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

Czynne systemy ochrony przeciwpożarowej w obiektach budowlanych

Szmytke Ewelina, Kraus-Namroży Natalia

Rynek Instalacyjny

|

2020

|

Nr 11

48--51

PL

Artykuł zawiera informacje na temat możliwości zastosowania czynnych systemów ochrony przeciwpożarowej w obiektach budowlanych. Podstawą opracowania są przepisy prawne oraz inne opracowania zawierające wytyczne dotyczące możliwości stosowania takich instalacji.

EN

The article provides information on the possibility of using active fire protection systems in buildings. The study is based on legal regulations and other studies containing guidelines on the possibility of using such installations.

3

Skuteczność gaszenia za pomocą systemu mgły wodnej na przykładzie pożaru pianki poliuretanowej

Kraus-Namroży Natalia, Brzezińska Dorota

Instal

|

2020

|

nr 9

32--36

PL

Dookoła nas coraz więcej przedmiotów składa się z materiałów polimerowych. Ich właściwości podwyższają komfort codziennego życia. Niestety ze względu na swoją budowę są wspaniałymi paliwami. W artykule omówiono budowę pianek poliuretanowych wraz z opisem procesu ich gaszenia. Opisano przeprowadzone dwa badania polegające na gaszeniu próbek z pianki poliuretanowej dyszą mgłową spiralną i tradycyjnym tryskaczem. Artykuł zawiera także opis badań wykonanych przez innych badaczy oraz wnioski z przeprowadzonych badań własnych.

EN

Around us, more and more objects are made of polymeric materials. Their properties increase the comfort of everyday life. Unfortunately, due to their structure, they are great fuels. This article presents the structure of polyurethane foams with a description of extinguishing them. The article describes two tests carried out, consisting in extinguishing polyurethane foam samples with a spiral water mist nozzle and the traditional sprinkler. The article also contains a description of research carried out by other researchers and conclusions from the own research.

4

Impact of water mist extinguisher construction on parameters of generated drops

Kaźmierak Jan

Architecture Civil Engineering Environment

|

2020

|

Vol. 13, no. 4

99--104

EN

The paper analyses the impact that the construction of water mist extinguishers exerts on the size of generated drops. The test was based on the examination of three extinguishers of two producers, which have been available in the market in recent years. The test was carried out with the use of the IPS Drop Spectrum Analyzer (DSA). The device operates by using the photoelectric method to measure the parameters of the extinguishing stream microstructure. There were two measuring ranges: 0_1 414 μm and 0_2 658 μm. The test results present mean diameters of the generated drops, aggregated curves representative of their share as well as the analysis of the quality of spraying the extinguishing medium. The tests have shown that two out of three tested extinguishers do not generate water mist with standard parameters at a distance of 170 cm. The smallest mean diameters of drops were generated by extinguisher B, whereas the biggest ones by extinguisher C The highest level of spraying among all samples was found for extinguisher B. It’s Sauter diameter mean amounted to 564.03 μm. Further, it was shown what impact the construction of water mist extinguishers exerts on the size of generated drops.

5

Stałe urządzenia gaśnicze mgłowe w garażach – zasady współpracy z wentylacją strumieniową

Brzezińska Dorota, Kraus-Namroży Natalia, Ollesz Renata, Dziubiński Marek

Instal

|

2019

|

nr 5

25--27

PL

Wymóg stosowania instalacji gaśniczych wodnych w wielokondygnacyjnych garażach podziemnych wprowadzony wraz z tegoroczną nowelizacją Warunków Technicznych znacznie poszerza w nich zakres możliwości stosowania mgły wodnej. Czy jednak systemy mgłowe mogą być projektowane bez stworzenia im odpowiednich warunków współpracy z wentylacją pożarową? Niniejszy artykuł omawia wyniki badań oddziaływania wentylacji strumieniowej na systemy mgły wodnej w garażu oraz wytyczne do prawidłowego projektowania obydwu systemów, zapewniającego możliwość ich współpracy.

EN

The requirement to use water-extinguishing systems in the underground garages introduced with this year’s new regulations greatly broadens the range of possibilities for the use of water mist systems. The question is if the water mist systems can be designed without any special conditions of cooperation with smoke ventilation? This article discusses the results of tests on the effects of jet ventilation on the water mist systems in the garage and the guidelines for the proper design of both systems, ensuring that they can be co-operating.

6

Hybrydowe systemy gaśnicze wykorzystujące mgłę wodną i gaz obojętny podczas gaszenia pożarów typu A w pomieszczeniu zamkniętym

Drzymała T., Gałaj J.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 6

963--968

PL

Hybrydowe systemy gaśnicze stanowią połączenie zdolności gaśniczych gazów obojętnych oraz mgły wodnej. Obecnie to najnowsza technologia, która znajduje zastosowanie w stałych urządzeniach gaśniczych. W ramach artykułu przedstawiono wstępne wyniki badań systemu dwufazowego, które zostały zrealizowane w Szkole Głównej Służby Pożarniczej w Warszawie w ramach pracy badawczej pt. „Analiza skuteczności gaśniczej strumieni rozpylonych wytwarzanych przez wybrane dysze mgłowe, prądownice typu Turbo i lance gaśnicze podczas gaszenia pożarów typu A w pomieszczeniu zamkniętym”. Podczas badań dokonano wstępnej oceny skuteczności gaśniczej czterogłowicowego systemu gaśniczego zainstalowanego w komorze badawczej należącej do Zakładu Technicznych Systemów Zabezpieczeń SGSP. Głównym celem artykułu było przeanalizowanie wpływu niektórych parametrów, takich jak ciśnienie zasilania, natężenie przepływu wody i moment rozpoczęcia gaszenia na skuteczność gaśniczą strumieni rozproszonych wytwarzanych przez wybraną dysze hybrydową, podczas pożarów wewnętrznych grupy A. Wnioski z przeprowadzonych badań mogą z jednej strony służyć projektantom stałych systemów gaśniczych oraz mogą stanowić źródło walidacji modeli procesów gaszenia opracowanych w SGSP i innych ośrodkach naukowych na świecie.

EN

Hybrid fire-extinguishing systems combine the inert gas extinguishing capacity and water mist. Today, the latest technol. is used in fixed fire extinguishers. A preliminary assessment of fire performance of a 4-head fire extinguishing system installed in a test chamber was done. The effects of supply pressure, water flow, start time of fire extinguishing on the diffusion flux produced by the selected hybrid nozzles during were detd.

7

Aktywne metody tłumienia detonacji w mieszaninach gazowych

Porowski R., Zieziula D.

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2017

|

Nr 62 (tom 2) (2)

83--97

PL

W artykule przedstawiono przegląd aktywnych metod tłumienia detonacji w mieszaninach gazowych. Opisane w nim zostały metody tłumienia detonacji za pomocą gazu, proszków gaśniczych oraz mgły wodnej. Pomimo znacznej poprawy w zakresie zarządzania i eksploatacji urządzeń, które przetwarzają substancje palne, wciąż istnieje potrzeba stworzenia innowacyjnych metod i środków ochrony przeciwwybuchowej. Podstawowym celem tych urządzeń jest ograniczanie potencjalnych skutków występowania zdarzeń, które mogą wywołać eksplozję. Czynnikami, które mogą się przyczyniać do zmniejszenia skutków wybuchu, są między innymi minimalizacja wystąpienia uszkodzeń i wycieków, ulepszona konstrukcja oraz poprawa procedur operacyjnych i zarządzania bezpieczeństwem w warunkach przemysłowych.

EN

Paper presents the overview of the active methods of detonation suppression processes in reactive gaseous mixtures. In this paper the influence of the inert gas zone, dry powder and water mist on explosion processes was investigated. It was based on the literature review. Despite the significant improvements in the management and service of installations which process the materials of an explosive nature, there is still a need to create the innovative methods and measures to ensure the proper level of explosion safety. The primary purpose of such devices is to minimize the incidence of events that could potentially cause an explosion. The elements, that may contribute to reduce the effect of explosion are among others, the mitigation of explosions damages and flammable substance leaks as well as operating procedures and safety management in industrial applications.

8

The Effect of Water Mist Cooling of Casting Die on the Solidification, Microstructure and Properties of AlSi20 Alloy

Władysiak R., Kozuń A., Pacyniak T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 1

187--194

EN

Unmodified AlSi20 alloy were casted at the research station, allowing for sequential multipoint cooling using a dedicated computer- controlled program. This method allows for the formation of the microstructure of hypereutectic AlSi20 alloy and also increases hardness. Primary silicon dendrites were found in the microstructure of cooled samples. Based on these dendrites, the formation of primary silicon particles is explained. Cooling of casting die with a water mist stream causes changes in solidification, which leads to expansion of the boundary layer with columnar crystals and shrinkage of the core zone with equiaxed crystals. It also causes more regular hardness distribution around pre-eutectic Si crystals, which can lead to tensile strength and machinability improvement.

9

Identification of ultrasonic frequency for water mist generation using piezoelectric transducer

Senthil Murugan S., Vijayakumar P.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2017

|

Vol. 83, nr 2

74--78

EN

Purpose: Water is the most commonly used medium for fire extinguishing. It is both cheap and has high latent heat of evaporation. But the volume of water required for extinguishing the fire is significantly high, this in turn increases the amount of water stored. This can be reduced significantly by improving the efficiency of the extinguishing action by fire suppression. Water mist fire suppression system, Water mist fire extinguisher, fire hydrant are some of the commonly available methods for fire extinguishment process. This paper is about investigation on ultrasonic frequency for water mist generation without pressurized system. Design/methodology/approach: This technique helps reduce the usage of water required for fire extinguishment to a minimum level. Here H-bridge circuit has been designed with piezoelectric transducer which will operate at various frequency range (0 to 3 MHz). The developed model has been used to predict the minimum frequency required for water mist formation, which is about 2 MHz. Findings: An electrical circuit with h-bridge circuit and piezoelectric transducer has been specifically designed for water mist formation using ultrasonic vibrator has been fabricated. It is a tunable frequency circuit. The tunable frequency range various up to maximum of 3 MHz. From the above experimentation it has been identified that minimum 2 MHz Frequency is required for water mist formation in the water reservoir. Future research in this technique for water mist formation with high rating and increase in number of PET could provide better results. Fine water droplet is also possible with high rating frequency. Research limitations/implications: The developed model has been used to predict the minimum frequency required for water mist formation, which is about 2 MHz. These results will be useful in optimizing the water mist suppression system by varying the frequency and distance from the flame.

10

Analysis of Crystallization Process of Intensive Cooled AlSi20CuNiCoMg Alloy

Władysiak R., Kozuń A., Dębowska K., Pacyniak T.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 2

137--144

EN

The work is a continuation of research concerning the influence of intensive cooling of permanent mold in order to increase the casting efficiency of aluminium alloys using the multipoint water mist cooling system. The paper presents results of investigation of crystallization process and microstructure of multicomponent synthetic hypereutectic alloy AlSi20CuNiCoMg. The study was conducted for unmodified silumin on the research station allowing the cooling of the special permanent sampler using a program of computer control. Furthermore the study used a thermal imaging camera to analyze the solidification process of multicomponent alloy. The study demonstrated that the use of mold cooled with water mist stream allows in wide range to form the microstructure of hypereutectic multicomponent silumin. It leads to higher homogeneity of microstructure and refinement of crystallizing phases of casting.

11

Praktyka projektowania urządzeń gaśniczych na mgłę wodną

Malesińska A., Marchewa H.

Rynek Instalacyjny

|

2016

|

Nr 1-2

73--75

PL

Stałe urządzenia gaśnicze mgłowe znajdują coraz szersze zastosowanie w ochronie przeciwpożarowej obiektów budowlanych o różnym przeznaczeniu. Mimo rosnącej popularności wiedza o projektowaniu tego typu instalacji nie jest ogólnie dostępna. Stwarza to wiele problemów. Niniejszy artykuł ma na celu przybliżenie podstawowych zagadnień związanych z problemami przy projektowaniu mgłowych systemów gaśniczych.

EN

Fixed mist extinguishing systems are increasingly used in fire protection of many kind of buildings. Despite the growing popularity, knowledge about designing this type of system is not generally available. It creates many problems. This article aims to bring basic issues related to problems in designing mist extinguishing systems.

12

High-pressure Water Mist Active Firefighting Systems: First Testing Experiences According to Italian Standard UNI 11565

Barbagli M.

Problemy Kolejnictwa

|

2016

|

Z. 171

7--15

EN

The paper presents the preliminary testing experience of Fogtec in testing and assessing on-board high pressure water mists systems for firefighting in passenger areas of rolling stock according to the new Italian standard UNI 11565:2014. The testing has been conducted in EN 17025 certified laboratories in Italy and Germany. The outcomes collected in this preliminary campaign – as well as similar ones by other manufacturers – constituted the base of the UNI 11565:2014 review process started in September 2015 and finalized in May 2016 with the publication of the UNI 11565:2016.

PL

W artykule opisano wstępne badania firmy FOGTEC, prowadzone według nowej włoskiej normy UNI 11565:2014 nad zastosowaniem mgły wodnej pod wysokim ciśnieniem do gaszenia pożarów w taborze pasażerskim. Badania wykonano we Włoszech i Niemczech w laboratoriach certyfikowanych do prowadzenia badań zgodnie z normą EN 17025. Wyniki badań wstępnych oraz badań przeprowadzonych przez producentów były podstawą przeglądu normy UNI 11565:2014 rozpoczętego we wrześniu 2015 roku i zakończonego w maju 2016 roku publikacją normy UNI 11565:2016.

13

Rozpylacze w ochronie przeciwpożarowej

Malesińska A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2016

|

Nr 8

290--293

PL

Podstawowym elementem, mających bezpośredni wpływ na skuteczność gaśniczą instalacji przeciwpożarowej mgły wodnej jest dysza wykorzystana do rozpylenia cieczy. Nie wszyscy jednak zdajemy sobie sprawę ile trudu i nakładów finansowych należy ponieść, aby zaprojektować rozpylacz wytwarzający mgłę wodną o wymaganych parametrach. W niniejszym artykule przedstawiono wstęp do teorii rozpylania cieczy, chcąc przybliżyć podstawowe zagadnienia związane z projektowaniem dysz osobom potencjalnie zainteresowanym wykorzystaniem mgły wodnej do ochrony przeciwpożarowe. Artykuł poświęcony jest podstawowym parametrom zewnętrznym i wewnętrznym charakteryzującym dany typ rozpylaczy. Przedstawione zagadnienia są podstawą do zrozumienia złożoności procesów towarzyszących rozpylaniu cieczy.

EN

The basic element, having a direct impact on the extinguishing effectiveness of the water mist fire protection system is nozzle, which is used to spray the liquid. However, we do not realize how much effort and financial expenditures have to be incurred to specify atomizer generating mist with the required parameters. This article presents an introduction to the theory of the liquid atomization, to bring basic issues related to the design of the nozzle for potentially interested persons in using water mist in fire protection. The article discusses the basic internal and external parameters characterized by the type of atomizer. This issues are fundamental to understand the complexity of the phenomenon accompanying the liquid atomization.

14

Wykorzystanie wykresu Molliera w analizie przemian wilgotnego powietrza w wyrobiskach górniczych

Ptaszyński B.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2016

|

T. 47, nr 10

418--426

PL

W artykule opisano podstawowe przemiany powietrza wilgotnego w wyrobiskach górniczych, wykorzystując do tego wykres Molliera. Wykres ten sporządzony jest w warunkach ustalonej wartości ciśnienia barometrycznego. W wyrobiskach podziemnych, w których występują znaczne zmiany ciśnienia powietrza, wykorzystywanie tego wykresu do analizy przemian wilgotnego powietrza może nie doprowadzić do poprawnych wniosków. W takich przypadkach należy uwzględnić zmianę ciśnienia statycznego powietrza na drodze jego przepływu. Zaproponowano procedurę zmian krzywych na wykresie Molliera, pozwalającą na analizowanie występujących w wyrobiskach górniczych przemian powietrza przy zmianie jego ciśnienia. Omówione w artykule przykłady termodynamicznych przemian powietrza wskazują na istotny wpływ zmiany ciśnienia na jakościowy obraz zachodzących przemian. Uwzględnienie zmian ciśnienia barometrycznego pozwala z większą dokładnością określać strefy z kondensacją pary wodnej w szybie wydechowym i masę wody transportowanej na powierzchnię przez płynące szybem wentylacyjnym powietrze.

EN

In this article, basic humid air transition in mine excavation by usage of Mollier diagram are presented. This diagram is made for steady state of pressure, but the analysis of humid air thermodynamic transitions cannot give a proper physical conclusion for all underground excavations. In these particular cases, the change of air static pressure on the way of its flow should be taken into account. Procedure of curve changing on the Mollier diagram is proposed and this action can enable to analysis of discussed transitions in the case of air pressure change. Examples of thermodynamic transitions are indicated on essential influence of pressure change on quality picture of these transformations. Usage of this modification allows to determine the zones with steam condensation in the upcast ventilation and water mass, which is transported on the surface by the air flow through the upcast.

15

Effect of Casting Die Cooling on Solidification Process and Microstructure of Hypereutectic Al-Si Alloy

Władysiak R., Kozuń A., Pacyniak T.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 4

175--180

EN

The work is a continuation of research concerning the influence of intensive cooling of permanent mold in order to increase the casting efficiency of aluminium alloys using the multipoint water mist cooling system. The paper presents results of investigation of crystallization process and microstructure of synthetic hypereutectic alloys: AlSi15 and AlSi19. Casts were made in permanent mold cooled with water mist stream. The study was conducted for unmodified silumins on the research station allowing the cooling of the special permanent probe using a program of computer control. Furthermore the study used a thermal imaging camera to analyze the solidification process of hypereutectic silumins. The study demonstrated that the use of mold cooled with water mist stream allows in wide range the formation of the microstructure of hypereutectic silumins. It leads to higher homogeneity of microstructure and refinement of crystallizing phases and also it increases subsequently the mechanical properties of casting.

16

From Concept Design to Validation and Verification: Case Study of a Modern and Integrated Fire Protection System for Application on Rolling Stock

Barbagli M.

Problemy Kolejnictwa

|

2014

|

Z. 164

7--20

EN

The paper investigates the design and development of a modern fire protection system for rolling stock application, based on case studies taken from the author’s real experience in project management of several fire protection systems all over the world.

PL

W artykule przeanalizowano projekt i realizację nowoczesnego układu ochrony przeciwpożarowej dla taboru kolejowego. Wykorzystano analizy przypadków zaczerpnięte z praktyki zawodowej autora w zarządzaniu projektami wielu układów ochrony przeciwpożarowej na całym świecie.

17

Effect of Water Mist Cooling on Microstructure of Hypereutectic Al-Si Alloy

Władysiak R., Kozuń A.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 3

117--122

EN

The work is a continuation of research on the use water mist cooling in order to increase efficiency of die-casting aluminum alloys using multipoint water mist cooling system. The paper presents results of investigation of crystallization process and microstructure of synthetic hypereutectic AlSi20 alloy. Casts were made in permanent mold cooled with water mist stream. The study was conducted for unmodified AlSi20 alloy and modified with phosphorus, titanium and boron on the research station allowing sequential multipoint cooling using a dedicated program of computer control. The study demonstrated that the use of mold cooled with water mist stream allows the formation of the microstructure of hypereutectic silumins. A wide range of solidification temperature of hypereutectic silumins increases the potential impact of changes in the cooling rate on a size, a number and a morphology of preeutectic silicon and eutectic α+β (Al+Si).

18

Wybrane aspekty teoriii technologii kształtowania struktury i właściwości wysokojakościowych odlewów siluminowych w kokilach chłodzonych mgłą wodną

Władysiak R.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2013

|

Z. 450

1--230

PL

W pracy przedstawiono wybrane aspekty teorii i technologii otrzymywania wysokojakościowych odlewów siluminowych w kokilach chłodzonych mgłą wodną. Przedstawione wyniki badań dotyczą poprawy właściwości odlewów siluminowych poprzez oddziaływane na proces stygnięcia ciekłego siluminu odlewanego grawitacyjnie w metalowej formie oraz możliwości sterowania przebiegiem krzepnięcia i krystalizacji odlewu. Wymagana w procesie wysoka efektywność otwartego punktowego systemu chłodzenia wynika z doboru optymalnych parametrów generowanej mgły wodnej i maksymalnego wykorzystania zjawiska odparowywania kropel wody na chłodzonej powierzchni kokili. Opracowana technologia jest wspomagana komputerowym system sterowania umożliwiającym optymalizację dozowania ilości i struktury wytwarzanej mgły wodnej do aktualnego zapotrzebowania wybranych stref kokili i odlewu na efektywność chłodzenia oraz zapewniającym bezpieczeństwo procesu odlewania przez niedopuszczenie do występowania strug wody na powierzchni kokili. W pracy przedstawiono badania efektywności generowania mgły wodnej, wpływu parametrów przepływu powietrza i wody na wytwarzany strumień mgły wodnej, wykonane z zastosowaniem kamery szybkiej rejestracji obrazów w świetle widzialnym. Na ich podstawie zanalizowano proces rozpylania wody, strukturę mgły wodnej i opracowano statystyczne zależności parametrów struktury generowanego strumienia od parametrów przepływu wody i powietrza oraz geometrii zastosowanych rozpylaczy i dyszy emitujących. W badaniach efektywności chłodzenia kokili mgłą wodną wykorzystano kamerę termowizyjną. Przeprowadzono badania występowania zjawiska Leidenfrosta oraz zanalizowano i obliczono wartości strumienia ciepła przejmowanego od kokili oraz zakres zmian wartości współczynnika przejmowania ciepła a. Wyniki te umożliwiły opracowanie równań regresji korelujących wartość odbieranego strumienia ciepła z parametrami strumienia mgły wodnej. Badania termograficzne umożliwiły również zanalizowanie zmian pola temperatury chłodzonej powierzchni kokili oraz strefy wymiany ciepła pomiędzy dyszą emitującą mgłę wodną i kokilą w czasie chłodzenia. Na podstawie badań procesu przejmowania ciepła od kokili i odlewu opracowano model matematyczny wymiany ciepła dla kokili chłodzonej mgłą wodną. Przedstawiono procedurę interfejsu sterowania parametrami procesu chłodzenia i wizualizacji zmian temperatury na grubości ścianki kokili w systemie Mathematica. Przeprowadzono symulacje w układzie jednowymiarowym w systemie Mathematica oraz 3D w systemie Ansys, które wykazały możliwość zastosowania opracowanego modelu do badania metodą symulacji procesu krzepnięcia i stygnięcia odlewu i kokili oraz prognozowania parametrów technologii odlewania w kokilach chłodzonych mgłą wodną prostych odlewów płytowych, jak również o złożonej konstrukcji. Przedstawiono opracowany program sterujący sekwencyjnym wielopunktowym chłodzeniem kokili mgłą wodną w sprzężeniu z ciągłym pomiarem temperatury kokili, który zastosowano w badaniach wpływu chłodzenia mgłą wodną na: przebieg stygnięcia odlewu i kokili, zmianę mikrostruktury i właściwości: Rm, Rp0,2 HB, A5 odlewów z siluminów AlSi11, AlSi9Mg i AlSi7Mg. W pracy wykazano, że sekwencyjne punktowe chłodzenie kokil mgłą wodną, charakteryzujące się szerokim zakresem regulacji i wysoką maksymalną efektywnością przejmowania ciepła, umożliwia sterowanie strumieniem ciepła pomiędzy odlewem i kokilą oraz krzepnięcie warstwowe prowadzące do realizacji w całym odlewie zakładanego rodzaju krzepnięcia kierunkowego lub jednoczesnego. W konsekwencji powoduje to: poprawę jakości odlewów w wyniku eliminowania wad skurczowych i wyraźnego zmniejszenia porowatości w odlewie, zwiększenie jednorodności mikrostruktury i jej rozdrobnienie oraz około 25% podwyższenie właściwości mechanicznych i wzrost wydajności procesu na skutek skrócenia cyklu odlewania kokilowego. Wobec powyższego opracowana technologia może stanowić alternatywę dla znacznie droższych technik odlewniczych w wytwarzaniu wysokojakościowych odlewów siluminowych.

EN

The paper presents some aspects of the theory and technology of high quality silumin castings in metal molds cooled with water mist spray. The results of the work relate to improvement of the properties of silumin casts by affecting the cooling of the liquid silumin in gravity cast in metal form and the possibility of controlling the solidification and crystallization of the casting. The high efficiency required from the cooling system is a consequence of an optimal selection of parameters of the generated mist and the maximum use of the phenomenon of water droplets evaporation on the surface of the cooled mold. The technology is assisted by a computer control system that allows the optimization of the volume and structure of the produced water mist as well as provides a process control to a multipoint sequential mold cooling of selected zones as well as the system prevents creating of water streams on the surface of the cast. To examinate the effectiveness of mold cooling with a water spray there was a thermal camera used. The Leidenfrost phenomenon has been observed and there have been the heat flow values analyzed and calculated from the mold with the extent of changes in the heat transfer coefficient a. These results have enabled the development of regression equations correlating the heat flow values to the water mist flow parameters. Thermographic study also allowed to analyze the changes of the temperature field of the cooled mold’s surface and the heat exchange zone between the nozzle emitting water mist and the mold. On the basis of the observed heat transfer from the mold to the casting a mathematical model of heat transfer was developed. A procedure to the control interface with the parameters of the cooling process and visualization of temperature changes on the mold wall thickness was showed in the program Mathematica. Simulations have been run in a one-dimensional system in the Mathematica and 3D Ansys programs, which showed the applicability of the simulation model to the study on the solidification process and cooling of a casting and a permanent mold as well as forecasting of the parameters in metal molds cooled with water spray of a simple as well as complex construction. Presenting a developed program that controls the sequential multi-mold cooling water spray with a continuous measurement of the mold temperature, which is used in the studies on water mist cooling impact in a cooling process of the casting and mold and the changes in the microstructure and the Rm, Rp0,2 HB, A5 properties of the casting silumins AlSi11, AlSi9Mg and AlSi7Mg. The study showed that sequential spot cooling with use of water mist, characterized by a wide range of control means and a high maximum heat transfer efficiency, enables to control the flow of heat between the casting and the mold and it allows for a layered solidification leading to the realization of the entire cast solidification in the expected way: directional or simultaneous. Consequently, the results are: improvement of the quality of the castings as a result of the elimination of defects and significant reduction in shrinkage porosity in the casting, an increase of the homogeneity and fineness of the microstructure, about 25% increase in the mechanical properties and a process efficiency improvement by a reduced die-casting cycle. Therefore, the developed technology can be an alternative to more expensive casting techniques in the production of high quality silumin castings.

19

Modern Trends of Fire Protection in Rolling Stock 2013

Klinger M.

Problemy Kolejnictwa

|

2013

|

Z. 160

77--98

EN

The author at first emphasizes that a key role in the protection of human life and protection against damage to equipment in the event of a fire plays proper and early detection. Then discuss the physical phenomena used in different detection techniques used in rail vehicles also providing concrete practical solutions. In the article author also takes into account the impact of the proper placement of detectors in the efficiency of the system, and presents the results of their effectiveness.

PL

Autor na wstępie podkreśla, że kluczową rolę w ochronie życia ludzkiego oraz zabezpieczeniu przed stratami materialnymi w przypadku ewentualnego pożaru odgrywa sprawne i wczesne jego wykrywanie. Następnie omawia zjawiska fizyczne wykorzystane w różnych technikach detekcji stosowanych w pojazdach szynowych, przedstawiając również konkretne praktyczne rozwiązania. W artykule Autor uwzględnia również wpływ właściwego rozmieszczenia czujek na efektywność działania instalacji, a także prezentuje wyniki badań ich skuteczności.

20

Low Pressure Water Mist Fire Protection System

Pikulski K.

Problemy Kolejnictwa

|

2013

|

Z. 160

99--108

EN

The article describes the problem of seeking new and low cost extinguishing agents that are still current problem. Author shows that the most common, cheapest and neutral to the environment, and at the same time an effective extinguishing agent is water. Using the water as a mist strongly reduces the formation of post-fire losses. The paper was discussed Polish low-pressure spray solution and areas of its possible application.

PL

W artykule opisano poszukiwania nowych i jednocześnie tanich środków gaśniczych. Autor udowadnia, ze najpowszechniejszym, najtańszym i obojętnym dla środowiska naturalnego, a równocześnie skutecznym środkiem gaśniczym jest woda, której stosowanie w postaci mgły wodnej zdecydowanie ogranicza powstawanie strat popożarowych. W artykule omówiono polską technologię generowania mgły niskociśnieniowej oraz możliwe obszary zastosowania mgły wodnej w systemach ochrony pożarowej.