Analiza wpływu wydajności i kąta rozpylenia na rozkład średnic kropel w strumieniu rozpylonym wytwarzanym przez prądownicę Turbo Master 52

• Autorzy: Gałaj J. , Drzymała T. , Tabaka D.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.43.3.2016.5

Warianty tytułu

EN

An Analysis of the Impact of Flow Rate and Spray Angle on the Distribution of Water Droplet Diameters in the Spray Stream Generated by the Turbo Master 52 Nozzle

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Cel: Średnice kropel w strumieniu rozpylonym mają istotny wpływ na jego skuteczność gaśniczą. W związku z powyższym niniejsza praca miała na celu wyznaczenie rozkładu średnic kropel w strumieniu rozpylonym podawanym z prądownicy Turbo Master 52 przy różnych wydajnościach i kątach rozpylenia, a następnie przeanalizowanie wpływu ostatniego z wymienionych parametrów na ten rozkład. Metody: Badania przeprowadzono dla trzech standardowych wydajności prądownicy: 200 dm³/min, 300 dm³/min i 400 dm³3/min, które mierzono przy pomocy przepływomierza elektromagnetycznego. Pomiar średnic kropel zrealizowano przy pomocy sondy AWK produkcji KAMIKA Instruments, która została połączona z analizatorem kropel współpracującym poprzez specjalną kartę z zestawem komputerowym. Zainstalowane oprogramowanie specjalistyczne wskazanej wyżej firmy umożliwia nie tylko odczyt średnich objętościowych średnic kropel, ale również czas pomiaru, liczbę kropel zliczoną w poszczególnych przedziałach średnic oraz sumaryczną liczbę zliczonych kropel. Według producenta całkowity błąd pomiaru nie przekracza 2,5%. Po wstępnym wyznaczeniu elipsy zraszania dla każdego przypadku określano położenie punktów pomiarowych. Wyniki: Dzięki przeprowadzonym eksperymentom uzyskano zbiór wielkości średnich średnic kropel w wyznaczonych punktach pomiarowych dla różnych wydajności i kątów rozpylenia. W celu porównania otrzymanych wyników i ich oceny zdefiniowano kilka parametrów, takich jak: całkowita średnia średnica kropel, wskaźnik nierównomierności rozpylania i wskaźnik odchylenia od średnicy optymalnej. W postaci tabelarycznej i graficznej przedstawiono zależności tych parametrów od wydajności prądownicy. Wnioski: Na podstawie przeprowadzonych badań uzyskano informację nt. wpływu wydajności prądownicy na średnią średnicę objętościową rozpylanych kropel oraz na wartości wskaźników odchylenia od średnicy optymalnej i nierównomierności rozpylenia. Pozwala ona na wybór odpowiedniej wydajności prądownicy przy danym kącie jej pochylenia i rozpylenia strumienia, dla której skuteczność gaśnicza będzie największa. Odpowiada ona najmniejszym wartościom obydwu wskaźników.

EN

Aim: As the diameters of the droplets in a spray stream have a significant impact on the effectiveness of the extinguishing process, the main purpose of this work was to determine the distribution of water droplet diameters in the spray stream supplied from the Turbo Master 52 nozzle at various flow rates and spray angles and then analyse the impact of the latter parameter on this distribution. Methods: Three standard nozzle flow rates were used in the experiment – 200 dm3/min, 300 dm3/min and 400 dm3/min - and they were measured using an electromagnetic flow meter. The measurement of droplet diameters was carried out using an AWK probe manufactured by KAMIKA Instruments, which was connected to a droplet analyser communicating through a special card with a computer set. The installed specialised software from the same company not only allows you to read average volumetric droplet diameters, but also the time of measurement, the counted number of drops in the individual diameter intervals and the total number of counted drops. According to the manufacturer, the total measurement error does not exceed 2.5%. After the initial determination of the spraying ellipse, the position of the measuring points was determined for each case. Results: The performed experiments allowed obtaining a set of average droplet diameters at the designated measuring points for different flow rates and spray angles. In order to compare the obtained results and to evaluate them, several parameters, such as the overall average diameter of all droplets, uneven spraying indicator, and the indicator of deviation from the optimum diameter were defined. The dependences of these parameters on the flow rate of the nozzle were presented in tabular and graphical forms. Conclusions: Based on the performed experiments, information on the impact of the flow rate of the nozzle on the average volume diameter of spray droplets and the values of the indicators of deviation from the optimal diameter and uneven spraying were obtained. This allows us to select the appropriate flow rate of the nozzle at a given tilt angle and spray angle, which will be the most effective for firefighting. It corresponds to the lowest values of both indicators.

Słowa kluczowe

PL

gaszenie pożarów; strumień; prądownice wodne; strumień rozpylony; rozkład średnic kropel; intensywność zraszania; powierzchnia zraszania

EN

fire extinguishing; spray; water nozzle; water stream; water-droplet diameter; sprinkling intensity; sprinkling area

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 43, nr 3
• Strony: 51--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., fot., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Gałaj J.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej

autor

Drzymała T.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej

autor

Tabaka D.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej

Bibliografia

• [1] Bielecki P., Podstawy taktyki gaszenia pożarów, Kraków 1996.
• [2] Farley J., Scheffey J., Naval Research Laboratory - US Navy - NRL Ltr Rpt 6180/0798.2, Nov 17 1994.
• [3] Gałaj J., Kieliszek S., Badanie wpływu niektórych własności geometrycznych dysz na parametry strumienia rozpylonego, „Prace Naukowe Politechniki Radomskiej: Transport” 2004, 2(20).
• [4] Gałaj J., Drzymała T., Badanie wpływu ciśnienia zasilania na parametry strumienia rozpylonego wytwarzanego przez dyszę naddźwiękową, „Prace Naukowe Politechniki Radomskiej: Transport” 2005, 3(23).
• [5] Gałaj, J., Drzymała, T. Projekt rozwojowy nr O ROB 0010 03 001 „Nowoczesne narzędzia inżynierskie do wspomagania decyzji, przeznaczone dla dowódców podczas działań ratowniczo-gaśniczych PSP w obiektach budowlanych”. Sprawozdanie z IV etapu, Warszawa 2014.
• [6] Gil D., Placek P., Wyposażenie techniczne – armatura wodna i pianowa, Częstochowa 2003.
• [7] Grimwood P., Rozgorzenie i techniki operowania prądami wodnymi, www.firetactics.com, [dostęp: 30.04.2016].
• [8] Grimwood P., Flashover & Nozzle Techniques, Tactical Firefighting, Crisis & Emergency Management Centre, London 2002
• [9] Grimwood, P., Fire-fighting flow-rate, 2005. https://firenotes.ca/download/Flow_Rates_for_Firefighting.pdf [accessed: 30.04.2016].
• [10] Kaleta A., Wpływ rozdrobnienia strumienia wodnego na jego skuteczność gaśniczą. Warszawa, BIT KGSP 1985, 2.
• [11] Kamiński A. Sytuacje pożarowe, siły i środki niezbędne w działaniach taktycznych, Wydawnictwo SGSP, Warszawa 1998, 111.
• [12] KAMIKA Zakład Elektronicznej Aparatury Pomiarowej, AWK SYSTEM. Analiza Wielkości Cząstek KμK, Warszawa 1999.
• [13] Kochan Ł., Badanie własności przepływowych wybranych prądownic wodnych aktualnie stosowanych w działaniach PSP, Praca inżynierska SGSP, Warszawa 2014.
• [14] Kokot-Góra Sz., Techniki operowania prądami gaśniczymi, Air Press, Opole 2015.
• [15] Kolman R., Badanie wpływu wybranych parametrów geometrycznych dyszy i ciśnienia zasilania na parametry strumienia rozpylonego, Praca magisterska, SGSP, Warszawa 2004.
• [16] Mawhinney J., Richardson J., A Review of Water Mist Fire Suppression Research and Development, „Fire Technology” 1996, 54-90.
• [17] Mawhinney J.R., Engineering Criteria for Water Mist Fire Suppression Systems, Ottawa 1993.
• [18] Orzechowski Z., Prywer J., Wytwarzanie i zastosowanie rozpylonej cieczy, WNT, Warszawa 2008.
• [19] Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., Mechanika płynów w inżynierii środowiska, WNT, Warszawa 1997.
• [20] Orzechowski Z., Prywer J., Rozpylanie cieczy, WNT, Warszawa 1991.
• [21] Placek P., Sprzęt i armatura wodna, Warszawa 2011.
• [22] Tabaka, D., Analiza wpływu wydajności na rozkład średnic kropel i intensywność zraszania w strumieniu rozpylonym wytwarzanym przez prądownicę Turbo Master 52, Praca inżynierska SGSP, Warszawa 2016.
• [23] http://www.iafss.org/publications/frn/author/1551, [dostęp: 30.04.2016].
• [24] Sklep internetowy Florian, http://florian.sklep.pl/, [dostęp: 30.04.2016].
• [25] PN-EN 15182-1:2007 Prądownice dla straży pożarnej. Część 1. Wymagania ogólne.
• [26] PN-EN 15182-2:2007 Prądownice dla straży pożarnej. Część 2. Prądownice uniwersalne PN 16.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.