢瓶5.2常用钢瓶型号和参数(如表2.1常用钢瓶型号及参数)，本次MFT70型推车式干粉灭火器设计采用YSP118型钢瓶，该型钢瓶内直径Di=400mm，公称容积118L，下屈服强度Rel=295Mpa,水压试验压力Ph=3.2Mpa，椭圆形封头形状系数K=1.0。

29、7表2.1 常用钢瓶型号及参数型号参数钢瓶内直径/mm公称容积/L最大充装量/kg封头形状系数YSP118-40011849.5K=1.02.2.1 桶体壁厚和封头直边部分壁厚计算桶体壁厚和封头直边部分壁厚S1计算公式如下: (式2.1) 式中：Ph为水压试验压力； Di为钢瓶内直径； Rel为下屈服强度； 为为焊缝系数，取=0.9。将各项数据代入(式2.1)中，得S1=3.2MPa400mm/(2295MPa0.9/1.3-3.2Mpa)=3.16mm。2.2.2 封头曲面部分壁厚计算封头曲面部分壁厚S2计算公式如下： (式2.2) 式中：K为椭圆形封头形状系数。将各项数据代入(式2.2)中

30、，得S2=3.2MPa400mm1.0/(2295Mpa/1.3-3.2MPa)=2.84mm。2.2.3 桶体计算总计综上，根据GB58422006液化石油气钢瓶规定，以上两式的计算结果大于2mm，所以不需要进行第二步的计算，取以上两式的最大值，并且向上圆整后，保留一位小数，由于桶体和封头名义壁厚相等，灭火器桶体设计壁厚取3.2mm。2.3 灭火器贮气瓶部分壁厚计算根据GB50991994钢质无缝气瓶表2常用充装气体公称工作压力及充装系数（如表2.2常用瓶装气体公称工作压力及充装系数），本次贮气瓶设计的公称工作压力为15Mpa,充装系数为0.60Kg/L。表2.2 常用瓶装气体公称工作压力及

31、充装系数气体类别气体名称化学式公称工作压力/MPa充装系数kg/L高压液化气体二氧化碳CO220150.740.602.3.1 公称容积的计算本次设计选择充装二氧化碳气体四千克，二氧化碳气体的纯度为95%，充装系数为0.60Kg/L，可计算得公称容积为： V=4kg/0.95/0.6kg/l=7.0L。根据GB50991994钢质无缝气瓶表1钢瓶的公称容积和外径可知（如表2.3钢瓶的公称容积和外径），公称容积为7L的钢瓶外径D0在140-152mm之间，本次设计选用140mm。表2.3 钢瓶的公称容积和外径类别公称容积/L水容积允许偏差外径/D0/mm允许偏差/%小容积7.0+10-0120,

32、140+1.25-2.002.3.2 贮气瓶体最小壁厚计算 贮气瓶体最小壁厚S计算公式如下： (式2.3) 式中：Ph为水压试验压力，Ph=1.5公称工作压力； D0为贮气瓶外径； F为设计应力系数，在本次设计中钢瓶为淬火后回火热处理，F值取0.77； e为瓶体材料热处理后的屈服应力保证值，在本次设计中，瓶体材料选用30CrMo钢，屈服应力785Mpa。计算可得:S=1.515MPa140mm/(20.77785MP+2.25Mpa)=2.57mm。 贮气瓶体最小壁厚S需满足如下公式： (式2.4)计算可得：S=140/250+1=1.56mm。2.3.3 贮气瓶体计算总计综上，将各项数据代入

33、(式2.3)、(式2.4)中，取以上两式的最大值，并且向上圆整后，保留一位小数，得贮气瓶体最小壁厚S为2.6mm。本次贮气瓶的底座设计采用H型底，根据GB50991994钢质无缝气瓶的要求，（如图2.1 H型底） r0.075D0=10.5; H/D00.40，H56； S1S=2.6； S2S=2.6。图2.1 H型底2.4 求干粉悬浮速度2.4.1 加数平均粒径根据MFT70型推车式干粉灭火器的设计计算喻昭平的计算，加数平均粒径（如下表2.4干粉灭火剂标准筛分析结果）,12 (式2.5) da=（60.044+35.90.057+10.50.079+7.30.112+0.30.157）/（

34、100-40）。表2.4 干粉灭火剂标准筛分析结果筛号（网目）克%筛分物料粒径/mm701001402002703250.153.655.2517.9530.37.310.535.960.1570.1120.0790.0570.044底盘总计2050401002.4.2 求悬浮速度 悬浮速度是指能使干粉在喷粉管中顺气流移动的最小风速，在接下来的计算中，就是对该风速的计算。根据MFT70型推车式干粉灭火器的设计计算喻昭平的计算，悬浮速度12 (式2.6) 式中:为干粉加数平均粒径; 为干粉密实重度； 为二氧化碳气体重度；为二氧化碳气体的动力粘性系数。采用修正系数，得 (式2.7)其中、，当、t=

35、20摄氏度时，Vg=6.67410-5m30.1744(12262.5N/m2-173.928N/m3)2/(151Ns/m2173.928 N/m3)1/3/2.421/2 。 2.5 求临界风速临界风速就是干粉灭火器的最佳风速，即干粉从喷粉管喷出时的最佳风速，在接下来的计算中，就是对该风速的计算。根据MFT70型推车式干粉灭火器的设计计算喻昭平的计算，临界风速12： (式2.8) 式中：为二氧化碳的沿程阻力系数； ，得； 为干粉的沿程阻力系数； 为悬浮速度； 为重量浓度；为喷粉管直径，设为0.028mm。 (式2.9)将式2.8进行简化得： (式2.10)令： (式2.11) (式2.12

36、)计算得：B=20.05650.0004247m/s/(9.81m/s20.02817.5)， (式2.13)计算得：C=2(3.5561710-6)20.00042472， (式2.14)计算得：D0=9.951410-6/(23.5561710-6)，将(式2.11)、(式2.12)、(式2.13)代入(式2.10)得： (式2.15)令 (式2.16) (式2.17)当时，求得，则有： (式2.18)计算得出：Vk=(1.000012-1)/(23.5561610-6) 。2.6 喷粉管直径的核算 在前面的计算中，假设喷粉管直径D为28mm，在接下来的计算中，就是对该数值的核算。在实际的

37、喷粉过程中，速度比大很多，以如下公式进行计算12： (式2.19) 式中：n为可靠性系数，本次计算中，。计算得：Va=32.812m/s，核算喷粉管直径的公式如下： (式2.20) 式中：为干粉的质量流量，；为重量浓度；为二氧化碳气体重度，。计算得：D=41.575kg/s/(3.1417.5kg/s17.729kg/m38.4436m/s)1/2。则前面喷粉管直径的假设没有问题。2.7 本章小结 在本章节中，以计算为主，第一小节是对本次设计的要求，包括MFT70型推车式干粉灭火器的基本参数、干粉、驱动气体、材料、结构强度、安全装置、喷射软管及接头、以及其他的要求；第二小节是对MFT70型推车

38、式干粉灭火器粉桶部分的壁厚、封头计算，计算得出粉桶壁厚3.2mm，采用YSP118-型钢瓶；第三小节是对MFT70型推车式干粉灭火器贮气瓶的壁厚计算，计算得出贮气瓶壁厚2.6mm,采用公称容积为7L的钢瓶；第四、第五、第六小节都是为了对MFT70型推车式干粉灭火器喷粉管的直径进行计算，计算得出喷粉管直径为28mm。3 推车计算3.1 推车强度计算在进行推车的强度计算前，首先应该计算出推车承载的粉桶及贮气瓶的质量。3.1.1 贮气瓶质量的计算在计算贮气瓶的质量前，需要先知道它的体积。在本次计算中，贮气瓶中盛装二氧化碳四千克，选用贮气瓶的公称容积为7L，贮气瓶的外直径为140mm，贮气瓶的壁厚为2

39、.6mm，本次设计中贮气瓶体选用的材料为合金结构钢，合金结构钢的密度为7.85kg/dm3。贮气瓶的高度： (式3.1) 式中：为贮气瓶体内径。计算得：h=7dm/3.14(0.7dm-0.013dm)2h=4.72dm。贮气瓶体质量： (式3.2) 式中：为贮气瓶体外径。计算得：m=3.141.402dm2-(1.40dm-0.026dm)24.72dm7.85kg/dm3m=8.29kg，约9kg。贮气瓶总质量为9+4=13kg。3.1.2 粉桶总质量的计算 查资料得，YSP118型液化石油气钢瓶质量为45.5kg，本次设计粉桶充装干粉70kg,所以粉桶总质量为115.5kg，约为116k

40、g。3.1.3 推车强度计算 推车的强度计算主要是对推车底部横杆的强度计算13。由于贮气瓶总质量远远小于粉桶总质量，在本次计算中，可以忽略不计，所以本次计算以对粉桶的计算为主。 如图3.1 推车底部图所示，推车底部为461mm461mm的方框，粉桶与贮气瓶下有一根钢管承受重力，粉桶直径400mm，贮气瓶直径140mm。图3.1 推车底部图建立x-y坐标轴，粉桶重心C距离A点283mm,钢管AB长652mm,如图2.3 强度计算简图。 y x=283mm F C B A x FRA L=652mm FRB 图3.2 强度计算简图（1） 如图3.2 强度计算简图可得，；（2） 以梁的左端点A为坐标原点，建立坐标系Axy；（3） 求剪力和弯矩（图3.3 剪力和弯矩图）先沿C点取横截面， A Fs(x) M(x)FRA C 图3.3 剪力和弯矩图得：