ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНОСТИ КАПЕЛЬ В ПАРОВОДЯНОМ ПОТОКЕ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ИХ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ИСПАРЕНИЯ В ПЛАМЕННОЙ ЗОНЕ ГОРЕНИЯ

Проведено экспериментальное исследование макроскопических закономерностей влияния дисперсности капель жидкости (характеризуемой относительной концентрацией, размерами и расстояниями между ними) в пароводяном потоке на параметры их перемещения и испарения в пламенной зоне горения. Установлены характерные режимы коагуляции капель при движении через высокотемпературную пламенную зону. Выполнен анализ результатов экспериментов с использованием численного моделирования процессов тепломассопереноса и фазовых превращений. Определено влияние размеров, скоростей движения и дисперсности капель в паро-жидкостном потоке на температуру и концентрацию продуктов сгорания. Выделены специфические особенности движения капель воды в парожидкостном потоке через высокотемпературную газовую среду.

водяной пар, вода, капли, пароводяной поток, пламя, испарение, температура и концентрация продуктов сгорания, water vapor, water, droplets, vapor-and-water flow, flame, evaporation, temperature and concentration of combustion products

1. Wighus R. Water mist fire suppression technology - status and gaps in knowledge // Proceedings of the International Water Mist Conference. - Vienna, 2001. - P. 1-26.

2. KarpovA. I., Novozhilov V.B., GalatA.A., Bulgakov V.K. Numerical modeling of the effect of fine water mist on the small scale flame spreading over solid combustibles // Fire Safety Science: Proceeding of Eight International Symposium. - 2005. - Vol. 27. - P. 753-764.

3. 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.

4. Сегаль М.Д. Использование тонкораспыленной воды для повышения противопожарной защиты кабельных сооружений АЭС // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. - 2011. - №4.- С. 61-64.

5. Корольченко Д. A., Громовой В. Ю., Ворогушин О. О. Применение тонкораспыленной воды для тушения пожаров в высотных зданиях // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20, № 11. - С. 54-57.

6. Abbud-Madrid A., Watson D., McKinnon J. T. On the effectiveness of carbon dioxide, nitrogen and water mist for the suppression and extinction of spacecraft fires // Suppression and Detection Research and Applications Conference. Orlando, USA, 2007.

7. Carriere T., Butz J.R., Naha S., Brewer A., Abbud-Madrid A. Fire suppression test using a handheld water mist extinguisher designed for the International Space Station // 42rd International Conference on Environmental Systems. California, USA, 2012.

8. Rodriquez B., Young G. Development of International Space Station fine water mist portable fire extin-quisher // 43rd International Conference on Environmental Systems. Vail, CO, 2013.

9. Волков P. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. A. Численная оценка оптимальных размеров капель воды в условиях ее распыления средствами пожаротушения в помещениях // Пожаровзрывобез-опасность. - 2012. - Т. 21, № 5. - С. 74-78.

10. Стрижак П. A. Численное исследование условий испарения совокупности капель воды при движении в высокотемпературной газовой среде // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21, №8.- С. 26-31.

11. Стрижак П. A. Численный анализ процесса испарения капли, движущейся в струе воды через высокоскоростные продукты сгорания // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. -Т. 21, № 9. - С. 17-22.

12. Глушков Д. О., Кузнецов Г. В., Стрижак П. A. Численное исследование тепломассопереноса при движении "тандема" капель воды в высокотемпературной газовой среде // Тепловые процессы в технике. - 2012. - № 12.- С. 531-538.

13. Высокоморная О. В., Кузнецов Г. В., Стрижак П. A. Тепломассоперенос при движении капель воды в высокотемпературной газовой среде // Инженерно-физический журнал. - 2013. - Т. 86, № 1. -С. 59-65.

14. Стрижак П. A. Влияние распределения капель в "водяном снаряде" на температуру и концентрацию продуктов сгорания в его следе //Инженерно-физический журнал. - 2013. - Т. 86, № 4. - С. 839-848.

15. Волков P. С., Высокоморная О. В., Кузнецов Г. В., Стрижак П. A. Экспериментальное исследование изменения массы капель воды при их движении через высокотемпературные продукты сгорания // Инженерно-физический журнал. - 2013. - Т. 86, № 6. - С. 1327-1332.

16. Волков P. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. A. Экспериментальное исследование полноты испарения распыленной воды при ее движении через пламя // Пожаровзрывобезопасность. -2013. - Т. 22, № 10.- С. 15-24.

17. Волков P. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. A. Экспериментальное исследование особенностей движения капель распыленной тушащей жидкости на входе в зону пламени // Пожаровзрывобез-опасность. - 2013. - Т. 22, № 12. - С. 16-23.

18. Волков P. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. A. Особенности испарения двух капель воды, движущихся последовательно через высокотемпературные продукты сгорания // Теплофизика и аэромеханика. - 2014. - Т. 21, № 2. - С. 269-272.

19. Keane R. D., Adrian R. /.Theory of cross-correlation analysis of PIV images // Applied Scientific Research. - 1992. - Vol. 49. - P. 191-215.

20. Westerweel /.Fundamentals of digital particle image velocimetry // Measurement Science and Technology. - 1997. - Vol. 8. - P. 1379-1392.

21. FoucautJ. M., Stanislas M. Some considerations on the accuracy and frequency response of some derivative filters applied to particle image velocimetry vector fields // Measurement Science and Technology. - 2002. - Vol. 13.-P. 1058-1071.

22. Aхметбеков E. К., Маркович Д. М., Токарев М. П. Корреляционная коррекция в методе слежения за частицами в потоках // Вычислительные технологии. - 2010. - Т. 15, № 4. - С. 57-72.

23. Damaschke N., Nobach H., Tropea C. Optical limits of particle concentration for multi-dimensional particle sizing techniques in fluid mechanics // Experiments in Fluids. - 2002. - Vol. 32, No. 2. - P. 143-152.

24. EmbmA. В., Ложкин Ю. A., Маркович Д. М. Интерферометрический метод измерения диаметров капель // Теплофизика и аэромеханика. -2011. -Т. 18, № 1. - С. 1-13.

25. Франк-Каменецкий Д. A. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. - М.: Наука, 1987. - 490 с.

26. Пасконов В. М., Полежаев В. И., Чудов Л. A. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. - М. : Наука, 1984. - 277 с.

27. Терехов В. И., Пахомов М. A. Тепломассоперенос и гидродинамика в газокапельных потоках. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2009. - 284 с.

28. Муратова Т. М., Лабунцов Д. A. Кинетический анализ процессов испарения и конденсации // Теплофизика высоких температур. - 1969. - Т. 7. № 5. - С. 959-967.

29. Кнаке О., Странский И. Н. Механизм испарения // Успехи физических наук. - 1959. - Т. 68, №2. - C. 261-305.

30. Aвдеев A. A., Зудин Ю. E. Кинетический анализ интенсивного испарения (метод обратных балансов) // Теплофизика высоких температур. - 2012. - Т. 50, № 4. - С. 565-574.

31. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. - М. : Атомиздат, 1979. - 416 с.

32. Кузнецов Г. В., Стрижак П. A. Особенности зажигания парогазовой смеси нагретой до высоких температур металлической частицей // Пожаровзрывобезопасность. - 2008. - Т. 17, № 3. - С. 26-32.

33. Захаревич A. В., Стрижак П. A. Пожарная опасность взаимодействия источников ограниченного теплосодержания с легковоспламеняющимися жидкостями // Пожарная безопасность. - 2011.-№4. - С. 70-75.

34. Глушков Д. О., Кузнецов Г. В., Стрижак П. A. Численное моделирование твердофазного зажигания металлизированного конденсированного вещества нагретой до высоких температур частицей // Химическая физика. - 2011. - № 12. - С. 35-42.

35. Жданова A. О., Кузнецов Г. В., Стрижак П. A. Влияние распределения капель воды в "водяном снаряде" на температуру в его следе // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 2. - С. 9-17.

36. Aggarwal S. K., Peng F. A review of droplet dynamics and vaporization modeling for engineering calculations // J. Eng. for Gas Turbines and Power. - 1995. - Vol. 117. - P. 453-461.

37. Shreiber A. A., Podvisotski A. M., Dubrovski V.V.Deformation and breakup of drops by aerodynamic loads // Atomization and Sprays. - 1996. - Vol. 6, No. 6. - P. 667-692.

38. Eggers J., Villermaux E. Physics of liquid jets // Rep. Prog. Phys. - 2008. - Vol. 71, 036601.

39. Sprittles J. E., Shikhmurzaev Y.D. Coalescence of liquid drops: Different models versus experiment // Phys. Fluids. - 2012. - Vol. 24, 122105.