Preview

Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety

Advanced search

Enclosure finely-dispersed water fire fighting features

https://doi.org/10.18322/PVB.2017.26.03.60-69

Abstract

Enclosure fire fighting by finely-dispersed water capability without direct water droplet flow effect from a sprayer upon a fire is shown. Fire fighting requirement droplet flow investigation experience points at successful application of Zauter’s diameter (volume of all droplets to their surface relation) while describing the results of experimental studies and theoretical calculations. With presence of enclosure eddy medium motion on account of ascending combustion product flow and interaction with a sprayer droplet flow in a finely-dispersed droplet ensemble there appear eddy diffusion, migration, deposition, and Magnus effect phenomena. With turbulent gas flow mode the particle deposition velocity on pipe and channel walls in most cases surpasses Brownian deposition velocity of the same particles in eddy-free motion. The above phenomena are typical of fine droplets up to 150 μm in Zauter’s diameter. Droplets of 200 μm and larger diameter are not subjected to eddy gas motion effect, just depositing under force of gravity and initial impulse. A particle motion in gaseous medium follows its pulsations with this or that phase or amplitude lagging, i. e. asymmetrically, but with certain velocity excess to the side of lower magnitudes of pulsating medium velocity. Fine water droplet motion study in eddying gaseous medium allows to reveal processes facilitating fire suppression in the whole enclosure without direct water droplet flow effect from a sprayer upon a fire. The experimental studies performed on enclosure Class A and B fire suppression have demonstrated enclosure fire suppression capacity by finely-dispersed water with droplets of up to 50 μm in diameter that was predicted under theoretical consideration of fine droplets motion in eddying gas medium.

About the Authors

A. L. Dushkin
Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)
Russian Federation


S. E. Lovchinskiy
Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)
Russian Federation


N. N. Ryazantsev
Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)
Russian Federation


M. D. Segal
Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН
Russian Federation


References

1. Душкин А. Л., Ловчинский С. Е. Взаимодействие пламени горючей жидкости с тонкораспыленной водой // Пожаровзрывобезопасность. -2011. -Т. 20, № 11. -С. 53-55.

2. Волков Р. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Численная оценка оптимальных размеров капель воды в условиях ее распыления средствами пожаротушения в помещениях // Пожаровзрывобезопасность. -2012.-Т. 21, № 5. -С. 74-78.

3. Иванов Е. Н. Расчет и проектирование систем противопожарной защиты. - М. : Химия, 1990. -384 с.

4. Терехов В. И., Пахомов М. А. Теплоперенос и гидродинамика в газокапельных потоках.-Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2009. -284 с.

5. Guildenbecher D. R., Sojka P. E. Experimental investigation of aerodynamic fragmentation of liquid drops modified by electrostatic surface charge // Atomization and Sprays.-2011.-Vol. 21, No. 2.-P. 139-147. DOI: 10.1615/AtomizSpr.2011003299.

6. Laufer J. The structure of turbulence in fully developed pipe flow // NACA Report 1174, 1954. -P. 417-434. URL: http://naca.central.cranfield.ac.uk/reports/1954/naca-report-1174.pdf (дата обращения: 10.01.2017).

7. Андрюшкин А. Ю., Пелех М. Т. Эффективность пожаротушения тонкораспыленной водой // Проблемы управления рисками в техносфере. -2012. -Т. 21, № 1. -C. 64-69.

8. Yoshida A., Udagawa T., Momomoto Y., Naito H., Saso Y. Experimental study of suppressing effect of fine water droplets on propane/air premixed flames stabilized in the stagnation flowfield // Fire Safety Journal. -2013.-Vol. 58. -P. 84-91. DOI: 10.1016/j.firesaf.2013.01.025.

9. Yoshida A., Kashiwa K., Hashizume S., Naito H. Inhibition of counterflow methane/air diffusion flame by water mist with varying mist diameter // Fire Safety Journal. - 2015. - Vol. 71. - P. 217-225. DOI: 10.1016/j.firesaf.2014.11.030.

10. Ryley D. J. Review: The thermodynamic and mechanical interaction of water globules and steam in the wet steam turbine // International Journal of Mechanical Sciences. - 1962. - Vol. 4, No. 5. - P. 447-462. DOI: 10.1016/s0020-7403(62)80030-7.

11. Коровина Н. В. Создание аэрозольных сред с помощью автономных распылительных устройств, их эволюция и распространение в замкнутых объемах : дис.…канд. физ.-мат. наук / Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения РАН. -Бийск, 2014.

12. Ландау Л. Д., Лифщиц Е. М. Механика сплошных сред. -М. : Гостехиздат, 1954.


Review

For citations:


Dushkin A.L., Lovchinskiy S.E., Ryazantsev N.N., Segal M.D. Enclosure finely-dispersed water fire fighting features. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2017;26(3):60-69. (In Russ.) https://doi.org/10.18322/PVB.2017.26.03.60-69

Views: 555


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)