压缩空气泡沫系统(CAFS)是一种现代化的高效灭火系统,适合大规模火灾救援。CAFS的核心系统是混合系统,它主要由空气供给系统、水供给系统以及泡沫液供给系统组成。开发高效的CAFS是当前国内外大规模火灾救援方面的热点研究方向之一,但目前与CAFS相关的气液混合机理研究较少,混合过程缺乏相应的理论指导,本文研究开发具有高效灭火性能的CAFS混合系统,具有重要学术研究价值和工程意义。本文运用基于粒子群算法的PID控制系统,开发出了具有高精度、低延迟控制特性的压缩空气泡沫实验平台,平台结合实际情况,选用直管布置方案,并依据工程需求进行关键部件匹配设计。在此基础上对平台进行实验研究,讨论进气口压力、流量与面积变化时对气液压差、混合性能及泡沫性能的影响,为实验平台进气口处的压力和流量设计提供了支持。本文利用CFD仿真技术对混合过程进行分析,以T型管与内置挡板的T型混合器为研究对象,基于Fluent中混合模型,同时嵌套群平衡方程中的Luo模型,模拟气液混合过程,研究气液混合时管内压力、速度与粒径变化规律,揭示气液混合特性。并对含有静态混合器的压缩空气泡沫实验平台进行研究,分析进气口压力、流量以及面积发生改变时泡沫性能的变化规律,探讨含内置挡板的T型混合器在气液混合过程中的作用。本文通过理论、数值和实验方法,研究了气液混合特性及规律,为开发具有高效灭火性能的CAFS混合系统提供技术参考,具有重要工程意义。