ОСОБЛИВОСТІ РОЗПОДІЛУ ШВИДКОСТІ ТА ТИСКУ ВОДЯНОГО СТРУМЕНЯ НА ВИХОДІ З ПОЖЕЖНОГО СТВОЛА АБО НАСАДКИ
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Найважливішими елементами систем генерування вогнегасних потоків є пристрої формування струменів – пожежні стволи (або насадки). Керувати струменями за межами пожежних стволів не має можливості. Тому особливу увагу інженерів-конструкторів слід звертати на створення таких пристроїв, які б дозволили найкращим чином забезпечувати отримання потрібних характеристик вогнегасних струменів в зоні вогнища пожежі ще на етапі їх формування у стволах. Визначальними характеристиками пристроїв формування струменів у таких випадках є їх геометричні конструктивні параметри, а також витрата рідини, тиску на вході і виході ствола, вид одержуваного струменя, його дальність, особливості застосовуваних рідин. На початкове руйнування водяних струменів істотний вплив чинять вихори, які утворюються внаслідок турбулентності. Окрім того, руйнування водяних струменів може бути наслідком зміни середніх швидкостей в граничних шарах вздовж поверхонь при русі струменів у газах. Водяний струмінь на виході зі ствола не має твердих стінок, у ньому формується гідродинамічна початкова ділянка за рахунок перерозподілу швидкостей від максимальної в ядрі струменя до мінімальної на поверхні струменя. За певних умов можна стверджувати про деяку подібність гідродинамічних початкових ділянок у вхідній зоні ствола й на його виході. Довжина гідродинамічної початкової ділянки за межами пожежного ствола може бути визначена подібно до визначення довжини гідродинамічної початкової ділянки у вхідній зоні ствола. Таким чином можна отримати опис для поля швидкостей руху рідини по всій довжині струминоформувального каналу всередині пожежного ствола і за його межами в компактній частині струменя. Якість проектування пожежних стволів і насадок з круговим профілем поперечного перерізу внутрішнього струминоформувального каналу безпосередньо залежить від точності визначення довжини гідродинамічної початкової ділянки, що дозволяє отримати стійкий плин рідини на виході з пожежного ствола без коливань і вібрацій швидкості та тиску.
Блок інформації про статтю
Посилання
Sallam K.A., Dai Z., Faeth G.M. Liquid break-up at the surface of turbulent round liquid jets in still gases. International Journal of Multiphase Flow. 2002, vol. 28, issue 3, pp. 427–449. doi: 10.1016/S0301-9322(01)00067-2
Sallam K. A., Aalburg C., Faeth G. M. Breakup of round nonturbulent liquid jets in gaseous crossflows. AIAA Journal. 2004, vol. 42, no 12, pp. 2529–2540. doi: 10.2514/1.3749
Shang W., Liu X., Zhang M., Qu Y., Wang Y. Firewater Monitor Trajectories Based on Jet Expansion and Dynamic Breakup Model. Journal of Testing and Evaluation. 2020, vol. 49. doi: 10.1520/JTE20190748
Liu X., Wang J., Li B., Li W. Experimental study on jet fow characteristics of fre water monitor. The Journal of Engineering. 2019, vol. 13, pp. 150–154. doi: 10.1049/joe.2018.8950
Zhang M., Liu X., Wang X., Wang Y., LiangW. Fire Water Monitor Trajectories Based on Turbulence Breakup Model. Journal of Testing and Evaluation. 2020. Vol. 48, issue 6. P. 4454–4472. doi: 10.1520/JTE20180428
He J., Wang J., Liu X., Li B., Li W., Gu M., Xie Y., Cai Z., Ma J. Investigation on Surface Wave Characteristic of Water Jet. Mathematical Problems in Engineering. 2019, vol. 2019, article ID 4047956. 10 p. doi: 10.1155/2019/4047956
Tafreshi H. V., Pourdeyhimi B. The effects of nozzle geometry on waterjet breakup at high Reynolds numbers. Experiments in Fluids. 2003, vol. 35, no. 4, pp. 364–371. doi: 10.1007/s00348-003-0685-y
Guha A., Barron R. M., Balachandar R. Numerical simulation of high-speed turbulent water jets in air. Journal of HydraulicResearch. 2010, vol. 48, no. 1, pp. 119–124. doi: 10.1007/s00170-011-3508-y
Shinjo J. Umemura A. Simulation of liquid jet primary breakup: dynamics of ligament and droplet formation. International Journal of Multiphase Flow. 2010, vol. 36, no. 7, pp. 513–532. doi: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2010.03.008
Leu M. C., Meng P., Geskin E. S., Tismeneskiy L. Mathematical Modeling and Experimental Verification of Stationary Waterjet Cleaning Process. Journal of Manufacturing Science and Engineering, American Society of Mechanical Engineers (ASME). 1998, vol. 120, issue 3, pp. 571–579. doi: 10.1115/1.2830161
Wu P. K., Faeth G. M. Aerodynamic Effects in Primary Breakup of Turbulent Liquids. Atomization and Sprays. 1993, vol. 3, issue 3, p. 265–289. doi: 10.1615/AtomizSpr.v3.i3.20
Wu P. K., Miranda R. F., Faeth G. M. Effects of Initial Flow Conditions on Primary Breakup of Nonturbulent and Turbulent Liquid Jets. Atomization and Sprays. 1995, vol. 5, issue 2. P. 175–196. doi: 10.1615/AtomizSpr.v5.i2.40
Wu P. K., Tseng L. K., Faeth G. M. Primary breakup in gas/liquid mixing layers for turbulent liquids. AIAA Journal. 1992. 12 p. doi: 10.2514/6.1992-462
Rajendran S., Jog M. A., Manglik R. Experimental investigation of liquid jet breakup at low Weber number. Atomization and Sprays. 2017, vol. 27, issue 9, pp. 821–834. doi: 10.1615/AtomizSpr.2017019424
Stas S., Maglyovana T., Nyzhnyk T., Kolesnikov D., Strikalenko T. Improving the efficiency of water fire extinguishing systems operation by using guanidine polymers. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020, vol. 1, no. 10 (103), pp. 20–25. doi: 10.15587/1729-4061.2020.196881
Stas' S. V. Analiz gidrodinamicheskikh kharakteristik potoka zhidkosti v spetsial'nykh pozharnykh stvolakh i nasadkakh shchelevogo tipa [Analysis of the hydrodynamic characteristics of fluid flow in special fire nozzles and slot-type nozzles]. Visnyk Nats. tekhn. un-tu Ukrayiny "KPI". Seriya: Mashynobuduvannya [Bulletin of the National Technical University of Ukraine "KPI". Series: Engineering]. Kiev, NTUU "KPI" Publ., 2009, no. 57, pp. 139–142.
Yakhno O., Stas S., Gnativ R. Taking into account the fluid compressibility at its unsteady flow in pressure pipelines of fire extinguishing systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2015, vol. 3, no. 7 (75), pp. 38–42. doi: 10.15587/1729-4061.2015.42447
Yakhno O. M., Mamedov A. N., Stas' S. V. Vliyanie poperechnogo magnitnogo polya na destabilizatsiyu potoka v kanale [Influence of the transverse magnetic field on the destabilization of the flow in the channel]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2019, no. 1, pp. 25–29. doi: 10.20998/2411-3441.2019.1.04
Mamedov A., Stas S. Influence of surface roughness of channel on friction coefficient of electrically conducting fluids. Journal of the Technical University of Gabrovo. 2018, vol. 57, pp. 16–19.
Mamedov A. N., Stas S. V., Honcharova Y. A., Yakhno O. M. The analysis of interaction of inertia forces and mass forces which have magnetic nature in unstable mechanical and biological flows. Journal of the Technical University of Gabrovo. 2019, vol. 59, pp. 36–40.