<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">firesmi</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0869-7493</issn><issn pub-type="epub">2587-6201</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18322/PVB.2016.25.08.17-26</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">firesmi-574</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>COMBUSTION AND EXPLOSION PROCESSES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ СЛЕДОВ КАПЕЛЬ ВОДЫ, ВОДНЫХ МАССИВОВ И АЭРОЗОЛЬНЫХ ПОТОКОВ, ДВИЖУЩИХСЯ ЧЕРЕЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>EXPERIMENTAL STUDY OF TEMPERATURE TRACES OF WATER DROPLETS, WATER FLOW MASSES AND AEROSOL FLOWS MOVING THROUGH HIGH-TEMPERATURE COMBUSTION PRODUCTS</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Войтков</surname><given-names>И. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Voytkov</surname><given-names>I. S.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">i.voytkov@ges.tomsk.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Волков</surname><given-names>Р. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Volkov</surname><given-names>R. S.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">romanvolkov@tpu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Высокоморная</surname><given-names>О. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Vysokomornaya</surname><given-names>O. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">vysokomornaja@tpu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чернова</surname><given-names>Г. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chernova</surname><given-names>G. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">gac2@tpu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Фадеев</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Fadeev</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">andrey.fadeev.ne@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="ru" id="aff-1"><institution>Национальный исследовательский Томский политехнический университет</institution><country>Russian Federation</country></aff><pub-date pub-type="collection"><year>2016</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>16</day><month>05</month><year>2018</year></pub-date><volume>25</volume><issue>8</issue><fpage>17</fpage><lpage>26</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Войтков И.С., Волков Р.С., Высокоморная О.В., Чернова Г.А., Фадеев А.В., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Войтков И.С., Волков Р.С., Высокоморная О.В., Чернова Г.А., Фадеев А.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Voytkov I.S., Volkov R.S., Vysokomornaya O.V., Chernova G.A., Fadeev A.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/574">https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/574</self-uri><abstract><p>Проведены экспериментальные исследования изменения температуры в следе капель воды, водных массивов и аэрозольных потоков, движущихся через высокотемпературные продукты сгорания. Для регистрации основных характеристик исследованных процессов применены средства высокоскоростной регистрации температуры (малоинерционные термопары), а также диагностическая система на базе панорамных оптических методов диагностики потоков (PIV, PTV, IPI, SP). Исследования проводились для аэрозольных потоков, а также одиночных крупных капель и больших массивов воды. Установлены диапазоны снижения температуры в следе тушащей жидкости (от 15 до 140 K). Определены времена сохранения пониженной температуры газовой среды в следе капель относительно начальной температуры газов: для одиночных капель и массивов воды - 5-10 с, для распыленного потока - более 20 с. Выделены масштабы влияния большой группы факторов на интегральные характеристики температурных следов капель.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The experimental investigations of temperature, varying in a trace of water droplets, water flow masses and aerosol flows, moving through high-temperature combustion products, were conducted. The temperature values of vapor-gas mixture in an area, corresponding to the trace of water droplets, moving through high-temperature combustion products (initial temperature values were 450-950 K) were measured by quick-response thermocouples (time of thermal delay was less than 1 sec). The objects of investigations were aerosol flows with droplet sizes, equal to Rd » 0.04÷0.40 mm, and droplet concentration, equal to gd » 3·10-5÷12·10-5 m3 of droplets/m3 of gas; single droplets with Rd » 1.5÷2.5 mm, and significant water flow masses with characteristic size of 22-30 mm. Application of the quick-response thermocouples allowed defining the ranges of maximal reduction of gaseous medium temperature Tg in a trace of extinguishing liquid according to a group of factors, such as a method of supplying of water into the combustion zone, characteristic size of the elements of liquid flow Rd , droplet concentration in a water flow gd , temperature of the combustion products Tg . The variation of combustion product temperature in a trace of motion of atomized flow, droplets and liquid flow masses was determined in the analysis of temperature trends, ranged from 15 K to 140 K. The values of preservation time t of low temperature of vapor-gas mixture in a trace of droplet flow, single droplets and significant liquid flow masses were determined relative to initial gas temperature: t » 4÷28 sec. It was experimentally defined that maximum values of time t correspond to supplying the atomized water, with characteristic sizes of elements, equal to Rd » 0.15÷0.30 mm, and concentration, equal to gd » 3·10-5÷12·10-5 m3 of droplets/m3 of gas, into the standardized fire. The conditions when the characteristics of temperature and concentration traces have significant influence on processes of evaporation and heat exchange between gases and moving liquid (with accumulation of liquid energy) were determined. The ascertained experimental data prove the earlier made theoretical hypothesis about sufficiently long periods of preservation the temperature traces of water droplets, even if they are small. The obtained experimental information become the basis for developing the method of the effective reduction of fire temperature (flame and combustion products) in the technologies of polydisperse aerosol fire extinguishing.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>капля воды</kwd><kwd>аэрозоль</kwd><kwd>водный массив</kwd><kwd>испарение</kwd><kwd>высокотемпературные продукты сгорания</kwd><kwd>температурный след</kwd><kwd>тушение пожаров</kwd><kwd>water droplet</kwd><kwd>aerosol</kwd><kwd>water flow mass</kwd><kwd>evaporation</kwd><kwd>high-temperature combustion products</kwd><kwd>temperature trace</kwd><kwd>fire extinguishing</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Доррер Г. А., Якимов С. П., Васильев С. А. Прогнозирование динамики распространения лесных пожаров в России // Проблемы управления рисками в техносфере.-2010.-№ 4.-С. 65-67.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Доррер Г. А., Якимов С. П., Васильев С. А. Прогнозирование динамики распространения лесных пожаров в России // Проблемы управления рисками в техносфере.-2010.-№ 4.-С. 65-67.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Москвилин Е. А. Применение авиации для тушения лесных пожаров // Пожарная безопасность. -2009. -№ 1. -С. 82-92.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Москвилин Е. А. Применение авиации для тушения лесных пожаров // Пожарная безопасность. -2009. -№ 1. -С. 82-92.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коршунов Н. Авиационное тушение лесных пожаров: эффектность репортажей и эффективность технологий // Авиапанорама. -2011. -№ 4. -С. 10-13.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Коршунов Н. Авиационное тушение лесных пожаров: эффектность репортажей и эффективность технологий // Авиапанорама. -2011. -№ 4. -С. 10-13.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Копылов Н. П., Хасанов И. Р., Кузнецов А. Е., Федоткин Д. В., Москвилин Е. А., Стрижак П. А., Карпов В. Н. Параметры сброса воды авиационными средствами при тушении лесных пожаров // Пожарная безопасность. -2015.-№ 2. -С. 49-55.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Копылов Н. П., Хасанов И. Р., Кузнецов А. Е., Федоткин Д. В., Москвилин Е. А., Стрижак П. А., Карпов В. Н. Параметры сброса воды авиационными средствами при тушении лесных пожаров // Пожарная безопасность. -2015.-№ 2. -С. 49-55.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Konishi T., Kikugawa H., Iwata Y., Koseki H., Sagae K., Ito A., Kato K. Aerial firefighting against urban fire: Mock-up house experiments of fire suppression by helicopters // Fire Safety Journal.-2008.- Vol. 43, Issue 5. -P. 363-375. DOI: 10.1016/j.firesaf.2007.10.005.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Konishi T., Kikugawa H., Iwata Y., Koseki H., Sagae K., Ito A., Kato K. Aerial firefighting against urban fire: Mock-up house experiments of fire suppression by helicopters // Fire Safety Journal.-2008.- Vol. 43, Issue 5. -P. 363-375. DOI: 10.1016/j.firesaf.2007.10.005.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Соковиков В. В., Тугов А. Н., Гришин В. В., Камышев В. Н. Автоматическое водяное пожаротушение с применением тонкораспыленной воды на электростанциях // Энергетик.-2008.-№ 6. -С. 37-38.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Соковиков В. В., Тугов А. Н., Гришин В. В., Камышев В. Н. Автоматическое водяное пожаротушение с применением тонкораспыленной воды на электростанциях // Энергетик.-2008.-№ 6. -С. 37-38.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сегаль М. Д. Использование тонкораспыленной воды для повышения противопожарной защиты кабельных сооружений АЭС // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций.-2011.- № 4. -С. 61-64.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Сегаль М. Д. Использование тонкораспыленной воды для повышения противопожарной защиты кабельных сооружений АЭС // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций.-2011.- № 4. -С. 61-64.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Саламов А. А. Современная система пожаротушения “водяной туман” высокого давления // Энергетик. -2012.-№ 3. -С. 16-18.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Саламов А. А. Современная система пожаротушения “водяной туман” высокого давления // Энергетик. -2012.-№ 3. -С. 16-18.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Терпигорьев В. Водяной туман как средство защиты объектов культуры // Алгоритм безопасности. -2006.-№ 5. -С. 18-20.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Терпигорьев В. Водяной туман как средство защиты объектов культуры // Алгоритм безопасности. -2006.-№ 5. -С. 18-20.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Volkov R. S., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Influence of the initial parameters of spray water on its motion through a counter flow of high-temperature gases // Technical Physics. - 2014. - Vol. 59, Issue 7. -P. 959-967. DOI: 10.1134/s1063784214070263.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Volkov R. S., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Influence of the initial parameters of spray water on its motion through a counter flow of high-temperature gases // Technical Physics. - 2014. - Vol. 59, Issue 7. -P. 959-967. DOI: 10.1134/s1063784214070263.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">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.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">СтрижакП. А. Численное исследование условий испарения совокупности капель воды при движении в высокотемпературной газовой среде // Пожаровзрывобезопасность.-2012.-Т. 21, № 8. -С. 26-31.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">СтрижакП. А. Численное исследование условий испарения совокупности капель воды при движении в высокотемпературной газовой среде // Пожаровзрывобезопасность.-2012.-Т. 21, № 8. -С. 26-31.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Влияние структуры распыленной воды на температуру и концентрацию продуктов горения // Пожарная безопасность. -2013. -№ 4. -С. 47-53.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Влияние структуры распыленной воды на температуру и концентрацию продуктов горения // Пожарная безопасность. -2013. -№ 4. -С. 47-53.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Strizhak P. A. Influence of droplet distribution in a “water slug” on the temperature and concentration of combustion products in its wake // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. - 2013. - Vol. 86, Issue 4. -P. 895-904. DOI: 10.1007/s10891-013-0909-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Strizhak P. A. Influence of droplet distribution in a “water slug” on the temperature and concentration of combustion products in its wake // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. - 2013. - Vol. 86, Issue 4. -P. 895-904. DOI: 10.1007/s10891-013-0909-9.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Keane R. D., Adrian R. J. Theory of cross-correlation analysis of PIV images // Applied Scientific Research. -1992.-Vol. 49, Issue 3.-P. 191-215. DOI: 10.1007/BF00384623.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Keane R. D., Adrian R. J. Theory of cross-correlation analysis of PIV images // Applied Scientific Research. -1992.-Vol. 49, Issue 3.-P. 191-215. DOI: 10.1007/BF00384623.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Westerweel J. Fundamentals of digital particle image velocimetry // Measurement Science and Technology.- 1997.-Vol. 8, No. 12. -P. 1379-1392. DOI: 10.1088/0957-0233/8/12/002.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Westerweel J. Fundamentals of digital particle image velocimetry // Measurement Science and Technology.- 1997.-Vol. 8, No. 12. -P. 1379-1392. DOI: 10.1088/0957-0233/8/12/002.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hagiwara Y., Sakamoto S., Tanaka M., Yoshimura K. PTV measurement on interaction between two immiscible droplets and turbulent uniform shear flow of carrier fluid // Experimental Thermal and Fluid Science. -2002.-Vol. 26, Issue 2-4.-P. 245-252. DOI: 10.1016/s0894-1777(02)00133-4.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hagiwara Y., Sakamoto S., Tanaka M., Yoshimura K. PTV measurement on interaction between two immiscible droplets and turbulent uniform shear flow of carrier fluid // Experimental Thermal and Fluid Science. -2002.-Vol. 26, Issue 2-4.-P. 245-252. DOI: 10.1016/s0894-1777(02)00133-4.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Dehaeck S., Van Parys H., Hubin A., Van Beeck J. P. A. J. Laser marked shadowgraphy: a novel optical planar technique for the study of microbubbles and droplets // Experiments in Fluids. - 2009. - Vol. 47, Issue 2. -P. 333-341. DOI: 10.1007/s00348-009-0668-8.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dehaeck S., Van Parys H., Hubin A., Van Beeck J. P. A. J. Laser marked shadowgraphy: a novel optical planar technique for the study of microbubbles and droplets // Experiments in Fluids. - 2009. - Vol. 47, Issue 2. -P. 333-341. DOI: 10.1007/s00348-009-0668-8.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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, Issue 4. -P. 615-629. DOI: 10.1007/s00348-009-0797-0.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">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, Issue 4. -P. 615-629. DOI: 10.1007/s00348-009-0797-0.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Volkov R. S., Kuznetsov G. V., Kuibin P. A., Strizhak P. A. Weber numbers at various stages of water projectile transformation during free fall in air // Technical Physics Letters.-2015.-Vol. 41, Issue 10. -P. 1019-1022. DOI: 10.1134/s1063785015100314.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Volkov R. S., Kuznetsov G. V., Kuibin P. A., Strizhak P. A. Weber numbers at various stages of water projectile transformation during free fall in air // Technical Physics Letters.-2015.-Vol. 41, Issue 10. -P. 1019-1022. DOI: 10.1134/s1063785015100314.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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. DOI: 10.2478/v10178-012-0071-2.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">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. DOI: 10.2478/v10178-012-0071-2.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Volkov R. S., Kuznetsov G. V., Legros J. C., Strizhak P. A. Experimental investigation of consecutive water droplets falling down through high-temperature gas zone // International Journal of Heat and Mass Transfer. -2016.-Vol. 95. -P. 184-197. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.12.001.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Volkov R. S., Kuznetsov G. V., Legros J. C., Strizhak P. A. Experimental investigation of consecutive water droplets falling down through high-temperature gas zone // International Journal of Heat and Mass Transfer. -2016.-Vol. 95. -P. 184-197. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.12.001.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
