火灾是最经常、最普遍地威胁公共安全和社会发展的主要灾害之一。随着经济的发展,科技的进步和城市化进程的加快,工业生产和人们生活导致的火灾呈现多发态势。资源的深度开发,交通的密集化,新工艺新材料新设备的发明,机械化电气化自动化水平的提高,人口集中、建筑集中、财富集中、生产集中,都导致了火灾发生率的增加以及危害性和次生灾害的的增加,并且火灾中燃烧物为液体、气体以及金属的B、C、D类火灾越来越占据主要的地位。而我国现阶段的消防车以传统泵浦消防车为主,泵浦消防车对B、C、D类火灾无能为力,所以干粉消防车将在未来的消防中占据越来越重要的地位。本文基于校企合作项目,基于计算流体动力学对罐装3吨的干粉消防车的各项重要参数进行了研究。本文首先介绍了计算流体动力学的基本理论,对比不同湍流模型的计算精度和对计算机内存的要求,分析了两种不同两相流描述方法——欧拉-欧拉法和欧拉-拉格朗日法对不同两相流问题的适应性,介绍了颗粒相在流体中所受的不同类型的力。综合考虑计算模型的适应性,计算精度以及方案的可行性,最终选择Realizable k-ε湍流模型,欧拉-欧拉法中的欧拉两相流计算模型。颗粒相的受力类型选择拽力、碰撞力和摩擦力忽略其它次要类型的受力。分析了干粉罐、氮气瓶和喷射流域的结构特点,并对计算模型进行了简化。利用ANSYS mesh绘制干粉罐的三维网格结构并设置条件。本文利用ICEM CFD绘制了干粉罐、氮气瓶和喷射流域的二维网格,在流动参数梯度较大的几何结构处,进行局部网格细化,从而有效地提高了计算精度并减少计算量。利用AMESim中的气动元件库(Pneumatic Component Design,PCD)建立了气动减压阀的模型,通过对气动减压的仿真计算获得了减压阀的压力特性和流量特性。利用计算流体动力学软件FLUENT分别对氮气瓶的放气过程、干粉罐的充气过程、干粉罐的喷射过程和喷射流域内干粉的喷射过程进行数值模拟计算,并利用MATLAB对计算结果进行数值处理,获得了干粉消防车的各项重要参数:充气时间、有效喷射时间、有效射程、剩粉率和有效喷射率。进行干粉喷射实验,并对比实验及仿真数据,验证数值模拟计算的正确性。通过对比实验数据和仿真数据,找出不满足GB 7956-1998《消防车消防性能要求和实验方法》中要求的干粉消防车参数,分析了原因并提出了优化设计建议。