firesmiПожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion SafetyPozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety0869-74932587-6201ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»10.18322/PVB.2015.24.11.14-23firesmi-476Research ArticleСтатьиЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕН ПОДАВЛЕНИЯ ГОРЕНИЯ МОДЕЛЬНОГО ОЧАГА ЛЕСНОГО ПОЖАРА ТОНКОДИСПЕРСНЫМ КАПЕЛЬНЫМ ПОТОКОМEXPERIMENTAL DETERMINATION OF THE SUPPRESSION BURNING MODEL FOREST FIRES OF FINE DROPLET FLOWАнтоновД. В.AntonovD. V.dva14@tpu.ruВолковР. С.VolkovR. S.romanvolkov@tpu.ruЗабелинМ. В.ZabelinM. V.zabelinmv@tpu.ruПискуновМ. В.PiskunovM. V.piskunovmv@tpu.ruСтрижакП. А.StrizhakP. A.pavelspa@tpu.ruЭнергетический институт; Национальный исследовательский Томский политехнический университетРоссияInstitute of Power Engineering; National Research Tomsk Polytechnic UniversityRussian Federation20151505201824111423Copyright © Антонов Д.В., Волков Р.С., Забелин М.В., Пискунов М.В., Стрижак П.А., 20182018Антонов Д.В., Волков Р.С., Забелин М.В., Пискунов М.В., Стрижак П.А.Antonov D.V., Volkov R.S., Zabelin M.V., Piskunov M.V., Strizhak P.A.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/476

Проведены экспериментальные исследования процесса подавления горения модельного очага лесного пожара тонкодисперсным капельным водяным потоком с начальным размером капель 50-300 мкм и объемной концентрацией около 0,0012 м3 капель на 1 м3 газа. Применены средства высокоскоростной (до 6-105 кадров в секунду) видеорегистрации и специализированное программное обеспечение "Tema Automotive". Выявлены условия, при которых происходит полная ликвидация очага горения. Определены оптимальные размеры капель воды, количество форсунок и их взаимное расположение, обеспечивающие эффективное тушение очага пожара (характерное время тушения около 220 с при минимальном расходе тушащего жидкостного состава около 4,5 л). Проведена экспериментальная оценка полноты испарения одиночных капель воды в условиях движения их через модельный очаг пожара. Показано хорошее соответствие полученных данных с результатами ранее проведенных лабораторных исследований.

In this paper the main attention is paid to a problem of increase of efficiency of fire extinguishing mechanisms with using sprayed water, in particular, to studying of extinguishment times of burning of the model forest fire with use of a fine droplet flow. The optimum sizes of sprayed water droplets, quantity of nozzles and their relative positioning which are required for the effective fire extinguishing are revealed with use of high-speed video registration equipment and panoramic optical methods. The reasons of emergence of the turning phenomenon of sprayed water droplets at extinguishment of ignitions are analyzed. The minimum extinguishment times of burning are defined. Comparison of researches results of single water droplets evaporation processes in the conditions of field tests (with use of model fire group) and when carrying out similar experiments in laboratory was executed. Rather satisfactory compliance of experimental data on liquid evaporation rates is revealed. It is established that systematic errors of measurement of the water droplet sizes were no more than 0.03 mm, random - no more than 5.9 %. The maximum measurement error of extinguishment times didn't exceed 1 sec.

пламявысокотемпературные газыраспыленная водатушениеиспытаниямодельный очаг пожараflamehigh temperaturegaseswater sprayextinguishmentcheckoutmodel fireReferencesДешевых Ю. И. За год пожары уничтожают в России целый город со всей инфраструктурой // Безопасность. Достоверность. Информация. - 2010. - № 3(89). - С. 10-11.Дешевых Ю. И. За год пожары уничтожают в России целый город со всей инфраструктурой // Безопасность. Достоверность. Информация. - 2010. - № 3(89). - С. 10-11.Яницкий О. Н. Пожары 2010 г. в России: экосоциологический анализ // Социологические исследования. - 2011. - № 3. - С. 4-12.Яницкий О. Н. Пожары 2010 г. в России: экосоциологический анализ // Социологические исследования. - 2011. - № 3. - С. 4-12.Доррер Г.А., Якимов С. П., Васильев С. А. Прогнозирование динамики распространения лесных пожаров в России // Проблемы управления рисками в техносфере. - 2010. - Т. 16, № 4. - С. 65-67.Доррер Г.А., Якимов С. П., Васильев С. А. Прогнозирование динамики распространения лесных пожаров в России // Проблемы управления рисками в техносфере. - 2010. - Т. 16, № 4. - С. 65-67.Корольченко Д. А., Громовой В. Ю., Ворогушин О. О. Применение тонкораспыленной воды для тушения пожаров в высотных зданиях // Вестник МГСУ. - 2011. - № 1-2. - С. 331-335.Корольченко Д. А., Громовой В. Ю., Ворогушин О. О. Применение тонкораспыленной воды для тушения пожаров в высотных зданиях // Вестник МГСУ. - 2011. - № 1-2. - С. 331-335.Соковиков В. В., Тугое А. Н., 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 А. Н., Гришин В. В., Камышев В. Н. Автоматическое водяное пожаротушение с применением тонкораспыленной воды на электростанциях // Энергетик. - 2008. - № 6. - С. 37-38.Сегаль М.Д. Использование тонкораспыленной воды для повышения противопожарной защиты кабельных сооружений АЭС // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. - 2011. - №4.- С. 61-64.Сегаль М.Д. Использование тонкораспыленной воды для повышения противопожарной защиты кабельных сооружений АЭС // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. - 2011. - №4.- С. 61-64.Виноградов А. Г. Учет спектрального состава теплового излучения при расчете коэффициента пропускания капли воды // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 9. - С. 64-73.Виноградов А. Г. Учет спектрального состава теплового излучения при расчете коэффициента пропускания капли воды // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 9. - С. 64-73.Виноградов А. Г. Методика расчета экранирующих свойств водяных завес //Пожаровзрывобез-опасность. - 2014. - Т. 23, № 1. - С. 45-56.Виноградов А. Г. Методика расчета экранирующих свойств водяных завес //Пожаровзрывобез-опасность. - 2014. - Т. 23, № 1. - С. 45-56.Виноградов А. Г. Применение теории затопленных струй к расчету параметров водяных завес // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23, № 5. - С. 76-87.Виноградов А. Г. Применение теории затопленных струй к расчету параметров водяных завес // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23, № 5. - С. 76-87.Саламов А. А. Современная система пожаротушения "водяной туман" высокого давления // Энергетик. -2012. - №3. - С. 16-18.Саламов А. А. Современная система пожаротушения "водяной туман" высокого давления // Энергетик. -2012. - №3. - С. 16-18.Терпигорьев В. Водяной туман как средство защиты объектов культуры // Алгоритм безопасности. - 2006. - № 5. - С. 18-20.Терпигорьев В. Водяной туман как средство защиты объектов культуры // Алгоритм безопасности. - 2006. - № 5. - С. 18-20.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.Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Испарение одиночных капель и потока распыленной жидкости при движении через высокотемпературные продукты сгорания // Теплофизика высоких температур. - 2014. - Т. 52, № 4. - С. 597-604.Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Испарение одиночных капель и потока распыленной жидкости при движении через высокотемпературные продукты сгорания // Теплофизика высоких температур. - 2014. - Т. 52, № 4. - С. 597-604.Волков Р. С., Жданова А. О., Стрижак П. А., Кузнецов А. Е., Москвилин Е. А. О роли распылительных устройств при тушении пожаров //Пожаровзрывобезопасность. -2015. -Т. 24, № 3. - С. 42-60.Волков Р. С., Жданова А. О., Стрижак П. А., Кузнецов А. Е., Москвилин Е. А. О роли распылительных устройств при тушении пожаров //Пожаровзрывобезопасность. -2015. -Т. 24, № 3. - С. 42-60.Стрижак П.А., Волков Р. С., Забелин М. В., Курисько А. С. Особенности испарения одиночных и полидисперсного потока капель воды в высокотемпературной газовой среде // Фундаментальные исследования. -2014. - № 9-2. - С. 307-311.Стрижак П.А., Волков Р. С., Забелин М. В., Курисько А. С. Особенности испарения одиночных и полидисперсного потока капель воды в высокотемпературной газовой среде // Фундаментальные исследования. -2014. - № 9-2. - С. 307-311.Волков Р. С., Жданова А. О., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Экспериментальное определение размеров капель водяного потока, уносимых высокотемпературными газами // Теплоэнергетика. - 2015.-№8. - С. 50-56. DOI: 10.1134/S0040363615080093.Волков Р. С., Жданова А. О., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Экспериментальное определение размеров капель водяного потока, уносимых высокотемпературными газами // Теплоэнергетика. - 2015.-№8. - С. 50-56. DOI: 10.1134/S0040363615080093.Волков Р. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Экспериментальное исследование интегральных характеристик испарения пресной и соленой воды при движении через пламя // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. - 2014. - №2. - С. 18-23.Волков Р. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Экспериментальное исследование интегральных характеристик испарения пресной и соленой воды при движении через пламя // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. - 2014. - №2. - С. 18-23.Волков Р. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Численная оценка оптимальных размеров капель воды в условиях ее распыления средствами пожаротушения в помещениях // Пожаровзрывобез-опасность. - 2012. - Т. 21, № 5. - С. 74-78.Волков Р. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Численная оценка оптимальных размеров капель воды в условиях ее распыления средствами пожаротушения в помещениях // Пожаровзрывобез-опасность. - 2012. - Т. 21, № 5. - С. 74-78.Жданова А. О., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Влияние распределения капель воды в "водяном снаряде" на температуру в его следе // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 2. - С. 9-17.Жданова А. О., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Влияние распределения капель воды в "водяном снаряде" на температуру в его следе // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 2. - С. 9-17.Корольченко Д. А. Изменение характеристик горения горючей жидкости при тушении тонкораспыленной водой // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21, № 5. - С. 79-80.Корольченко Д. А. Изменение характеристик горения горючей жидкости при тушении тонкораспыленной водой // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21, № 5. - С. 79-80.Душкин А. Л., Ловчинский С. Е. Взаимодействие пламени горючей жидкости с тонкораспыленной водой // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20, № 11. - С. 53-55.Душкин А. Л., Ловчинский С. Е. Взаимодействие пламени горючей жидкости с тонкораспыленной водой // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20, № 11. - С. 53-55.Гришин А. М., Лобода Е. Л., Ерохонова А. А., Таныгина М.Н. Экспериментальное исследование критических условий перехода низового лесного пожара в верховой // Пожарная безопасность. - 2010. - № 1. -С. 120-125.Гришин А. М., Лобода Е. Л., Ерохонова А. А., Таныгина М.Н. Экспериментальное исследование критических условий перехода низового лесного пожара в верховой // Пожарная безопасность. - 2010. - № 1. -С. 120-125.Перминов В.А., Алексеев Н. А., Кырмакова О. С. Математическое моделирование перехода низового лесного пожара в верховой // Контроль. Диагностика. - 2012. - № 13. - С. 179-182.Перминов В.А., Алексеев Н. А., Кырмакова О. С. Математическое моделирование перехода низового лесного пожара в верховой // Контроль. Диагностика. - 2012. - № 13. - С. 179-182.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.Westerweel J. Fundamentals of digital particle image velocimetry // Measurement Science and Technology. - 1997. - Vol. 8, Issue 12. - P. 1379-1392. DOI: 10.1088/0957-0233/8/12/002.Westerweel J. Fundamentals of digital particle image velocimetry // Measurement Science and Technology. - 1997. - Vol. 8, Issue 12. - P. 1379-1392. DOI: 10.1088/0957-0233/8/12/002.Akhmetbekov Y.K., Alekseenko S. V., Dulin V. M., Markovich D. M., Pervunin K. S. Planar fluorescence for round bubble imaging and its application for the study of an axisymmetric two-phase jet // Experiments in Fluids. - 2010. - Vol. 48, No. 4. - P. 615-629. DOI: 10.1007/s00348-009-0797-0.Akhmetbekov Y.K., Alekseenko S. V., Dulin V. M., Markovich D. M., Pervunin K. S. Planar fluorescence for round bubble imaging and its application for the study of an axisymmetric two-phase jet // Experiments in Fluids. - 2010. - Vol. 48, No. 4. - P. 615-629. DOI: 10.1007/s00348-009-0797-0.

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