随着国民经济和城镇建设的飞速发展,火灾事故日益增多,且呈现出多样化,火灾扑救工作危险性高、难度也越来越大;为达到高效、快捷的灭火效果,保护人民生命财产安全以及消防救援人员不受伤害;威力大,高流量的消防水炮成为消防工作不可缺少的重要组成部分,其在消防灭火领域的作用越来越大;其性能的好坏,直接影响消防工作的质量。针对目前国内消防水炮的设计、生产及应用方面的问题,有必要对消防水炮的水力学性能进行研究,并优化其结构参数。根据现有的消防水炮理论、实验数据及试验经验,设计PS100型固定式消防水炮,优化消防水炮整体的机械结构,并校验关键部件。理论计算PS100型消防水炮的各参数,通过CFD流体仿真软件Fluent对其流道及出口射流进行仿真分析,验证其合理性。分别对各种不同的流道结构进行建模、仿真,通过对压力场、速度场的可视化,分析各流道对水力学性能的影响,得出流道结构对水力学性能影响规律。从而得出水力学性能良好的流道,优化消防水炮的流道结构。分析直流及喷雾的转换,分析喷嘴结构及出口边界层对水炮射流影响规律,得出判别射流质量的准则。在满足射流要求的前提下,尽量使消防水炮结构紧凑、美观、流线型强。建立数学模型,进一步优化所设计的PS100型固定式消防水炮。根据相似性原理,对各种符合相似性的消防水炮的结构参数进行相似性分析。对固定式消防水炮进行喷水试验,在试验验证的基础上得出一套固定式消防水炮结构参数设计方法。通过Fluent仿真分析,实现了消防水炮水力学性能的优化,相似性的应用可以推广到不同系列消防水炮及相关水力机械的优化设计中;可以减少设计成本,提高设计效率;为以后消防水炮的设计制造提供了相关理论依据。