INFLUENCE OF EXTINGUISHING LIQUID ABSORPTION COEFFICIENT ON INTENSITY OF BOILING AND EVAPORATION OF HETEROGENEOUS DROPLET IN A FLAME

The numerical model and methodology of experimental researches of heat and mass transfer during the heating, boiling and evaporation of heterogeneous water droplet in a high-temperature area are presented in the work. The results of numerical and experimental researches of evaporation of water droplet with a solid graphite inclusion in a flaming combustion area are introduced. The conditions of an "explosive" vaporization mode realization in a contact zone of solid inclusion and liquid film (temperature of gaseous area is Tf > 1050 K and water film thickness is 5R > 0.210^-3 m) are determined. The main stages of studying process are fixed on video: the droplet heat-up, the beginning of bubble formation of vapor at the interface solid inclusion - liquid, the volume increase of vapor bubble, the droplet fission. The influence of optical water characteristic (absorption coefficient of radiant energy k_x )onthe typical period t_h from the beginning of heterogeneous liquid droplet heating to the realization of an "explosive" vaporization conditions is analyzed. It is shown that for droplets with liquid film size SR ~ 0.510³ m the change of the absorption coefficient of radiant energy in a wide range =10^-3^10² m^-1 doesn't influence on t_h significantly. The application possibility of water unprepared (in the case of optical properties) in a special way (for example from open ponds at forest fire extinguishing) for extinguishing composition is substantiated, provided accounting of the absorption coefficient of the liquid in the process of selecting the characteristic sizes of the generated droplets.

неоднородная капля воды, твердое включение, пламя, испарение, "взрывное" парообразование, показатель поглощения, heterogeneous water droplet, solid inclusion, flame, evaporation, "explosive" vaporization, absorption coefficient

1. Баратов А. Н., Иванов В. Н. Пожаротушение. -М. : Химия, 1979.

2. Шрайбер Г., Порет П. Огнетушащие средства. - М. : Стройиздат, 1975.

3. Абдурагимов И. М. О механизмах огнетушащего действия средств пожаротушения // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21, № 4. - С. 60-82.

4. Батов Д. В., Мочалова Т. А., Петров А. В. Микроэмульсии вода-ПАВ-ко-ПАВ- 1,1,2,2-тетра-фтордибромэтан: получение, изучение горючести // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21, №4.- С. 55-57.

5. Копылов С. Н., Агафонов В. В., Копылов Н. П. Эволюция средств объемного пожаротушения: отозо-норазрушающих агентов до огнетушащих веществ с коротким временем жизни в атмосфере // Пожарная безопасность. - 2012.-№2.-С.123-130.

6. Karpov A. 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.

7. Корольченко Д. А., Громовой В. Ю., Ворогушин О. О. Применение тонкораспыленной воды для тушения пожаров в высотных зданиях // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20, № 9. - С. 54-57.

8. 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.

9. Volkov R. S., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. The influence of initial sizes and velocities of water droplets on transfer characteristics at high-temperature gas flow // International Journal of Heat and Mass Transfer.- 2014.-Vol. 79.-P. 838-845. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.09.006.

10. 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 Science. - 2015. - Vol. 88. - P. 193-200. DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2014.10.002.

11. Volkov R. S., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Influence of solid inclusions in liquid drops moving through a high temperature gaseous medium on their evaporation // Technical Physics. - 2014. - Vol. 59, No. 12.-P. 1770-1774. DOI: 10.1134/S1063784214120299.

12. Михайлов В. Н., Добровольекий А. Д., Добролюбов С. А. Гидрология. -М.: Высшая школа, 2007.

13. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. - М. : Атомиздат, 1979.

14. Vysokomornaya O. V., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Numerical analysis of heat-mass transfer mechanisms in gas-phase ignition of films of liquid condensed substances by a laser beam // Journal of Engineering Thermophysics. - 2010. - No. 2. - P. 85-93. DOI: 10.1134/S1810232810020049.

15. 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.

16. Самарекий А. А. Теория разностных схем. - М. : Наука, 1983.

17. Самарекий А. А., Вабищевич П. Н. Численные методы решения задач конвекции - диффузии. - М. : Эдиториал УРСС, 1999.

18. Коздоба Л. А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. - М. : Наука, 1975.

19. Vysokomornaya O. V., Kuznetsov G. V., StrizhakP. 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.

20. Кнаке О., Странекий И. Н. Механизм испарения // Успехи физических наук. - 1959. - Т. 68, №2.- С. 261-305.

21. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - М. : ООО "Старс", 2006. - 720 с.

22. Теплотехнический справочник / Под ред. В. Н. Юренева, П. Д. Лебедева. - М.: Энергия, 1975. - Т. 1-2. - 1640 с.