Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evaluation of the Parameters of the Dispersed Stream Generated by Various Types of Water Nozzles

Wąsik Wiktor

Safety & Fire Technology

|

2023

|

Vol. 61, iss. 1

32--52

EN

Purpose: The purpose of the research was to determine the parameters of the micro- and macro-structure of the streams generated by nozzles of different types, and to identify potential applications of the tested water nozzles, including firefighting and air pollution removal. Project and methods: TF6 FCN, TF6 V, NF 15 and CW 50 water nozzles were tested. At supply pressures of 0.2 MPa, 0.4 MPa and 0.6 MPa, the basic parameters of micro- and macrostructure of the streams were measured and determined: flow rate, spray angle, mass distribution of liquid on the surface (spray intensity), non-uniformity of spray density distribution, and average droplet diameters and spray spectrum. A sputter spectrum analyser, using the photoelectric method, was used to determine the microstructural parameters of the stream. Results: The tested nozzles generated dispersed streams with different parameters. Among the analysed nozzles, the highest degree of dispersion was obtained for the TF 6 FCN sample, whose average Sauter mean diameter (SMD) reached a value of 217.3 µm. In comparison, for the NF15 nozzle, this parameter was 945 µm. The spray spectra indicate a high homogeneity of water dispersion in the stream produced by the nozzles TF 6 FCN and CW 50. From the distribution of mass sprinkling density, the CW 50 nozzle shows the greatest uniformity of spraying. At the same time, however, it reports a small amount of water, since the value of the spray density for this product did not exceed 100 g/( m2 · s), while for the NF 15 nozzle it was more than 2,700 g/( m2 · s). The obtained spray angles were close to those declared by the nozzle manufacturer. In the tests of all samples, a slight effect of supply pressure on the values of this parameter was observed. Conclusions: Among other things, the tests made it possible to conclude that in the range of supply pressures of 0.2÷0.6 MPa, the values of disperse angle and spray area of the analysed nozzles were constant or the recorded differences were insignificant. In addition, it was determined that in the case of nozzles with full spray cones, an increase in supply pressure (within the range of declared operating values) has little effect on changing the parameters of the micro- and macro-structure of the stream. The conducted tests showed the potential use of two nozzles (TF6 FCN, CW 50) in low-pressure fog extinguishing systems producing fog with SMD droplet diameters > 200 µm. For the absorption of hazardous substances, it is recommended.

PL

Cel: Celem badań było określenie parametrów mikro- i makrostruktury strumieni wytwarzanych przez dysze różnego typu oraz wskazanie potencjalnych zastosowań badanych dysz wodnych, w tym do gaszenia pożarów i usuwania zanieczyszczeń z powietrza. Projekt i metody: Badaniom poddano dysze wodne TF6 FCN, TF6 V, NF 15 oraz CW 50. Przy ciśnieniu zasilania równym 0,2 MPa, 0,4 MPa oraz 0,6 MPa zmierzono i wyznaczono podstawowe parametry mikro- i makrostruktury strumieni: natężenie przepływu, kąt rozpylenia, rozkład masowy cieczy na powierzchni (intensywność zraszania), nierównomierność rozkładu gęstości zraszania oraz średnie średnice kropel i widmo rozpylenia. Do określenia paramentów mikrostrukturalnych strumienia zastosowano analizator widma rozpylenia, wykorzystujący metodę fotoelektryczną. Wyniki: Badane dysze generowały strumienie rozpylone o różnych parametrach. Wśród analizowanych dysz największy stopień dyspersji uzyskano dla próbki TF 6 FCN, której średnia średnica Sautera (SMD) dochodziła do wartości 217.3 µm. Dla porównania w przypadku dyszy NF15 parametr ten wynosił 945 µm. Widma rozpylenia wskazują na dużą jednorodność dyspersji wody w strumieniu wytworzonym przez dysze: TF 6 FCN i CW 50. Z rozkładu masowej gęstości zraszania wynika, że dysza CW 50 wykazuje największą równomierność zraszania. Jednocześnie podaje ona jednak małą ilość wody, ponieważ wartość gęstości zraszania dla tego wyrobu nie przekroczyła 100 g/(m2 · s), podczas gdy dla dyszy NF 15 wynosiła ona ponad 2700 g/(m2 · s). Uzyskane kąty rozpylenia były zbliżone do deklarowanych przez producenta dysz. W badaniach wszystkich próbek zaobserwowano niewielki wpływ ciśnienia zasilania na wartości tego parametru. Wnioski: Przeprowadzone badania pozwoliły stwierdzić m.in., że w przedziale ciśnień zasilania 0,2÷0,6 MPa wartości kąta rozpylenia oraz powierzchni zraszania analizowanych dysz były stałe lub zarejestrowane różnice była nieznaczne. Dodatkowo ustalono, że w przypadku dysz o pełnych stożkach zraszania wzrost ciśnienia zasilania (w zakresie deklarowanych wartości pracy) ma mały wpływ na zmianę parametrów mikro- i makrostruktury strumienia. Przeprowadzone badania wykazały możliwości potencjalnego zastosowania dwóch dysz (TF6 FCN, CW 50) w niskociśnieniowych mgłowych systemach gaśniczych wytwarzających mgłę o średnicy kropel SMD > 200 µm. Do celów absorpcji substancji niebezpiecznych rekomenduje się zastosowanie dysz o dużym kącie rozpylenia i pełnym stożku zraszania, które – jak pokazały testy – wytwarzają jednorodne strumienie o małej średnicy kropel.

2

Effect of mist nozzle supply pressure on the ammonia absorption process

Wąsik Wiktor, Majder-Łopatka Małgorzata, Rogula-Kozłowska Wioletta, Węsierski Tomasz

Archives of Environmental Protection

|

2023

|

Vol. 49, no 2

40--49

3

Impact of the Development of the Design of Firefighter Helmets on the Mechanical Shock Absorption Capacity

Walczak Agata, Pieniak Daniel, Lonkwic Paweł, Kupicz Włodzimierz, Ptak Szymon, Piątek Piotr, Wąsik Wiktor, Renkas Artur

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 6

171--184

EN

A firefighter's helmet is used as a basic personal protective equipment item. The purpose of the helmet is to absorb a part of mechanical impact acting towards the rescuer's cervical spine, which may lead to its injury. The aim of the study was to determine the effect of changes in the helmet design on the threshold passive forces transferred to the firefighter's cervical spine. The test subjects were firefighter’s helmets compliant with the European standard for helmets used by fire brigades. The study was carried out under model conditions, using special equipment with a head model and an additional force sensor placed under it, where the cervical spine is anatomically located. The central impact energy was assumed to be 60 J. A semi-spherically ended beater was used. The experimentally determined force-displacement characteristics revealed two phases of force increase. Using polyurethane foam as a cushioning insert instead of the expanded polyester used in older designs reduced values of forces in the first phase of the characteristic. There were many cases where the critical passive force value was exceeded, which would have resulted in the cervical spine injury. Modifications in material selection and component manufacturing technology affect the protective capabilities of firefighter’s helmets and result in their improvement. Nevertheless, helmets that are currently in use are still affected by forces whose values exceed the ones that are considered to be safe for a firefighter.

4

Tests of the mechanical strength of selected climbing ropes used by the state fire service with respect to damage occurring during rescue operations

Pieniak Daniel, Siwiec Sławomir, Walczak Agata, Piątek Piotr, Wąsik Wiktor, Naworol Ireneusz

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2022

|

Nr 82

57--70

EN

The paper deals with the issue of mechanical strength of climbing ropes. These ropes are exposed to the influence of exploitation factors both during training and in rescue operations. Among others, they may sustain mechanical, thermal and chemical damage. The study attempted to provide an evaluation of the effect this damage has on the mechanical strength and extensibility of ropes. The tests were carried out in laboratory conditions, and the courses of force in the function of deformation and impact of force on deformation were recorded. An unfavourable influence of some types of damage on the strength and extensibility of ropes was demonstrated. Mechanical and thermal stresses mainly cause damage to the rope sheath. Their effect on endurance is similar. The remaining strength of the rope is slightly above the minimum allowable tensile strength. On the other hand, the chemical treatment did not cause a noticeable decrease in the rope’s strength.

PL

W pracy podjęto problematykę wytrzymałości mechanicznej lin alpinistycznych. Line te narażone są na oddziaływanie czynników eksploatacyjnych w warunkach ćwiczeń i działań ratowniczych. Mogą powstawać m.in. uszkodzenia mechaniczne, termiczne i chemiczne. W pracy oceniono wpływ uszkodzeń na wytrzymałość mechaniczną i rozciągliwość lin. Badania wykonano w warunkach laboratoryjnych, rejestrowano przebiegi siły w funkcji odkształcenia oraz pracę siły na odkształceniu. Wykazano niekorzystny wpływ niektórych typów uszkodzeń na wytrzymałość i rozciągliwość lin. Narażenia mechaniczne i termiczne uszkadzają głównie oplot liny. Ich wpływ na wytrzymałość jest podobny. Pozostała wytrzymałość liny w niewielkim stopniu przewyższa minimalną dopuszczalną wytrzymałość na rozciąganie. Natomiast działanie środkiem chemicznym nie spowodowało zauważalnego spadku wytrzymałości liny.

5

Ocena mikrostruktury strumienia wytwarzanego przez dyszę spiralną o pełnym stożku zraszania

Wąsik Wiktor, Rogula-Kozłowska Wioletta, Majder-Łopatka Małgorzata

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2021

|

Nr 79 (tom 3)

105--122

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.