firesmiПожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion SafetyPozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety0869-74932587-6201ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»10.18322/PVB.2015.24.09.25-31firesmi-458Research ArticleПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВАCOMBUSTION AND EXPLOSION PROCESSESОСОБЕННОСТИ ИСПАРЕНИЯ КАПЕЛЬ ВОДЫ В ПЛАМЕНАХ ТИПИЧНЫХ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙFEATURES OF EVAPORATION OF WATER DROPLETS IN FLAMES OF TYPICAL FLAMMABLE LIQUIDSДмитриенкоМ. А.DmitrienkoM. A.mad2@tpu.ruСтрижакП. А.StrizhakP. A.pavelspa@tpu.ruЖдановаА. О.ZhdanovaA. O.zhdanovaao@tpu.ruЭнергетический институт, Национальный исследовательский Томский политехнический университетРоссияInstitute of Power Engineering, National Research Tomsk Polytechnic UniversityRussian Federation2015150520182492531Copyright © Дмитриенко М.А., Стрижак П.А., Жданова А.О., 20182018Дмитриенко М.А., Стрижак П.А., Жданова А.О.Dmitrienko M.A., Strizhak P.A., Zhdanova A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/458

С целью разработки теоретических основ технологии тушения пожаров с участием типичных горючих жидкостей и нефтепродуктов парокапельными водяными облаками исследованы процессы испарения капель воды при их движении через продукты сгорания бензина, керосина и технического спирта. Определены интегральные характеристики испарения капель воды с использованием высокоскоростной (до 105 кадров в секунду) видеорегистрации, панорамных кросскорреляционных комплексов (на основе PIV- и SP-методов) и специализированного программного обеспечения (Tema Automotive) для непрерывного слежения за каплями. Установлено определяющее влияние размеров генерируемых капель и начальных скоростей их движения на интенсивность прогрева и испарения капель в потоке высокотемпературных продуктов сгорания бензина, керосина и технического спирта. На основании сравнения результатов проведенных экспериментов и известной модели тепломассопереноса установлены аппроксимаци-онные выражения для прогнозирования скоростей испарения капель воды в высокотемпературных продуктах сгорания.

This article presents the results of experimental investigations of the evaporation of water droplets under velocity conditions through atypical combustion of flammable liquids and oil products. The studies were focused on creating an experimental basis, sufficient for the development of the basic elements of fire extinguishing technologies using atomized water. It is established a determining influence of the sizes of generated droplets and initial velocities of their movement on the intensity of heating and evaporation of the droplets in the stream of high-temperature combustion products of gasoline, kerosene, and commercial alcohol. The results of experimental studies with the known model of heat and mass transfer are compared. An approximate expressions to predict the velocities of evaporation of water droplets in the combustion products of typical flammable liquids and oil products are determined. It is distinguished an opportunity to fairly simple assess of necessary and sufficient conditions for the complete evaporation of the water in the flames of oil products (at a known temperature of the flame).

высокотемпературные продукты сгораниягорючие жидкостинефтепродуктыкапли водыиспарениеhigh-temperature combustion gasesflammable liquidsoil productswater dropletsevaporationReferencesСобурь С. В. Пожарная безопасность нефтегазохимических предприятий : справочник. - М. : ПожКнига, 2004. - 431 с.Собурь С. В. Пожарная безопасность нефтегазохимических предприятий : справочник. - М. : ПожКнига, 2004. - 431 с.Молчанов В. П. Основные принципы обеспечения пожарной безопасности объектов добычи нефти и газа // Пожарная безопасность. - 2004. - № 1. - С. 29-32.Молчанов В. П. Основные принципы обеспечения пожарной безопасности объектов добычи нефти и газа // Пожарная безопасность. - 2004. - № 1. - С. 29-32.Горшков В. И. Тушение пламени горючих жидкостей. - М. : Пожнаука, 2007. - 268 с.Горшков В. И. Тушение пламени горючих жидкостей. - М. : Пожнаука, 2007. - 268 с.Karpov A. I., Novozhilov V.B., Bulgakov V.K., Galat A. A. Numerical modeling of the effect of fine water mist on the small scale flame spreading over solid combustibles // Fire Safety Science : Proceeding of Eighth International Symposium.- 2005.- Vol. 8. -P. 753-764.DOI: 10.3801/IAFSS.FSS.8-753.Karpov A. I., Novozhilov V.B., Bulgakov V.K., Galat A. A. Numerical modeling of the effect of fine water mist on the small scale flame spreading over solid combustibles // Fire Safety Science : Proceeding of Eighth International Symposium.- 2005.- Vol. 8. -P. 753-764.DOI: 10.3801/IAFSS.FSS.8-753.Соковиков В. В., Тугое A. H., Гришин В. В., Камышев В. Н. Автоматическое водяное пожаротушение с применением тонкораспыленной воды на электростанциях // Энергетик. - 2008. - № 6. - С. 37-38.Соковиков В. В., Тугое A. H., Гришин В. В., Камышев В. Н. Автоматическое водяное пожаротушение с применением тонкораспыленной воды на электростанциях // Энергетик. - 2008. - № 6. - С. 37-38.Корольченко Д. A., Громовой В. Ю., Ворогушин О. О. Применение тонкораспыленной воды для тушения пожаров в высотных зданиях // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20, № 9. - С. 54-57.Корольченко Д. A., Громовой В. Ю., Ворогушин О. О. Применение тонкораспыленной воды для тушения пожаров в высотных зданиях // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20, № 9. - С. 54-57.Виноградов A. Г. Учет спектрального состава теплового излучения при расчете коэффициента пропускания капли воды // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 9. - С. 64-73.Виноградов A. Г. Учет спектрального состава теплового излучения при расчете коэффициента пропускания капли воды // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 9. - С. 64-73.Виноградов A. Г. Применение теории затопленных струй к расчету параметров водяных завес // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23, № 5. - С. 76-87.Виноградов A. Г. Применение теории затопленных струй к расчету параметров водяных завес // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23, № 5. - С. 76-87.Volkov R. S., Vysokomornaya O. V., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Experimental study of the change in the mass of water droplets in their motion through high-temperature combustion products // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. - 2013. - Vol. 86, No. 6. - P. 1413-1418. DOI: 10.1007/s10891-013-0967-z.Volkov R. S., Vysokomornaya O. V., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Experimental study of the change in the mass of water droplets in their motion through high-temperature combustion products // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. - 2013. - Vol. 86, No. 6. - P. 1413-1418. DOI: 10.1007/s10891-013-0967-z.Vysokomornaya O. V., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Experimental investigation of atomized water droplet initial parameters influence on evaporation intensity in flaming combustion zone // Fire Safety Journal. -2014. - Vol. 70. - P. 61-70. DOI: 10.1016/j.firesaf.2014.08.016.Vysokomornaya O. V., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Experimental investigation of atomized water droplet initial parameters influence on evaporation intensity in flaming combustion zone // Fire Safety Journal. -2014. - Vol. 70. - P. 61-70. DOI: 10.1016/j.firesaf.2014.08.016.Volkov R. S., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Experimental investigation of mixtures and foreign inclusions in water droplets influence on integral characteristics of their evaporation during motion through high-temperature gas area // International Journal of Thermal Sciences. - 2015. - Vol. 88. - P. 193-200. DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2014.10.002.Volkov R. S., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Experimental investigation of mixtures and foreign inclusions in water droplets influence on integral characteristics of their evaporation during motion through high-temperature gas area // International Journal of Thermal Sciences. - 2015. - Vol. 88. - P. 193-200. DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2014.10.002.Janiszewski J.Measurement procedure of ring motion with the use of high-speed camera during electromagnetic expansion // Metrology and Measurement Systems. - 2012.-Vol. 19, No. 4. - P. 797-804.Janiszewski J.Measurement procedure of ring motion with the use of high-speed camera during electromagnetic expansion // Metrology and Measurement Systems. - 2012.-Vol. 19, No. 4. - P. 797-804.Janiszewski J. Ductility of selected metals under electromagnetic ring test loading conditions // International Journal of Solids and Structures. - 2012. - Vol. 49, No. 7-8. - P. 1001-1008. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2012.01.005.Janiszewski J. Ductility of selected metals under electromagnetic ring test loading conditions // International Journal of Solids and Structures. - 2012. - Vol. 49, No. 7-8. - P. 1001-1008. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2012.01.005.Kuznetsov G. V., Kuybin P. A., Strizhak P. A. Estimation of the numerical values of the evaporation constants of water droplets moving in a high-temperature gas flow // High Temperature. - 2015. - Vol. 53, No. 2. -P. 254-258. DOI: 10.1134/S0018151X15020133.Kuznetsov G. V., Kuybin P. A., Strizhak P. A. Estimation of the numerical values of the evaporation constants of water droplets moving in a high-temperature gas flow // High Temperature. - 2015. - Vol. 53, No. 2. -P. 254-258. DOI: 10.1134/S0018151X15020133.Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Numerical investigation of the influence of convection in a mixture of combustion products on the integral characteristics of the evaporation of a finely atomized water drop // Journal of Engineering Physics and Thermophysics.-2014.-Vol. 87, No. 1.-P. 103-111. DOI: 10.1007/s10891-014-0990-8.Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Numerical investigation of the influence of convection in a mixture of combustion products on the integral characteristics of the evaporation of a finely atomized water drop // Journal of Engineering Physics and Thermophysics.-2014.-Vol. 87, No. 1.-P. 103-111. DOI: 10.1007/s10891-014-0990-8.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.