在城市不断发展的过程中,消防灭火变得越来越重要。传统的哈龙系统对大气层有着非常严重的危害,而且会对人体造成一定的损伤,因此,寻找一种高效、无环境污染的灭火系统十分重要。细水雾枪灭火系统具有无环境污染、水渍损失小、灭火迅速高效、价格低廉等优点,是替代哈龙灭火系统的首选,因此,本文对细水雾枪灭火系统进行总体方案设计,并对其主要零件喷头进行仿真,具体工作如下:(1)对细水雾枪灭火系统的分类及其国内外发展情况进行简要介绍,分析细水雾的灭火机理,根据两相流喷射雾化的原理,设计背负式灭火系统的总体方案;(2)从系统的总体方案入手,基于人机工程学对背负式灭火系统的主要部件进行设计与分析,并进行三维建模;(3)阐述了射流的定义,对射流流体的基本结构、特性及基本理论进行分析研究,并得出射流结构、动力学特性等参数计算式;(4)对各种喷头做简要介绍,根据流体力学对射流中常用的圆锥形喷头进行射流分析,同时对薄壁形和圆柱形的喷头做了流量系数的分析,归纳出结构合理的喷头应该具备的良好性能;(5)介绍流体在模拟仿真软件中的数学模型,并选择适用于喷头的数学模型;确定喷头的数值模拟方案,运用ICEM CFD软件对未改进喷头(圆柱形喷头)和改进后喷头(扩散形喷头)进行网格划分,并用Fluent软件进行仿真对比,验证了改进后的扩散形喷头具有更好的灭火效果;(6)通过仿真得出结构参数长径比l/d1和扩散角β对扩散形喷头性能的影响,最后得出最佳结构尺寸。本课题设计与研究的背负式细水雾枪灭火系统不论从喷射距离还是垂直于轴线的横向半径,都提高了细水雾枪灭火系统的灭火保护范围,并能够快速、高效的灭火,且没有环境污染,对于实际工程应用有十分重要的意义。