автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.02, диссертация на тему:Новые газоводяные и водовоздушные устройствапожаротушения

МШ1СТЕРСТВ0 0СВ1ТИ УКРА1НИ ХАРК1ВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХН1ЧНИЙ УШВЕРСИТЕТ БУДТВНИЦТВА ТА АРХ1ТЕКТУРИ

На правах рукопису

Глотов €вген Олександрович

НОВ! ГАЗОВОДЯН1 ТА ВОДОПОВ1ТРЯШ ПРИСТР01 ПОЖЕЖОГАС1ННЯ

05.26.02 - пожежна безпека АВТОРЕФЕРАТ

дисертаци на здобуття наухового ступени кандидата тсхшчних наук

Харив-1996

Р Г 8 ОД

О Г ' ' : *

М1Н1СТЕРСТВ0 0СВ1ТИ УКРА1НИ ХАРК1ВСШИЯ ДЕРЙАВНИЙ ТЕХН1ЧНИЙ УН1ВЕРСИТЕТ БУД1ВНИЦТВА ТА АРХ1ТЕКТУРИ

На правах рукопису

Глотов бвген Олександрович

Н0В1 ГАЗОВОдаН! ТА ВОДОПОВПРЯН1 ПРИСТРОТ ПОШЮГАС1ННЯ

05.26.02 - пожажна безпека

АВТОРЕФЕРАТ

дисврггацн на здобуття наукового стугоня кандидата техзпчних наук

Харшв - 1996

- г -

Дисергащя е рукописом.

Роботу виконано у Харктському державному технгаому ун1вэрситет1 буд1вницгва та арх!тектури

Науковий кэр1вник - доктор техн!чних наук, професор

Суворова 1рина Георгпвна Науковий консультант - доктор техшчниг наук, професор

Шеренков 1гор Аркадшович

0ф1Ц1йн; опонэнти:

- доктор теашчних наук, професор Дзюндзюк Борис Васильевич

- кандидат тезшчних наук, доцент Ант шов 1гор Аркздшович

Пров1дна орган1защя: УДПО УМВС Украхни в Харк;вськ1й облает!

Захист дисертацп в1д5удзться "12" черзня 1996 р.

ГЗГ)

о 14 годин] на заседали! Сшц!ал 1 зеваноI вчэнох ради Д02.07.02 при Харкшському державному техничному ун!вер-ситет! будшниитва та аритектури за адресою: 310002, м.Хар-К1в, вул. Сунська, 40.

3 дисертащею можна ознайомитись у бШютет Харк1в-ського державного технхчного ун1вврситету будшницгва та арх¡тектури.

Автореферат розюланий "Л_" _05 1998 р.

Вчений секретар сюц! авизовано! вченох

рада к.т.н., доцэнт ¿Лу,м,кутовиа

- 3 -

ЗАГМЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

АКТУАЛЕН1СТЬ ПРОБЛЕМИ. виникевння нових т91н1чних засо-б!в пожежогас1ння та хх використання у ршних галузях люд-ськох д!яльност1 не тхльки иадае нов! мошгивост!, але а ставить нов! зэвдання. Одна з них - одэршання роэпорсшеного струменя з д!аметром крзпель в1д 0.01 мм до 0.5 мм та великою далыпст» польоту, з нэш лигами нитратами рхдини при яизьких тисках (0.1 - 0.8) МПа. Цэ дозволило б використову-вати пристрох для одвржання розпорошекого струменя дяя га-с1ння р1зких пожеж. Розробка таких пристрохв можлива, поперта, при вирппевш задач! сппшзацгх конструкцп пристрохв дая одэржання розпорошених струмешв, по - друге - при наяв! нового способу одвржання пдрозол!в.

Як правило, на практиц! використовуються емшричн! фор-мули для розробки Т8хн1чних засобш пожежогас1ння. На вхдих-ну В1д традашйних метод!в розробок кояструкцгх пристрохв для розпорошення рщззи, дасертащйну роботу присзячено роз-робц] методу розрахунку газоводяних та водоповхтряних пристрохв, оптимальних за конструкщею, та ощнки середкього д1-аметру крапель полIдисперсного середовща на основ! дослщ-ження пдродшам1чних пол 1в усаредав 1 пристрохв.

Роботу було виконано автором у пэр!од 1992 - 1995 рр. у в!дпов1дност1 з заявою на виконання науково - досл!дних роб!т В1д Управления державнох пожежнох охорони МВС Ук- . рахни за темою: "Дослгдження та розробка техшчних за-соб!в пожежогас¡ння для одержання пол¿дисперсного сере-довища".

МЕТА РОБОТИ - розробити, обгрунтувати теоретично та

запропонувати методику розрахунку пристрохв для створення газоводяних та водопов1тряних струмент, заб8здачуючих ефективне гас!ння горючих матер¡ал¡в. для досягнення поставлено!' мети у робот! вирлауються так! задач!: проведения ана-л1зу методов та способm одэржання аерозолт, розпорошеного струменя за допомогою техн!чних засоб!в пожешогас1аня та обгрунтування шляхт шдввдення хх ефектавност1; розробка способу та засобш, що дозволять отримувати високодисперсн! розпорошен! струнен i для щлеа пожежогас1ння; розробка ма-тематичнох модел! течи в'язкох р!дани в каналах запропо-нованих пристрохв та програм для досл1дання г!дродинам!чних пол1в; розробка метода розрахунку оптимальних геометричних та динам 1чних параметр ib газоводяних та водопов ¡тряних пристрохв, оцхнки середнього д!аметру крапель розпорошеного струменя на основI поля швидкостеа у середин! пристрохв; розробка экспериментально! установки для визначення !нтег-ральних парэметрхв полiдисперсного середовищэ розпорошенш струмен!в, створених газоводяним та водоповдтряним пристроят, параметров формуючих струмешв; оц!нка ефективност! роз-роблених пристрохв для щлей пожежогас!Еня.

ОБ'ЕКТ ДООЛ1ДКЕННЯ - газоводяние та водопов¡тряний пристрох для одаржання розпорошеного струменя,

ПРЕДАЕТ ДОСШдаЕННЯ - г!дроданам!чн! поля у сере дин i газоводяного та водопов!тряного пристрохв.

МЕТОДИ ДОСШДНЕННЯ. Для розв'язання розглянутих у ди-сертаци задач при математичному моделюванн! використан! метода теоргх Н-функцт, лшгнох алгебри, вар!ац!2н! метода. Програмна реал!зад!я та обчислювальния експеримент ви-конувалися на ПЕОМ IBM РС/АТ-386 в систем! ПОЛЕ.

Ф1зичн1 досл1дк8ння виконувалися на ochobi методу ба-гатофакторного планування та оптично ¡ диагностики пол ¡дисперсного середовща. Патента! досл!даення проводилися на пристроях, hki дозволять одэршувзти розпорошен i струнен i.

НАУКОВА НОВИЗНА. На основ! аналту методib í способ ib одержання аерозолш та тонкорозпорошеного струменя за допо-могою техн!чних засоб!в пожежогас!ння, здтенено: розробку математично!' модел! течи в'язког р1дини в каналах газоводяного та водопов!тряного пристрохв; розробку методу розра-хунку оптимальних геокетричних та динашчних параметра га-зоводаного та водопов1тряного пристроiв i оц1еки середнього д!аметру крапель розпорошених струмент на основ! поля шввд-костей у серэден! пристроив; розробку програм для досл!д-ження поля швидкостей та поля таск!в у середин! розроблених пристроíb; розробка способу та засоб!в одэржання розпороиено-го струменя шляхом розкладання його на ряд тонких р!дких ц!-вок; розробдення еового пристрою для одэряання г!дрозол!з, на який е ршення про видачу патента РФ; визначення необ-иднот поверхнево'х та об'емнот 1нтенсивност1 при racíHH! деревини пдрозолями з д!аметром капель менше нш 100 мкм.

На захист виносяться:

I. Результата досл!даень способ ib та метод ib одержання аерозол!в та розпорошеного струменя за допомогою техн!чних засоб!в пожежогас1яня.

3. Спос!б отримання розпорошених водяних струменхв шляхом розкладнання суц!льного струменя на ряд тонких щвок.

3. Розроблен! газоводян! та водопов!трян! пристро!, як! дозволякггь отримувати тонкорозпорошен! струмеш з великою дальнютю польоту цри низькому тиску.

- б -

4. Математична модель течи в'язког р1дини в каналах газоводяного та водопов пряного пристрохв.

5. Метод та результата розрахунку оптимальних геомет-ричних та динам¡чних параметр ¿в розроблэних пристро т та сере днього д1аметру крапель розпорошених струмон!в.

6. Розроблена установка для вим!рювання хнтегральних параметрт пол¡дисперсного середовища розпорошених струнен1в, створеяих газоводяним та водопов ¿трязш пристроят, результата вкмгрювання параметр ¡в полхдасшрсних середовщ та фор-муючих струмен!в.

7. 0ц1нка ефективност! газоводяного та водопов¡тряного пристрохв при гас1нн! дэревини пдрозолями та при створенн1 прикривних розпорошених водяних завю.

В1Р0Г1ДН1СТБ результат1в, одзржаних у робот!, шдгвер-дауеться застосуванням теоретично обгрунтованих методов, задов ¡льним погодаенням результат¡в обчислгоального експэри-.менту з даними, як! були одержан] при натурних дослхдаен-нях газозодяного та водопов¡тряного пристро тв.

ПРАКТИЧНА ШННГСТЬ робота полягав у дрведэнн! теоретич-них результат1в до конкретних ¡нженерних методик та засова, що забезшчують можливють и використання у науково-досл1дн1Я I практична д!яльност1 пожежнох охорони та хнших гадузях промисловость При цьому скорочуються терм¡ни роэ-робки техн!чних засобш пожежогас1ння.

ВПРОВАДКЕННЯ. Розроблвн I у дисертацп метода розрахунку пдродинам!чних пол ¿в у техн1чних пристроях пожежогасш-ня, програмш засоби, установку для вшфювання хнтеграль-них параметр!в дисперсно'! фази двофазного середовища, дос-Л1ДН1 зразки газоводяного та водопов!тряного пристрот для

одэржання аерозсшв впровадженI у 1995 р. у НДВ-5 м. Харкова УкрНДШБ МВС Укратни, на Харцизсысому мэшяобуд явному заводи в практачнш д!яльност1 Харк1вського гарншону пожежнот охорони в таких частинах як: ПДПЧ-З, ПДПЧ-6, ПДПЧ-9, СДПЧ-И, ГЩПЧ-27, у вовнтовант протифонтаннт частин! "Л1КВ0" УКРГАЗПРОМ, в учбовому прсцесI Харк1вського ¡нстату-ту пошжно X безпеки (Х1ПБ) МБС Украхни.

ПУБЛ1КАЦП. За темою дисертацгх опубл!ковано 13 науко-вих праць: 6 статей, 5 тез доповхдэй, учбов! методиган! вка-з!вки, р!шення про видачу патента на винах¡дницгво.

АПРОБАЦШ РОБОТИ. Результата дисертащяних досл!даень допов!далися та обговорювалися на Всеукрахнсыий науково-техн1чн1й конференцп "Проблэми пожененох безшки" ( Харкш, 1993 р.), 48-й, 49-й, 50-й науново - твхн1чних конференциях "Шдвищеяня ефективност! будтництва" (Харк1в, 1993, 1894, 1995 р.р.), Всерос1йськ1й науково - практична конфвренцгг "Пробами сощально-правовох та медико-психолог1чно I шдго-товки сшвробтшив 0ВС РФ" (н. Сэнкт - Петербург, 1994 р.), М1жнародн1й конференцп "Компыотеря! програми учбового приз-начення" (с.Мыекшэ, Донецькох обл., 1994 р.), Всеукрахн-ськ!й науково-т8хн!чн1й конферэнцп" "Проблемы пожвжноI безпеки" (м. Кихв, 1995 р.), Всеросшсыий науково - практичнш конференцп "Пожежна безпека-95" (м. Москва, 1995 р.).

СТРУКТУРА ТА ОБСЯГ РОБОТИ. Дисерташя складаеться ¡з вступу, чотирьох глав, основних результатов робота та вио-новк!в, додатк!в, списку л^тератури з 101 наименування, 44 малюнк!в, 28 таблиць, 24 сторток додаткхв, 159 сторшок машинописного тексту, всього 183 стор!нки.

ОСНОВНШ ЗМЮТ РОБОТИ

У ПЕННОМУ РОЗДШ висв!тлено стан проблами 1 поставлено задач! дисертащйних досл1даень. Спочатку проанал!зова-но дослхдаення одвржання аерозол!в шляхом дисгоргування рь дини з метою створення пристрохв для одвржання розпорошено-го струменя при низьких тисках. Дал! розглянуто способи одвржання розпорошеного струменя за допомогою техшчних за-соб!в пожежогас!ння.

У результат! проведеного огляду ! анализу одержання розпорошеного струменя встававлвпо, що твхя¿че! засова пожежогас 1ння мають обмежен! функшйн! можливост! та нвсбгрун-тован1 параметри формуючих струмент (витрати, дальнють польоту розпорошеного струменя, середнхй д1аметр псшдиспер-сного сервдовища ! т.п.). Вхдзначеяо недостатн!сть розробок по розв'язанню проблем одержання високодисгорсшх розпороше-них струнен !в з великою дальнюта '¿х польоту при низьких тисках та виявлено основн! причини, як! не дозволять одер-жувэти так! струмвн!, а також розробляти багатоц!льов! прис-трот пожежогас1ння. Зв!дси випливае актуальность пробами розробки метод!в досл!даень та засобхв одержання розпорошеного струменя, простих за конструкщею, доступно/ вартост! та з достатаьо високими тэхнх'чшвш характеристиками.

Грунтуючись на цьому, визначено мету робота I сформу-льовано задач! дисерггащйних досл1даень, зацропоновано новия спос!б одержання розпорошеного струменя, газоводяния та во-допов!тряний пристроI для одержання розпорошених струмен!в (МалЛ, Мал.2).

1. Газоводяний пристрш для розпилу ршиии 1 - корпус;

2- штуцер подач! рщини;

3- штуцер для подач'1 пов'ггря;

4- сопло

5- дифузор;

6 - торовидна вихрьова камера ;

7- приймальна юльцева камера;

8- ежекторш отвфи

Мал. 2. Водопов1тряний пристрш з цшпндричною камерою змшування: 1- головка з'еднання; 2- сопло; 3- тдсасуючий отв'|р; 4- приймальна камера; 5- камера змццування; 6- дифузор; 7- перекривна крншка

- 10 -

У ДРУГОМУ Р03Д1Л1 досшдауються запропонован] пристроу за допомогою математичнот модел! течгг в'язког ргдини, в основ I яко! лежать р!вняння Навье-Стокса, розроблен! прог-рами для досл!дження пдродшамхчних пол!в у запропонованих пристроях та здшснений обчислговальний експеримент по визна-ченню огггимальЕих геометричних параметр¡в газоводяного та водопов1тряного пристрохв, в залэжностх В1д числа Рейнольд-са (Р.е), а також ощнюеться середнш Д1аметр крапель у роз-порошенш струмен]. Для досл!даення пдродинам1чних пол¡в розв'язана система р1внянь вIдносно функцп струму:

1 АЛШ аЛфп+1 + ефп+1 .

— ДДЩ^ч - | дуг- —— +----- -

"Не а™п+1 - I дг Т~ + —дГ~ ~~дТ ашп зафп+1 ашп+1 адз>п1 э®п+1 ед®с

. ____„_. 1 _

Ьу ох ду ) —Эу

е®0 <элфп+1 ашп+1 5ДФ0 а®0 адФп+1 т ду ох Эх ау + Эх" ау

1 <зф0 эд©0 д®0 здф0

= ДДФ0 + ду- • -д^- - ■ -ду- -

а®п адФп зфп адФп Эу~ ' "Эх" + "Эх ' "ЭГ" в межовими умовами:

¡в I - т еф I - V 9Ф I - п

у (еш. - Ч, ш ¡ап^ - о, эп |ап„ "

да Ие - число Рейнольдса; ф^ - функтя струму, одержана на п' постуш !теращйного процэсу; дП0, - геометрич-

н! параметри цристрогв; У0 - швидкють рхдини на вход!; п - зовн!шня нормаль.

• Основн! результата обчислювального експерименту по дос-л!даенню пол!в у пристроях приведен! на мал.З, мал.4, мал.5, мал.6.

Y,мм

-ЗС.О СО

Х,мм

S .7S541E+B5 Ш .7СБ04Е-»85 В .7SG2S2+8S □ -ТШЭЕ'ОЗ ^ .7C6i2E»ÖS Ш .7S684E*85 .?6Sí»E*B5 .7659ÔE*05 .7Б5В2Е?85

ËJ

Тиск в Па

-Ü.OOO

Мал.З. Поле тиску при Рпх = 0,4 Мпа

Y,MM

m . Í5722E*Q'J

gj .13S76E+C3

g§ .1223ÍE463

□ .1МВ5Е+83

Ü ,8?398Е»02

Ü .6S342E+02

@ жттг

g ..35Й32Е»02 13 .175VVE'U2 Ш .Í22Í3E+BÜ

Швидкють

В М-С"1

Мал.4- Поле швидкостей при Рвх = 0.4 МПа

I .7B533I«85 JB ,7®ЙЙЕ*05 В .7K0SMS g .Ж78Е»К И -VSS'/2E-a5 - _

!: ЖЭЕЕЧЯ i Q ! даЯМЙ МлЖЩФ 0: .73S7SE« s$ .7BSS8MB 1иск в ua

■i M:..'i..V'. Х,мм

. , s.óffWS .i :

Мал.5. Поле тиску у камер1 зм!шування д1аметром 27мм, Р.„ = 0,8 МПа

го

.S3 ;317?7Е'В2 И .247JEE-02 ,ге247Е.82 □ .гийЕ-и

.17S54E»B2 а .18592М2 Ш .3538ВЕ«81 .1412ЭЕ'1Й 0 .70517Е<Ш .0 -.2C645E-14

Швидшсть в M-с'1

Y.MM

J Х,мм

Мал.6. Поле швндкостей у камер1 змшування д1аметром 27 мм, PB¡¡ = 0,8 МПа

Чисельниа эксперимент проводився в систем! ПОЛЕ, на основ! розроблених програм з використанням мови програмування Шг-г.

Оптимальн! геомотричнI параметри газоводяного пристрою визначались за максимальною шввдкютю течи газоводяно! су-мш! усередин! камери зм!шування, а водопов!тряного - за максимальною шввдкютю водоповпряно! сумш! у залежност! в1д розрахованого таску на вход! в!дпов1дних пристрой на основ! системи р!внянь (1).

Залэжнють середньо х шввдкосп теч 1 х газоводяно х сумш! у камер! змхшування газоводяного пристрою в!д таску пов!тря на його вход! при р!зних геометричних параметрах одержано у результат! чисельних експэрименпв ( Мал.7.).

120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

¡7

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

рвх' ша

Мал.7. Залежн!сть швидкост! течи газоводяно! сумш! у камер! зм1шування газоводяного пристрою в1Д тиску пов!т-ря на його вход1 при р1зних значениях д!аметру тору вих-рьовох камери та поспйному д!аметр! сопла: 1-4

4 мм,- ¿Цор^ 30 мм, 2 - ¿соц^ 4 мм, <5тор<>= 20 мм

соп.

- 14 -

Середат д!аметр крапелъ у розпорошенону струмен1 (Мал.8.) розраховэяо по в ¿дом¿г заяэиност!:

2-

й =

?-7

V

(2)

ср

дв УС0р- середня швядкють, яку було розраховано на основ! поля швидкостей; 7 - поверхневий натяг р!дини ( 7 = 0,081 |); р - Щ1льн!сть газу <рг= 1,239 р ); V? = 2 - число Вебера.

сер, мкм

120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

\

\

\

\

\

\

\

\

20 40

60

80

100 120

сэр* с

Мал.8. Зал8жн!сть серэднього Д1аметру крапзль у розпорошеному струмен! в!д середньох швидкост! га-зоводяно 1 сумш! у камер! змипування газоводяного

пристрою при й

соп.

= 4 ММ,

^ор.""

30 ММ

Аналог 1чно задачу вирипувалось I для водопов!тряного пристрою. В1дгкшдн1 залзтосп показан! на мал.9 та мал.10.

Мал.9. Залвяшсть пвидкосгп водопов1трянох сумш! усе-реданх камери змипувашя В1Д таску води на вход! водо-пов1трянсго пристрою при 1 - ¿соп = И мм; с1зм = 23 мм; 2 - йсоп.= 11 ш ^м^ 27 мм '

йсер, мкм 500

400 300 200 100

сер' с

10

20

30

40

Мал. 10. Залеяшсть середнього Д1амэтру крапель у розпорошеному струменх в!д середаьох швидаост! водопо-впрянох сумш! усередшп камери змшування водопов!т-ряного пристрою при йсоп_= 11 мм ; йдМ>= 23 мм

Таким чином, обчислювальний експеримент дозволяе виз-начити опгимальн! геометричш та динам 1чн1 параметри при-

строга на основ1 пдродинамхчних шшв та оц1нити з викорис-танням залежное I (2) середа ш д1аметр крапель жшдастарено-го середовща розпорошених струмен!в.

У ТРЕТЬОМУ Р03Д1Л1 визначено мету натурних експери-ментальних досшдаень розроблених пристрош, методику та Т9хн1ку ексшрименту. Розраховано к!льк!сть числа натурних експериментш при використанн! методу багатофакторного пла-нування. Визначено параметри, як! необх!Дно вим!ряти при досл]дженн! дисперсно! фази розпорошеного струменя для оцш-ки запропонованого методу розрахунку середнього д1аметру крапель та шлей пошжогасхння. Розроблвно блок-схему вим!-рювально! система для досллдаення штоку розпорошеного струменя та установку для визначення !нтегральних параметр1в дисперсно!' фази розпорошених струменхв на основ! методу ¡нвар!антно'1 оптично"! д!агностики дисперсно! фази двофазного середовища.

У ЧЕТВЕРТОМУ РСЩ1Л1 приведено результата досшдаень натурних експериментш газоводяного та водопов!тряного пристроив. ШримаЕо !нтегральн! параметри розпорошених струме-н!в, як! приведен! у табл.1., табл.2.

Таблиця 1

1нтегральн1 параметри дисперсно'! фази двофазного середовишэ газоводяного' пристрою з торовидною камерою д!аметром 30 мм та д!аметром сопла 4 мм

Найменування Позначення Рп = 0.1 МПа, Рр = 0 МПа Рп = 0.2 МПа, Рр = 0 МПа

Л^чкльна концзнтрац1я Дольовиа сумарний д-р Дольова поверхн!сть Об'емна концэнтрац1я Об'емно-говерхневий д!аметр краголь АО А1 Б=Аг ■ тс Ш2 22321.17 СМ-3 198.6584 СМ-2 3.25252 СМ-1 5.5039 Е-03 90.2842 МКМ 22157.81 СМ-3 70.9049 СМ-2 2.69539 СМ-1 4.4640 Е-03 35.577 МКМ

Продовження табл.1

Найменування Позначення Рп = 0.3 МПа, Рр = 0 МПа Рп = 0.4 МПа, Рр = 0 МПа

Л1чильна концентрат я Дольовий сумарний д-р Дольова поверхнють Об' вша концэнтрац ] я Об'емно-поверхневиа д]аметр крашль АО А1 3=Аг-1С У=(Аэ/б)-х ГО2 22453.43 СМ-3 47.1522 СМ-2 2.69536 СМ-1 3.4188 Е-03 24.132 мкм 21421.03 СМ-3 40.6999 СМ-2 1.3494 СМ-1 2.2093 Е-03 20.06 мкм

Де Рп - тиск пов!тря на.вход] пристрою,

Рр - тиск р]дини на вход] ежекторного отв]ру.

0Ц1Н8НО в1дщосну похибку розрахунку середа]х д]аметр]в крашль пол]диспзрсних середовищ розпорошэних струмешв (Мал.И, Мал, 12).

йС9Р,МКМ 120

100

80

60

40

20

1 \

г .

%

\

д% 30

25 20 15 10 5

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Рвх, МПа

Мал.11. Залежност1 середнього диметру крапель розпо-рошеного струменя створеного газоводяним пристроем

асоп.=4 т' ^ор.^0 т' в1д таскУ газа на вход], одер-жаних на основ! розрахунку (I), натурних юшгпв (2) та в!дносна похибка (б) одержаних результат¡в

Таблиця 2

¡нтегрзльш параметра дисперснот фази двофазного середоввда водопов;тряного пристрою з цшпндричною камерою змнпування д!а-метром 23 мм та д!аметром сопла 11 мм

Нагменування Позначення Рр = 0.2 МПа Рр = 0.4 МПа

Л1чильна концентрация Дольовий сумарний д-р Дольова поверхность Об'емна концентрац!я Об'вмно-поверхневий дхаметр крашль АО А1 У=(Аэ/б)■ТС П32 125.6743 СМ-3 5.5397 СМ-2 0.35724 СМ-1 1.64264 Е-03 560.363 мкм 634.8653 СМ-3 2.087107 СМ-2 .1711333 СМ-1 3.813267 Е-03 300.252 мкм

Нагменування Позначення Р = 0.6 МПа Р Р = 0.8 МПа 0

витальна концентрация Дольовий сумарний д-р Дольова поверхность Об'емна кошзнтрзц1я Об' Емно-поверхкевий д]аметр крашль АО А1 Ч=(Ая/6)-% Б32 733.878 СМ-3 16.1820 СМ-2 1.07972 СМ-1 4.57736 Е-03 237.561 мкм 116.273 СМ-3 2.19176 СМ-2 0.11762 СМ-1 2.812677 Е-03 209.5037 МКМ

Мал.12. Залэжност1 середнього д!аметру крапель розпоро-шеного струменя, створеного водопов!тряним пристроем йсоп_=11 мм, (Ззм_ =23 мм, вщ тнску вода на вход¿, одер-жаних на основ1 натурних ¡спшчв (1), розрахунку (2) та в]дносна похибка (б) одэршаних результатш

- 19 -

Встаяовлено, що з ростом тиску на вход! пристрохв похибка розрахункового сэредаього д!аметру капель розпоро-шеного струменю зменшуеться. Визначако параметра формуючих струмен!в, розроблених пристрохв ! приведен! для них р!в-няння регрэс!!.

Зроблэно огинку ефэктивност1 розроблених пристрохв при гас¡яш деревини пдрозолями та при створен! прикривиих во-дяних розпорошених зав¡с при гас!нн! газових фонтан!в. Вста-нозлено, цо поверхкева 1нтенсивн1сть подач1 води аэрозольного розпорошення з середн!м д!аметром крапель 20 мкм В1д газоводяного пристрою у замкнутому обсяз! при гас1нн! деревини складае 0,088 Л'С-1-м~2, а об'емна ¡нтенсившсть 0,0072 л-с • м . Поверхнева !нтенсивн!сть подач! води аэрозольного розпорошення з д!аметром крапель 300 мкм в!д водо-пов!тряного пристрою при гас!нн! даревини на в Iдкритому простор! складае 0.68 л-с-1■м2. Викоркстання розроблених пристрохв для отримання розпорошених водяних завю при гас!нн! газових фонтан!в дозволило змениити поверхнвву щ!льн!сть теплового потоку магже втрич!, а шгоща водяних завю зб!ль-шилась у 1,5-2 рази.

ОСНОВЫI РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ ТА ВИСНОВКИ

I. На основ1 анал!зу метод!в I способ¡в одержання аерозолхв та розпорошеного струменя з техшчних засоб!В пожежогасишя, аяал!зу функшйних можливостеа пристрохв по-жежогас1ння I метод!в розрахунку газоводяних та водопов!т-ряних пристрохв розроблено нов! газоводян! та водопов!трян! пристрох пожежогас!ння, в яких використовуеться розроблвний

спосШ одэржання розпорошэного струмоня шляхом розкладу су-щльног струг на ряд швок.

В. Розроблено математичну модель течп в'язкох р!дини в зэпропонованих пристроях та программ, як! дозволять авто-матизувати розрахунок гвомэтричних та динам1чних параметр1в на основ! поля швидкостег та поля тиску у серединI пристроив.

3. Розроблено метод розрахунку огггимальних геомет-ричних та динам!чних параметр!в розроблених пристротв та се-рэднього д!аметру капель розпорошеного струменя у залеж-ност! в!д середньог швидкост! у камер! змияування запрого-нованих пристрохв, який дозволяе скоротити терм!ни досл!д-жэнкя та розробки прилад!в пожежогас!ння у 1,5 - 2 рази.

4. Розроблено установку на основ! методу опгичног д!-агностики дисперсно! фази двофазного середовища дал вимхрю-вання 1нтэгральних параметров полIдисперсного середовища розпорошеного струменя.

5. Результата проведених натурних досл!даень та вкпро-бувань водопов1тряного пристрою покладено в основу розробки багатофункщйного пожежного ствола, а газоводяного - в основу пристрохв одэржання пдрозолю для гас1ння пожеж у зам-кнутих об'емах та карбюратора потжих мэшн, який буде давати економш палива на 15-2035.

6. Встановлено, що поверхнева нггенсивнють подач! води

аэрозольного розпорошення з середнш д!аметром крапель

20 мкм одержана вхд газоводяного пристрою при гас1нн! де-

ревини у замкнутих об'емах повинна бути 0.088 л-с^-м2, а

—1 —т

об'емна !нтенсивн!сть 0.0072 л-с ■« , повне осадаення дима в!дбуваеться через 20-25 с шсля припинення подач! води, ефективна В1дстань в!д зр!зу сопла газоводяного пристрою

до вогнща при подач! пдрозоля з одни I сторояи у горизонтальному положешп наближаеться до 4 м, ширина зони ефектив-ного гастня В1д одного пристрою 0,6 м.

7. За результатами гасшня даревши розпорошеною водою з середаш д!амвтром крапель 300 мкм на в1дкритому простор1 одержано! в!д водоповпряного пристрою, встановлэно, що ш-верхнева ¡нтенсивнють подач! розпорошено'х вода складае 0.66 л-с~*-м-2, нажильш ефективна вхдстань в1д водопов¡т-ряного пристрою до вогвща - 15 м.

8. За результатами натурних досл!даень та випробувань водопов¡тряного пристрою було також встановлено, що при

подач I б % водного розчину шноутворювача П0-1Д пристрт з с1тковою насадкою д!аметром 50 мм дозволяв отримувати ну з кратностью 45, при тиску на вход! пристрою 0,8 МПа, нааб!льша дальнють польоту шни складае 24 м.

9. РозроблэнI пристрсI покладзно також в основу розроб-ки установок для створення розгорошених водяних завю, як! використовуються при гасшн! газових та нафтових фонтан1В. Вони дозволять зненшти пцльнють теплового потоку у три рази , зб1льшити площу прикриввих розпорошених водяних завю у 1.5-2 рази при зменшенн! витрат вбди у 1,2 - 1,5 рази.

Основн 1 положения дисертацн опублхковано у таких працях:

1.Суворова И.Г., Глотов Е.А. Исследование сложных процессов в технических средствах пожаротушения о помощью вычислительного эксперимента. // Проблемы пожарной безопасности / Под ред. В.Г.Палюха - Харьков: Мин. обор. Украины, МВД Украины, 1993. - С.305-307.

2. Глотов Е.А., Суворова И.Г. Автоматизация расчетов ге-

ометрических параметров технических средств пожаротушения для подачи огнетушащих средств // Повышение эффективности строительства: Тез. докл. 48-й науч. - техн. конф. / Под ред. Д.Ф.Гончаренко - Харьков: ХИСИ, 1993. - С.173.

3. Глотов Е.А., Палюх В.Г. Рациональные методы исследования сложных процессов в технических средствах пожаротушения // Проблемы социально-правовой и медико-психологической подготовки сотрудников ОВД РФ : Материалы Бсеросс. науч. - практ. конференции 18-19 окт. 1994 г. - Санкт - Петербург: МВД РФ Санкт - Петербургская высшая пожарно-техни-ческая школа, 1994. Ч.З. С.63-64.

4. Палюх В.Г., Глотов Е.А. Многоцелевые устройства для тушения различных пожаров // Пожарная безопасность - 95: Материалы XIII Всеросс. науч.- практ. конф. - М: ВНШПО МВД России, 1995.-С.148-150.

5. Методические указания по решению прикладных задач по пожарной технике и противопожарному водоснабжению с использованием ЭВМ /Сост. Глотов Е.А., Кудин А.И., Удянский H.H. и др.-Харьков: УНК ХИСИ-ХПТУ им. Г.И.Петровского, 1993. -144 с.

6. Глотов Е.А., Босенко А.Н. Устройство для распыла топлива в системе питания автомобилей // Проблема пожежно; безпеки. - Кихв: M3D Украхни, 1995. - С. 256.

7.Глотов Е.А., Суворова И.Г. Система ПОЛЕ и язык RI в учебном процессе // Компьютерные программы учебного назначения: Труды международной конф. 4-6 сент. 1994 г. - Донецк: ДДУ, 1994. -С.7.

8. Кудин А.И., Пермяков В.И., Глотов Е.А. Анализ критериев выбора вариантов применения технических средств при тушении резервуаров с нефтепродуктами //Повышение эффективности строительства: Тез. докл. 49-й науч.-техн. конф. /Под ред. Д.Ф.Гончаренко. - Харьков: ХИСИ, 1994. - С.96.

9. Глотов Е.А., Суворова И.Г., Кудин А.И. Перспективы развития технических средств пожаротушения для подачи огнетушащих средств // Повышение эффективности строительства : Тез. докл. 49-й науч.-техн. конф. /Под ред Д.Ф.Гончаренко. - Харьков: ХИСИ, 1994. - С.93.

10. Селиванов В.Г. Глотов Е.А. Бредихин В.В. и др. Получение дальнобойных дисперсных струй с помощью двухфазных

сопел струйных аппаратов // Повышение эффективности строительства: Тез. докл. 49-й науч. - техн. конф. / Под ред. Д.Ф.Гончаренко. - Харьков: ХИСИ.1994.- С.94.

И. Глотов Е.А., Суворова И.Г. Устройство для распыления жидкости. / Решение о выдаче патента на ' изобретение 10.02.96. Приоритет N 1402940. Заявка на изобретение N94003528/12/003430 -Москва: ВНИИГПЭ, 01.02.94.

12. Палюх В.Г., Глотов Е.А., Суворова И.Г. Многоцелевые устройства для тушения различных пожаров. // Проблеми пожеж-HOI безпекн . - Кихв: МВС Украгни, 1995. - С. 198.

13. И.Г.Суворова, Л.П.Шевченко, И.К.Сезонова, Е.А.Глотов Применение метода R-функций при гидродинамическом исследовании проточной части пожарного ствола /лпдвщэння ефективносп буд1вни1хгва: Тези допов!дэй 50 - i кшлэйно! наук. - техн.конф. /За ред. Д.Ф.Гоячаренка.-Харкiв: ХДТУВА, 1995. - С.137.

SUMMARY

Glotov Е.А. New gas-water and water-air arrangement of the extinguish.

The thesis is a manuscript for a Technical Science Candidate's degree, speciality 05.26,02 - fire safety, Kharkov State Technical University of Construction and Architecture, Kharkov, 1996.

The elebration of device for receiving of polydisperae medium on the basis of the result of the computing experiment. The definition of optimum geometrical and dynemic parameters of the deviced is based on the reseach of hidro-dinamical fields inside these devices. The program for the investigation of pressures and velocities field are worked out on the basis of the matematical model of stream of tough liquid in canals of gas-water and water-air arrangement. These programs allow to carry on the computing experiment by modifying Reinold's number and geometrical pa-raraetrs. It enables to reduce the tine Investigation and elaboration of fire - extingushing technical.

АННОТАЦИЯ

Глотов Е.А. Новые газоводяные и водовоздушные устройства пожаротушения.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.26.02 - пожарная безопасность, Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры, Харьков, 1996.

Предлагается разработка устройств для получения полидисперсной среды на основе результатов вычислительного эксперимента. Определение оптимальных геометрических и динамических параметров устройств основано на исследовании гидродинамических полей внутри устройств. Программы для исследования полей давлений и скоростей, разработанные на базе математической модели течения вязкой кидкости в каналах газоводяного и водовоздушного устройств, позволяют проводить вычислительный эксперимент варьированием числа Рейнольдса и геометрических параметров. Это сокращает время исследования и разработки технических средств пожаротушения.

КЛЮЧ0В1 СЛОВА: гщроданамгш поля, R - функщя, поль дисгорсне свредовииэ, розпорошен! струкэкI.

В вдгов ¡дальний за випуск: к.т.н., доц. Зозуля I.B.

Шдписано до друку : 1С.Формат 60x80 1/16 Ум. др. арк. 1.00 Пашр друк. N 1

Обл. вид. арк. 1.05 Тира« 100 пр. Зам.

Харшвський шстигут пожежног безпеки мвс Украгаи Друкарня Х1ПБ 310023, м.Харкт, вул. Чернишевського, 94