Математичне моделювання газорідинного потоку у системах генерування компресійної піни
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.210375Ключові слова:
вогнегасні властивості, компресійна піна, гасіння пожеж, блок пеногенератора, системи комунікації між блоками.Анотація
Об'єктом дослідження є система подачі компресійної піни. Одним з найбільш проблемних місць при проектуванні систем подачі компресійної піни є необхідність отримання певного типу піни, яка має необхідні властивості, в залежності від класу пожежі, для гасіння якого вона буде використана. Необхідно враховувати технологічний процес утворення піни, а саме регулювання потоку розчину піноутворювача та стиснутого повітря, які подають в камеру змішування, де безпосередньо відбувається генерація піни. Важливо забезпечити оптимальні параметри в залежності від призначення установки: потужність потоку, кратність піни та її стійкість. З метою проектування системи подачі компресійної піни з певними технологічними параметрами необхідно попередньо отримати ці параметри аналітично, для чого необхідно побудувати відповідну математичну модель.
В ході дослідження використовувалося графічне середовище імітаційного моделювання Simulink (інтегроване в програмне середовище MatLab), яке дозволяє за допомогою окремих блоків у вигляді направлених графів будувати динамічні моделі. Структура такої моделі побудована на основі окремих, самостійних блоків, які самі по собі є окремими математичними моделями.
Новим є розробка математичної моделі двофазного потоку: рідкої фази, що складається із суміші води з піноутворювачем і газової фази – повітря в тракті піногенератора в складі блок-схеми установки для випадку генерації компресійної піни. А також розробка схеми та алгоритму комунікації послідовно з'єднаних блоків загальної блок схеми. Завдяки цьому забезпечується отримання розрахункових вихідних даних стаціонарного режиму роботи установки.
Розроблена в роботі математична модель дозволяє вирішувати наступні прикладні та наукові завдання:
– проводити розрахунки вхідних параметрів установки, які забезпечать необхідні вихідні параметри: потужність потоку, кратність, час безперервної генерації, стійкість піни, що визначаються призначенням і особливостями застосування установки в умовах гасіння різних видів пожеж;
– дослідити вплив параметрів піногенеруючої вставки установки на кратність компресійної піни.
Посилання
- One seven – technology. Available at: https://www.oneseven.com/technologie?lang=en
- Compressed Air Foam Systems. Neal Brooks. Available at: http://compressedairfoamsystem.com
- Rie, D.-H., Lee, J.-W., Kim, S. (2016). Class B Fire-Extinguishing Performance Evaluation of a Compressed Air Foam System at Different Air-to-Aqueous Foam Solution Mixing Ratios. Applied Sciences, 6 (7), 191. doi: http://doi.org/10.3390/app6070191
- Crampton, G., Kim, A. (2004). Сomprasion of the Fire Suppression Performance of Compressed – Air Foam with Air Aspirated and Unexpanded Foam Water Sopution. Research Report No. 147, 1–25.
- Wang, X., Liao, Y., Lin, L. (2009). Experimental study on fire extinguishing with a newly prepared multi-component compressed air foam. Science Bulletin, 54 (3), 492–496. doi: http://doi.org/10.1007/s11434-008-0571-3
- Cheng, J., Xu, M. (2014). Experimental Research of Integrated Compressed Air Foam System of Fixed (ICAF) for Liquid Fuel. Procedia Engineering, 71, 44–56. doi: http://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.04.007
- Kamliuk, A. N., Navrotskii, O. D., Grachulin, A. V. (2017). Tusheniia pozharov penogeneririuschimi sistemami so szhatym vozdukhom. Vestnik Universiteta grazhdanskoi zaschity MCHS Belarusi, 1 (1), 44–53.
- Fadiaev, V. D. (2017). Primenenie kompressionnoi peny v nasosno – rukavnykh sistemakh pri tushenii pozharov elektrooborudovaniia pod napriazhenim. Moscow, 158.
- William, L., San, J. (2001). Properties of compressed air foam. County Fire District No. 3. Friday Harbour. Washington.
- Grady, С., Lafferty, R. (2005). How high can you pump wildland firefighting foam? Foam applications for wildland and urban fire management, 1 (1).
- Feng, D. (2013). Analysis on Influencing Factors of the Gas-liquid Mixing Effect of Compressed Air Foam Systems. Procedia Engineering, 52, 105–111. doi: http://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.02.113
- Shakhov, S. M., Vynohradov, S. A., Kodryk, A. I., Titenko, O. M., Stylyk, I. H. (2020). Matematychne zabezpechennia dlia proektuvannia system heneruvannia kompresiinoi piny. Naukovyi visnyk NLTU Ukrainy, 3 (30), 103–106.
- Kutateladze, S. S., Styrkovich, M. A. (1976). Gidrodinamika gazozhidkostnykh sistem. Moscow: Energiia, 143.
- Planovskii, A. N., Ramm, V. M., Kagan, S. Z. (1961). Protsessy i apparaty khimicheskoi tekhnologii. Moscow: Gostoptekhizdat, 848.
- Idelchik, I. E.; Shteinberga, M. O. (Red.) (1992). Spravochnik po gidravlicheskim soprotivleniiam. Moscow: Mashinostroenie, 672.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Stanislav Vinogradov, Stanislav Shakhov, Anatolii Kodryk, Oleksandr Titenko, Oleksandr Parkhomchuk
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.
