Ocena mikrostruktury strumienia wytwarzanego przez dyszę spiralną o pełnym stożku zraszania

• Autorzy: Wąsik Wiktor , Rogula-Kozłowska Wioletta , Majder-Łopatka Małgorzata

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.2890

Warianty tytułu

EN

Evaluation of the microstructure of water jet produced by a full cone spiral nozzle

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Strumienie rozproszone są powszechnie wykorzystywane m.in. do gaszenia, chłodzenia oraz absorpcji substancji niebezpiecznych. W celu zoptymalizowania procesu, w którym wykorzystywane są rozpylacze, niezbędna jest wiedza na temat mikroi makrostruktury wytwarzanych przez nie strumieni. Parametry mikrostruktury strumienia rozpylonego, takie jak średnia średnica kropel czy widmo rozpylenia są uzależnione zarówno od cech konstrukcyjnych dysz, jak również ilości i ciśnienia przepływającej cieczy W artykule przedstawiono wyniki badania mikrostruktury strugi generowanej przez wirową dyszę spiralną TF 6 NN o pełnym stożku zraszania. Badania były przeprowadzone przy różnych ciśnieniach zasilania i w czterech punktach strefy zraszania. Wybór tych punktów był poprzedzony wyznaczeniem rozkładów intensywności zraszania. Do określenia średnich średnic powierzchniowych kropel i widma rozpylenia wykorzystano metodę fotoelektryczną, zaś intensywność zraszania wyznaczono metodą kubełkową. Na podstawie przeprowadzonych badań udowodniono, że w strefie zraszania występują istotne dysproporcje w parametrach mikrostrukturalnych strumienia. Wykazano, że największa ilość wody wypływająca z badanej dyszy jest kierowana do głównego pierścienia zraszania, gdzie występują największe średnie średnice kropel. Zmiana ciśnienia zasilania dyszy nie powoduje istotnych zmian parametrów strugi w centralnej części strefy zraszania. W tym obszarze widmo rozpylenia, intensywność zraszania i średnia średnica kropel, niezależnie od ciśnienia zasilania, były zbliżone. Ponadto udowodniono, że w strefie położonej bezpośrednio pod dyszą odnotowuje się największy stopień rozpylenia strugi.

EN

Dispersed streams are widely used for such purposes as extinguishing, cooling and absorbing hazardous substances. In order to optimise the process in which atomisers are used, it is necessary to understand the micro- and macrostructure of the jets they produce. The parameters of a spray jet microstructure, such as the average droplet diameter or the spray spectrum, are dependent on both the design features of the nozzles and the quantity and the pressure of flowing liquid. This paper presents the results of a study of the microstructure of a jet generated by the vortex spiral nozzle TF 6 NN with a full sprinkling cone. The research was executed at various supply pressures and in four points of the spray zone. The selection of these points was preceded by the determination of spray intensity distributions. The photoelectric method was used to determine the mean surface diameters of droplets and the spray spectrum, while the spray intensity was established using the bucket method. On the basis of the performed tests it has been proven that significant disproportions in the microstructural parameters of the spray occur in the sprinkling zone. It was shown that the tested nozzle directs the largest amount of water to the main spray ring, where the largest average droplet diameters occur. Changing the nozzle supply pressure does not cause significant changes in the spray parameters in the central part of the spray zone. In this area, the spray spectrum, spray intensity and mean droplet diameter were similar regardless of the supply pressure. Moreover, it has been proven that in the zone located directly under the nozzle there is the highest degree of spray jet atomisation.

Słowa kluczowe

PL

dysza; dysza spiralna; rozpylanie; mikrostruktura strumienia rozproszonego; średnia średnica kropel; intensywność zraszania

EN

nozzle; vortex spiral nozzle; spraying; dispersed jet microstructure; mean droplet diameter; spray intensity

• Wydawca: Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Rocznik: 2021
• Tom: Nr 79 (tom 3)
• Strony: 105--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wąsik Wiktor

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej

• https://orcid.org/000-0002-0934-3961

autor

Rogula-Kozłowska Wioletta

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej

• https://orcid.org/0000-0002-4339-0657

autor

Majder-Łopatka Małgorzata

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej

• https://orcid.org/0000-0002-0226-710x

Bibliografia

• 1. Yan Cui, Jianghong Liu, Research progress of water mist fire extinguishing technology and its application in battery fires, “Process Safety and Environmental Protection” 2021, 149, s. 559–574.
• 2. Modak A.U., Abbud-Madrid A., Delplanque J.P. and Kee R.J., The Effect of Mono-Dispersed Water Mist on the Suppression of Laminar Premixed Hydrogen-, Methane-, and Propane-Air Flames, “Combustion & Flame” 2006, 144, s. 103.
• 3. Bill Jr. R.G., Ural E.A., Water Mist Protection of Combustion Turbine Enclosures, Fire Safety Science – Proceedings of the Sixth International Symposium, International Association for Fire Safety, Poitiers, France (1999).
• 4. Zbrożek P., Prasuła J., Wpływ wielkości średnic kropli mgły wodnej na efektywność tłumienia pożarów i chłodzenie, „Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza” 2009, nr 3, s. 113–148.
• 5. Bara A., Dusserre G., The use of water curtains to protect fireman in case of heavy gas dispersion, “J. Loss Prev. Ind. Industries” 1997, Vol. 10, 179–183.
• 6. Węsierski T., Majder-Łopatka M., Comparison of water curtain effectiveness in the elimination of airborne vapours of ammonia, acetone, and low-molecular aliphatic alcohols, “Appl. Sci.” 2018, 8(10), 1971.
• 7. Majder-Łopatka M., Węsierski T., Wąsik W., Wpływ typu dyszy rozpylającej na skuteczność absorpcji obłoku amoniaku powstałego w wyniku awarii przemysłowej, „Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza” 2016, Vol. 42, Issue 2, s. 127–134.
• 8. Liu L., Kim A.K., A Review of Water Mist Fire Suppression Systems – Fundamental Studies, “Journal of Fire Protection Engineering” 2000, 10, 3, s. 32–50.
• 9. Orzechowski Z., Prywer J., Wytwarzanie i zastosowanie rozpylonej cieczy, WNT, Warszawa 2008.
• 10. https://www.dyszeprzemyslowe.pl/dysze-wodne/pelnostozkowe (dostęp 20.08.2021).
• 11. Majder-Łopatka M., Węsierski T., Wąsik W., Binio Ł., Wpływ ciśnienia zasilania spiralnej dyszy wirowej na kąt rozpylenia i gęstość zroszenia strumienia cieczy, „Zeszyty Naukowe SGSP” 2017, nr 61, s. 137–150.
• 12. Roguski J., Zbrożek P., Czerwienko D., Wybrane aspekty stosowania w obiektach budowlanych urządzeń gaśniczych na mgłę wodną, Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego – Państwowy Instytut Badawczy, Józefów 2012.
• 13. Arthur E., Cote P.E., Fire protection handbook, National Fire Protection Association, Inc., Quincy, Massachusetts 2003.
• 14. Kubica P., Gałaj J., Analiza porównawcza skuteczności rozpylania wody przez wybrane dysze mgłowe, „Zeszyty Naukowe SGSP” 2004, nr 31.
• 15. Gałaj J., Kieliszek S., Drzymała T., Badanie wpływu zawirowania strumienia centralnego wybranej dyszy na parametry strumienia rozpylonego, „Zeszyty Naukowe SGSP” 2004, nr 35.
• 16. https://www.bete-dysze.pl/files/bete-duesen-de/pdf/vollkegel/tf.pdf (dostęp 22.07.2021).
• 17. Instrukcja obsługi Analiza Widma Kropel IPS, Zakład Elektronicznej Aparatury Pomiarowej KμK, Warszawa 2014.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).