Теплотехнічні властивості вогнегасного порошку при гасінні стружкових матеріалів на основі сплавів магнію
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.201748Ключові слова:
вогнегасний порошок, горіння металів, сплави магнію, ізолюючий шар, інтенсивність гасінняАнотація
Стаття присвячена актуальному питанню визначення теплотехнічних характеристик вогнегасного порошку для теплоізоляції осередку пожежі стружкових матеріалів на основі сплавів магнію з метою запобігання розвитку та поширення пожежі та ефективного її гасіння. Для вирішення даної задачі проведені лабораторні та полігонні експериментальні дослідження теплоізолювальної здатності вогнегасного порошку комбінованої дії. У результаті одержані дані щодо температури у осередку пожежі стружкових матеріалах на основі магнієвих сплавів та за його межами при їх гасінні вогнегасним порошком комбінованої дії. При цьому температура необігрівної сторони шару вогнегасного порошку не перевищує 170 °C при середній температурі осередку пожежі 740 °C, що показує високу теплоізоляційну здатність порошку і, як наслідок, його високу вогнегасну ефективність при гасінні пожеж стружкових матеріалів на основі сплавів магнію. Отримані температурні дані були використані для визначення теплофізичних параметрів шару вогнегасного порошку з використанням створеної математичної моделі процесу теплопередачі у шарі порошку при тепловій ізоляції осередку пожежі. Для створення математичної моделі процесу теплопередачі були сформульовані основні положення при послідовному розгляді декількох експериментальних ситуацій. Перша експериментальна ситуація відповідає умовам стаціонарного теплового процесу, а інші експериментальні ситуації відповідають умовам нестаціонарного теплового процесу. Створення даних експериментальних ситуацій відбувалося за допомогою зміни товщини шару вогнегасного порошку при різних параметрах його подавання в осередок пожежі. Розроблена математична модель процесу базується на використанні диференціального рівняння теплопередачі при його апроксимації за методом кінцевих різниць. При цьому вважається, що умови тепловіддачі на границі між необігрівною стороною ізолюючого шару вогнегасного порошку та оточуючим середовищем у кожній експериментальній ситуації є однаковими.
З використанням створеної моделі був визначений коефіцієнт тепловіддачі між необігрівною стороною ізолюючого шару вогнегасного порошку та оточуючим середовищем, який склав 395.7 Вт/(м2×°С). Досліджена залежність ефективного коефіцієнта теплопровідності від товщини ізолюючого шару. Показано, що дана залежність може бути апроксимована лінійною залежністю l(d)=–0.016+93.907×d (d – товщина шару вогнегасного порошку в метрах).
Провівши необхідні розрахунки, було отримане значення необхідної товщини шару вогнегасного порошку d=45.2 ммПосилання
- Kovalyshyn, V., Marych, V., Novitskyi, Y., Gusar, B., Chernetskiy, V., Mirus, O.-Z. (2018). Improvement of a discharge nozzle damping attachment to suppress fires of class D. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (5 (95)), 68–76. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.144874
- Antonov, A., Stylyk, I. (2013). Test methods for dry chemical powders for the determination of their fire extinguishing capability for D - class of fire. Naukovyi visnyk UkrNDIPB, 2 (28), 242–248. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvundipb_2013_2_40
- Huo, Y., Zhang, Z.-G., Zou, G.-W. (2020). Experimental study on the thermal flow characteristics of a columnar sodium fire affected by a small amount of fire extinguishing powder in a cylindrical confined space. Applied Thermal Engineering, 170, 114983. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.114983
- Dufaud, O., Bideau, D., Le Guyadec, F., Corriou, J.-P., Perrin, L., Caleyron, A. (2014). Self ignition of layers of metal powder mixtures. Powder Technology, 254, 160–169. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2013.11.053
- Afzalabadi, A., Poorfar, A. K., Bidabadi, M., Moghadasi, H., Hochgreb, S., Rahbari, A., Dubois, C. (2017). Study on hybrid combustion of aero-suspensions of boron-aluminum powders in a quiescent reaction medium. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 49, 645–651. doi: https://doi.org/10.1016/j.jlp.2017.08.012
- Sharma, T. P., Varshney, B. S., Kumar, S. (1993). Studies on the burning behaviour of metal powder fires and their extinguishment: Part II – Magnesium powder heaps on insulated and conducting material beds. Fire Safety Journal, 21 (2), 153–176. doi: https://doi.org/10.1016/0379-7112(93)90040-w
- Nam, K.-H., Lee, J.-S. (2018). Study on the effective response method to reduce combustible metal fire. Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 19 (12), 600–606. doi: https://doi.org/10.5762/KAIS.2018.19.12.600
- Taveau, J., Vingerhoets, J., Snoeys, J., Going, J., Farrell, T. (2015). Suppression of metal dust deflagrations. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 36, 244–251. doi: https://doi.org/10.1016/j.jlp.2015.02.011
- Jiang, H., Bi, M., Li, B., Zhang, D., Gao, W. (2019). Inhibition evaluation of ABC powder in aluminum dust explosion. Journal of Hazardous Materials, 361, 273–282. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.07.045
- Hagge, H., Simpson, T., Chattaway, A. (2018). Vermiculite based fire suppression agent. No. 15/935,620. declareted: 26.03.2018; published: 26.08.2019. Available at: https://patents.google.com/patent/US20190290950A1/en
- Zemlianskiy, O., Maladyka, I., Miroshnik, O., Shkarabura, I., Kaplenko, G. (2017). Forecasting the emergency explosive environment with the use of fuzzy data. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (4 (90)), 19–27. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.116839
- Pozdieiev, S., Myhalenko, K., Nuianzin, V., Zemlianskyi, O., Kostenko, T. (2020). Revealing patterns of the effective mechanical characteristics of cellular sheet polycarbonate for explosion venting panels. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (1 (103)), 32–39. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.192680
- Ognetushitel' poroshkoviy spetsial'niy OPS-5 Diapazon+. Available at: https://www.magazin01.ru/catalog/ognetushiteli/Specialnye-ognetushiteli-klass-D/Ognetushitel-poroshkovyy-specialnyy-OPS-5-z-D-U2/
- Class D Stored Pressure Dry Powder Extinguisher. Available at: https://www.amerex-fire.com/products/class-d-stored-pressure-dry-powder-extinguisher/
- Ansul Met-L-X Class D Extinguisher Powder, 50 lb pail. Available at: https://www.ansul.com/en/us/DocMedia/F-76230.pdf
- Kovalyshyn, V., Marych, V., Gusar, B., Navalianyi, V., Fedyuk, Y. (2019). Jusitfication of dry chemical powders testing procedure. Fire Safety, 33, 53–59. doi: https://doi.org/10.32447/20786662.33.2018.07
- Husar, B., Kovalyshyn, V., Marych, V., Lozynskyi, R., Pastukhov, P. (2020). Combined extinguishing of class D, class A and class B fires. Fire Safety, 35, 30–34. doi: https://doi.org/10.32447/20786662.35.2019.05
- Isachenko, V. P. et. al. (1981). Teploperedacha. Moscow: «Energoizdat», 415.
- Matsevitiy, Yu. M. (2002). Obratnye zadachi teploprovodnosti. Vol. 1: Metodologiya. Kyiv: Naukova dumka, 408.
- Beshelev, S. D., Gurvich, F. G. (1980). Matematiko-statisticheskie metody ekspertnyh otsenok. Moscow: Statistika, 263.
- Drayzdeyl, D.; Koshmarov, Yu. A., Makarov, V. E. (Eds.) (1990). Vvedenie v dinamiku pozharov. Moscow: Stroyizdat, 424.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Bogdan Gusar, Vasyl Kovalyshyn, Serhii Pozdieiev, Volodymyr Kovalyshyn, Oleh Zemlianskyi, Kostiantyn Myhalenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
