RU198448U1 - Устройство для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере - Google Patents
Устройство для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере Download PDFInfo
- Publication number
- RU198448U1 RU198448U1 RU2020111045U RU2020111045U RU198448U1 RU 198448 U1 RU198448 U1 RU 198448U1 RU 2020111045 U RU2020111045 U RU 2020111045U RU 2020111045 U RU2020111045 U RU 2020111045U RU 198448 U1 RU198448 U1 RU 198448U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- cylindrical container
- volume
- gas
- charge
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/24—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means incorporating means for heating the liquid or other fluent material, e.g. electrically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
Landscapes
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области высококонцентрированных распылителей воды, а именно к устройствам для импульсного создания высокодисперсного и быстро расширяющегося газокапельного потока воды в атмосфере в заданном направлении объемом до 10-10мс переменной высокой концентрацией капель от 10 до 500 г/ми может быть использовано для аэрозольного пожаротушения, сдерживания огня или тушения больших более 10-10мобъемов пламени на особых объектах топливно-энергетического комплекса. Устройство включает заполненную водой и закрытую верхней и нижней крышками цилиндрическую емкость с тонкой и разрушаемой боковой металлической оболочкой, заряд взрывчатого вещества, установленный в цилиндрической емкости. При этом на дне цилиндрической емкости размещена металлическая пластина для отражения ударной волны шарообразного заряда тротила, смещенного вдоль ее радиуса R от геометрического центра цилиндрической емкости на расстояние более 0,5R к разрушаемой боковой поверхности металлической оболочки, причем оптимальный объем шарообразного заряда тротила составляет 0,1-0,2% от объема воды в цилиндрической емкости. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства путем создания параллельно расширяющегося по отношению к поверхности земли газокапельного потока капель воды в заданном направлении с большой до 500 м/с первоначальной скоростью и с одновременным увеличением в нем поверхностной и массовой доли более мелких капель воды по сравнению с параметрами капель согласно прототипу за счет более эффективного использования энергии взрывчатого вещества и его расположения. 2 ил., 1 пр.
Description
Область техники.
Полезная модель относится к области высококонцентрированных распылителей воды, а именно к устройствам для импульсного создания высокодисперсного и быстро расширяющегося газокапельного потока воды в атмосфере в заданном направлении объемом до 106-107 м3 с переменной высокой концентрацией капель от 10 до 500 г/м3 и может быть использовано для аэрозольного пожаротушения, сдерживания огня или тушения больших более 104-107 м3 объемов пламени на особых объектах топливно-энергетического комплекса (ядерные реакторы, пиротехнические и химические предприятия и т.п.), а также при ликвидации крупномасштабных очагов возгорания лесных и степных массивов в труднодоступных местах, дымоподавления и мгновенного создания водных аэрозольных барьеров на пути распространения вредных газокапельных облаков и струй.
Уровень техники.
Известны устройства для аэрозольного объемного пожаротушения (генераторы огнетушащего аэрозоля), включающие пиротехнический аэрозолеобразующий заряд, узел инициирования и корпус с выходным устройством в виде кольцевого зазора для истечения аэрозоля в радиальных направлениях в плоскости, перпендикулярной оси генератора (Аэрозольное тушение // Пожарная безопасность. Энциклопедия. М: ФГУ ВНИИПО, 2007; патенты РФ 2087169, кл. А62С 13/00 и 2085236, кл. А62С 19/00, 1997). Эти устройства обеспечивают относительно быстрое и равномерное заполнение огнетушащим аэрозолем защищаемого объема. Однако созданные генераторы аэрозолей не позволяют создавать быстро в течение 1-2 с крупномасштабные, высокодисперсные аэрозольные облака и газокапельные потоки воды объемом до 106-107 м3 с высокой концентрацией аэрозольных частиц от 50 до 500 г/м3 и с начальной скоростью движения до 500 м/с (Фомин В.И. Краткий обзор развития автоматического пожаротушения // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2015. №1. С. 7-14; Агафонов В.В., Копылов В.В. Установки аэрозольного пожаротушения: Элементы, характеристики, монтаж и эксплуатация. М.: ВНИИПО. 1999). Это не позволяет осуществлять ликвидацию крупномасштабных очагов возгорания лесных и степных массивов в труднодоступных местах, дымоподавления и мгновенного создания водных аэрозольных барьеров на пути распространения вредных газокапельных облаков и струй.
Известно устройство для импульсного создания газокапельного потока воды, включающее гидродинамическую трубку, заполненную водой, пиротехническим заряд, расположенным на ее дне и установленный над трубкой отражатель газокапельного потока (Ишматов А.К., Развития дисперсий в облаке жидкокапельного аэрозоля, полученного взрывным способом. Ползуновский вестник. 2010. №3. С. 175). Время полного распыления жидкости не превышает 2 мс. Недостатком данного устройства является небольшой объем распыляемой жидкости. Это не позволяет создавать в течение 1-2 с крупномасштабные, высокодисперсные газокапельные потоки воды в атмосфере объемом до 106-107 м3 с высокой концентрацией капель от 50 до 500 г/м3 и с начальной скоростью движения до 500 м/с. В результате невозможно применять данное устройство для ликвидации крупномасштабных очагов возгорания лесных и степных массивов в труднодоступных местах, а также для дымоподавления и мгновенного создания водных аэрозольных барьеров на пути распространения вредных газокапельных облаков и струй.
Известно устройство для импульсного, ударно-волнового распыления сжатым воздухом жидкостей, включающее компрессионную камеру, цилиндрическую емкость с распыляемой жидкостью, объем которой ограничен мембранами и в которую через отверстия поступает воздух под давлением из компрессионной камеры. Сжатый воздух, проходя через объем жидкости, раскручивает и барботирует ее с образованием зародышей кавитации в виде сжатых под давлением микропузырьков (Коровина Н.В., Кудряшова О.Б., Ворожцов Б.И., Шрагер Э.Р. Распыление жидкости при импульсном воздействии сжатым воздухом. Известия Томского политехнического университета. 2013. Т. 322. №.2. С.167). Недостатком данного устройства является невозможность быстрого создания в течение 1-2 с крупномасштабных, высокодисперсных газокапельных потоков воды объемом до 106-107 м3 с высокой концентрацией капель от 50 до 500 г/м3 и с начальной скоростью движения до 500 м/с. Это исключает их использование при ликвидации крупномасштабных очагов возгорания лесных и степных массивов в труднодоступных местах, а также для дымоподавления и мгновенного создания водных аэрозольных барьеров на пути распространения вредных газокапельных облаков и струй.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере, включающее заполненную водой цилиндрическую емкость, закрытую верхней и нижней крышками, и с тонкой металлической оболочкой, разрушаемой энергией цилиндрического заряда взрывчатого вещества с инициатором его подрыва, установленного в центре и вдоль вертикальной оси симметрии цилиндрической емкости (Стебновский С.В., Импульсное диспергирование как предельный режим разрушения жидкого объема, Физика горения и взрыва, 2008, т. 44, №2, с. 117).
Недостатком данного устройства является создание центрально-симметричного газокапельного потока воды в атмосфере после подрыва цилиндрического заряда, а также неэффективное использование выделяющейся энергии взрывчатого вещества, вследствие отсутствия отражающих ударную волну пластин в цилиндрической емкости. Это приводит к замедлению скорости распространения газокапельного потока и к уменьшению эффективности аэродинамического дробления капель. В результате массовая и поверхностная доля мелких капель диаметром менее 50-100 мкм незначительна по сравнению с более крупными каплями.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является улучшение технических характеристик устройства для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере.
Раскрытие сущности полезной модели.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере путем создания параллельно расширяющегося по отношению к поверхности земли газокапельного потока капель воды в заданном направлении с большой до 500 м/с первоначальной скоростью и с одновременным увеличением в нем поверхностной и массовой доли более мелких капель воды по сравнению с параметрами капель согласно прототипу за счет более эффективного использования энергии взрывчатого вещества и его расположения.
Для достижения технического результата предложено устройство для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере, включающее заполненную водой и закрытую верхней и нижней крышками цилиндрическую емкость с тонкой и разрушаемой боковой металлической оболочкой, заряд взрывчатого вещества, установленный в цилиндрической емкости, при этом, на дне цилиндрической емкости размещена металлическая пластина для отражения ударной волны шарообразного заряда тротила, смещенного вдоль ее радиуса R от геометрического центра цилиндрической емкости на расстояние более 0,5R к разрушаемой боковой поверхности металлической оболочки, причем оптимальный объем шарообразного заряда тротила составляет 0,1-0,2% от объема воды в цилиндрической емкости.
В результате создания устройства для импульсного осуществления высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере, включающего заполненную водой и закрытую верхней и нижней крышками цилиндрическую емкость с тонкой и разрушаемой боковой металлической оболочкой, заряд взрывчатого вещества для ее разрушения и диспергирования воды, установленный в цилиндрической емкости, и в котором на дне цилиндрической емкости установлена металлическая пластина для отражения ударной волны шарообразного заряда тротила с объемом 0,1-0,2% от объема воды в цилиндрической емкости и смещенного вдоль ее радиуса R от геометрического центра цилиндрической емкости на расстояние более 0,5R к боковой поверхности металлической оболочки, достигается технический результат, связанный с расширением ее функциональных возможностей по сравнению с устройством по прототипу, путем создания расширяющего параллельно поверхности земли газокапельного потока воды в заданном направлении с первоначальной большой скоростью до 500 м/с с одновременным существенным увеличением в нем поверхностной и массовой доли более мелких капель диаметром менее 100 мкм по сравнению с параметрами капель в прототипе.
Размещение на дне цилиндрической емкости металлической пластины для отражения ударной волны при подрыве заряда тротила позволяет использовать выделяющуюся энергию на распыление воды более эффективно, по сравнению с прототипом, в котором эффект отражения ударной волны существенно меньше или отсутствует. Это приводит к увеличению скорости газокапельного потока и доли более мелких капель диаметром менее 100 мкм по сравнению с прототипом за счет эффекта кавитации и аэродинамического дробления фрагментов жидкости воздухом (Кедринский В.К. Газодинамика взрыва: эксперимент и модели. Новосибирск. СО РАН. 435 С.2000; Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М. Наука. 716 С. 1984).
Использование шарового заряда тротила в форме шара и его смещение в цилиндрической емкости вдоль ее радиуса R от геометрического центра цилиндрической емкости на расстояние более 0,5R позволяет осуществить кумулятивное разрушение ближайшей к заряду боковой поверхности металлической оболочки и последующий выброс жидкости с образованием горизонтального, направленного в заданном направлении параллельно поверхности земли высокодисперсного газокапельного потока воды с начальной скоростью до 500 м/с.
В прототипе создается центрально симметричное распыление воды и в результате ее газокапельный поток невозможно направить в заданном направлении для пролива заданного пространства и местности водой с образованием облака капель, например, для «удушения» очага возгорания за счет уменьшения доли кислорода менее 15% об.
Большая первоначальная скорость газокапельного потока в заданном направлении параллельно поверхности земли позволяет осуществлять механическое воздействие, например, на очаг пламени и сбивать его. В прототипе этот эффект существенно меньше, так как поток центрально-симметричный и его первоначальная скорость и масса в данном направлении существенно меньше, чем в потоке согласно заявляемой полезной модели.
Выбор шарообразного заряда тротила с объемом Q=0,1-0,2% от объема воды в цилиндрической емкости позволяет оптимизировать процесс ее распыления. При объеме тротила Q<0,1% не хватает энергии взрыва для оптимального выброса воды из емкости с последующим аэродинамическим дроблением ее фрагментов на мелкие капли, а при Q>0,2% нарушается направление газокапельного потока параллельно поверхности земли с его частичным вертикальным выбросом.
Таким образом, сравнение заявленного устройства для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере с прототипом показывает, что за счет использования шарового заряда тротила и его ассиметричного расположения в емкости, а также установки на нижней крышке пластины для отражения ударной волны удается создать крупномасштабный объемом более 106 м3 расширяющийся высокодисперсный газокапельный поток воды, направленный параллельно поверхности земли с большой скоростью до 500 м/с и существенно увеличить в этом потоке дисперсность капель путем увеличения поверхностной и массовой концентрации более мелких капель диаметром от 20 до 100 мкм по сравнению с потоком капель согласно прототипу.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема заявленного устройства для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере. На фиг. 2 приведены измеренные средние значения удельной поверхностной концентрации капель воды S от времени t, полученные в заявляемой устройстве (кривая 1) и согласно прототипу (кривая 2).
Устройство, показанное на фиг. 1 содержит следующие конструктивные элементы:
1 - верхняя крышка;
2 - ось симметрии цилиндрической емкости 8;
3 - распыляемая вода;
4 - разрушаемая тонкая боковая оболочка цилиндрической емкости 8;
5 - шаровой заряд тротила;
6 - нижняя крышка;
7 - металлическая пластина для отражения ударной волны заряда 5;
8 - цилиндрическая емкость;
9 - геометрический центр емкости 8 на оси 2 и на высоте Н;
10 - расширяющийся газокапельный поток воды после подрыва заряда 5;
11 - поверхность земляного грунта;
Н=L/2 - высота установки заряда 5 в емкости 8;
L - высота емкости 8;
R - радиус емкости 8;
D>0,5 R - расстояние смещения заряда 5 от его центра к оболочке 4 вдоль радиуса R от центра 9 емкости 8 перпендикулярно оси 2;
Z - длина газокапельного потока 10.
Осуществление полезной модели.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема заявленного устройства для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере. Устройство содержит заполненную водой 3 и закрытую верхней 1 и нижней 6 крышками цилиндрическую емкость 8 с тонкой и разрушаемой боковой металлической оболочкой 4, шаровой заряд тротила 5 для ее разрушения, смещенный вдоль ее радиуса R от геометрического центра 9 цилиндрической емкости 8 на расстояние от оси 2 до центра шарового заряда D>0,5R в сторону боковой поверхности металлической оболочки 4. Оптимальный объем шарообразного заряда тротила 5 составляет 0,1-0,2% от объема воды в цилиндрической емкости 8. На ее дне размещена металлическая пластина 7 для отражения ударной волны шарообразного заряда тротила 5.
Устройство работает следующим образом. На подвесе (на фиг. 1 не показан) устанавливается на высоте Н=L/2 заряд 5 со смещением D>0,5R от вертикальной оси симметрии 2 по радиусу R к оболочке 4 в сторону создания газокапельного потока воды. С помощью насоса (на фиг. 1 не показан) вода закачивается в цилиндрическую емкость 8 высотой L. Электродетонатором осуществляется подрыв тротилового заряда 5 с образованием расширяющегося газокапельного потока воды 10 в заданном направлении параллельно поверхности земли 11.
Размещение на дне цилиндрической емкости 8 металлической пластины 7 для отражения ударной волны при подрыве заряда тротила позволяет использовать выделяющуюся энергию на распыление воды более эффективно, по сравнению с прототипом, в котором эффект отражения ударной волны существенно меньше или отсутствует. Это приводит к увеличению скорости газокапельного потока и увеличению доли более мелких капель диаметром менее 100 мкм по сравнению с прототипом за счет эффекта кавитации и аэродинамического дробления фрагментов жидкости воздухом (Кедринский B.К. Газодинамика взрыва: эксперимент и модели. Новосибирск. СО РАН. 435 C. 2000; Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М. Наука. 716 С. 1984).
Использование шарового заряда тротила в форме шара 5 и его смещение в цилиндрической емкости 8 вдоль ее радиуса R от геометрического центра цилиндрической емкости на расстояние D>0,5R позволяет осуществить кумулятивное разрушение ближайшей к заряду боковой поверхности металлической оболочки 4 и последующий выброс жидкости с образованием горизонтального, направленного в заданном направлении параллельно поверхности земли 11 высокодисперсного газокапельного потока воды 10 длиной Z с начальной скоростью до 500 м/с.
В прототипе создается центрально симметричное распыление воды и в результате ее газокапельный поток невозможно направить в заданном направлении для пролива заданного пространства и местности водой с образованием облака капель, например, для «удушения» очага возгорания за счет уменьшения доли кислорода менее 15% об.
Большая первоначальная скорость газокапельного потока 10 в заданном направлении параллельно поверхности земли позволяет осуществлять механическое воздействие, например, на очаг пламени и сбивать его. В прототипе этот эффект существенно меньше, так как поток центрально-симметричный и его первоначальная скорость и масса в данном направлении существенно меньше, чем в потоке согласно заявляемой полезной модели.
Выбор шарообразного заряда тротила 5 с объемом Q=0,1-0,2% от объема воды в цилиндрической емкости позволяет оптимизировать процесс ее распыления. При объеме тротила Q<0,1% не хватает энергии взрыва для оптимального выброса воды из емкости с последующим аэродинамическим дроблением ее фрагментов на мелкие капли, а при Q>0,2% нарушается направление газокапельного потока параллельно поверхности земли с его частичным вертикальным выбросом.
В результате создания устройства для импульсного осуществления высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере, включающего заполненную водой и закрытую верхней и нижней крышками цилиндрическую емкость с тонкой и разрушаемой боковой металлической оболочкой, заряд взрывчатого вещества для ее разрушения и диспергирования воды, установленный в цилиндрической емкости, и в котором на дне цилиндрической емкости установлена металлическая пластина для отражения ударной волны шарообразного заряда тротила с объемом 0,1-0,2% от объема воды в цилиндрической емкости и смещенного вдоль ее радиуса R от геометрического центра цилиндрической емкости на расстояние более 0,5R к боковой поверхности металлической оболочки, достигается технический результат, связанный с расширением ее функциональных возможностей по сравнению с устройством по прототипу, путем создания расширяющего параллельно поверхности земли газокапельного потока воды в заданном направлении с первоначальной большой скоростью до 500 м/с с одновременным существенным увеличением в нем поверхностной и массовой доли более мелких капель диаметром менее 100 мкм по сравнению с параметрами капель в прототипе.
Попадая на горящую поверхность вещества или в зону горения, распыленная вода нагревается и, интенсивно испаряясь, отбирает тепло из зоны реакции и тем самым понижает температуру горящего вещества, что и обеспечивает прекращение процесса горения. Прекращению горения способствует также разбавление концентрации горючих газов или паров образующимся водяным паром, так как объем паров в 1700 раз превышает объем испарившейся воды. Кроме того, водой в виде струй механически сбивается пламя.
Пример.
Проведены эксперименты по созданию горизонтального, параллельного поверхности земли и расширяющегося с первоначальной скоростью до 500 м/с в заданном направлении газокапельного потока воды 10 в виде затопленной струи при подрыве шарового заряда 5, расположенного в цилиндрической емкости с R≈1,7 м, длиной L≈5,7 м и объемом 50 м3 с массой воды около 48-49 тонн. Объем шарового заряда тротила составлял около 0,06 м3. Величина смещения D≈0,6-0,65R≈1,1 м. Толщина стальной плиты 7 была равна 0,04 м.
Первоначальная скорость распространения газокапельного потока варьировалась от 400 до 500 м/с на расстоянии 10-20 м от оси 2 цилиндрической емкости 8. Его начальная скорость определялась лазерным анализатором (Загнитъко А.В., Мацуков И.Д., Федин Д.Ю., Велъмакин С.М. Лазерный анализатор скорости аэрозольных потоков // Приборы и техника эксперимента. 2019. №4. С. 158-160).
В процессе распространения параллельно поверхности земли, расширяющегося газокапельного потока капель длиной Z≈100-120 м, высотой 40-60 м и объемом до (2-3)х105 м3 за временной интервал 1-1,5 с на землю выпало более 10-15 тонн крупных капель воды диаметром более 500 мкм. Остальные 35-40 тонн воды в виде капель и паров образовали турбулентное облако высокодисперсных капель и паров над местностью в заданном земляном районе 11. Их массовая концентрация варьировалась во времени и по объему от 50 до 500 г/м3. Измеренная лазерным анализатором капель площадь удельной поверхности высокодисперсных капель воды диаметром от 20 до 500 мкм была равна S<10 м2/м3. Величина S измерялась лазерным анализатором капель (Загнитъко А.В., Зарецкий Н.П., Каникевич А.В и др., Быстродействующий лазерный анализатор поверхностной концентрации мелких и крупных капель в аэрозольном потоке, Приборы и техника эксперимента, 2019, №5, с. 150).
На фиг. 2 приведены измеренные средние значения удельной поверхностной концентрации капель воды S от времени t, полученные в заявляемой устройстве (кривая 1) и согласно прототипу (кривая 2). Распыление воды осуществлялось с подрывом одинаковых по массе зарядов тротила в заявленном устройстве и в прототипе. Ее объемы и размеры бочек совпадали в проведенных экспериментах. Значения S усреднены по объему облаков. Из анализа данных фиг. 2 следует, что поверхность капель в заявленном устройстве больше в 3-5 раз величины S согласно прототипу за счет более эффективного использования энергии заряда и увеличения доли более мелких капель.
Заявляемая полезная модель была использован при моделировании крупномасштабных пожаровзрывоопасных аварий на предприятиях топливно-энергетического комплекса в степных массивах путем импульсного создания газокапельных потоков воды, параллельно поверхности земли в заданном направлении объемом до 107 м3 и массой 150-200 тонн. Время его образования с начальной скоростью 400-600 м/с составляло ≈1-1,5 с. В результате была пролита водой местность в количестве более 10-15 тонн в заданном направлении и создано облако из смеси паров и капель воды высотой до 30 м и массой около 35-40 тонн над очагом возгорания для уменьшения концентрации кислорода менее 15% об. Наблюдалось испарение капель, их турбулентная коагуляции и седиментация, а также рассеивание облака турбулентными потоками атмосферного воздуха. В результате очаг возгорания был ликвидирован за временной интервал менее 5-10 с.
Таким образом, сравнение характеристик заявленного устройства для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере с прототипом показывает, что за счет использования шарового заряда тротила и его ассиметричного расположения в емкости 8, а также установки на нижней крышке 6 пластины 7 для отражения ударной волны удается создать крупномасштабный объемом более 106 м3 расширяющийся высокодисперсный газокапельный поток воды, направленный параллельно поверхности земли и существенно увеличить в этом потоке дисперсность капель путем увеличения поверхностной и массовой концентрации более мелких капель диаметром от 20 до 100 мкм по сравнению с потоком капель в прототипе. В прототипе создаются более крупные капли с образованием центрально-симметричного потока вокруг цилиндрической емкости с меньшей поверхностной концентрацией, что уменьшает эффективность и скорость тушения очага возгорания. Кроме того, в прототипе не удается непосредственно направить весь газокапельный поток воды в труднодоступные место для ликвидации очага возгорания.
Claims (1)
- Устройство для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере, включающее заполненную водой и закрытую верхней и нижней крышками цилиндрическую емкость с тонкой и разрушаемой боковой металлической оболочкой, заряд взрывчатого вещества, установленный в цилиндрической емкости, отличающееся тем, что на дне цилиндрической емкости размещена металлическая пластина для отражения ударной волны шарообразного заряда тротила, смещенного вдоль ее радиуса R от геометрического центра цилиндрической емкости на расстояние более 0,5R к разрушаемой боковой поверхности металлической оболочки, причем оптимальный объем шарообразного заряда тротила составляет 0,1-0,2% от объема воды в цилиндрической емкости.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111045U RU198448U1 (ru) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | Устройство для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111045U RU198448U1 (ru) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | Устройство для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU198448U1 true RU198448U1 (ru) | 2020-07-09 |
Family
ID=71510838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020111045U RU198448U1 (ru) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | Устройство для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU198448U1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992022353A1 (en) * | 1991-06-19 | 1992-12-23 | Sundholm Goeran | Method and equipment for fire fighting |
| RU24639U1 (ru) * | 2002-04-30 | 2002-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Темперо" | Устройство для пожаротушения |
| RU2556672C1 (ru) * | 2013-12-20 | 2015-07-10 | Игорь Александрович Лепешинский | Способ создания газокапельной струи и устройство для его выполнения |
-
2020
- 2020-03-17 RU RU2020111045U patent/RU198448U1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992022353A1 (en) * | 1991-06-19 | 1992-12-23 | Sundholm Goeran | Method and equipment for fire fighting |
| RU24639U1 (ru) * | 2002-04-30 | 2002-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Темперо" | Устройство для пожаротушения |
| RU2556672C1 (ru) * | 2013-12-20 | 2015-07-10 | Игорь Александрович Лепешинский | Способ создания газокапельной струи и устройство для его выполнения |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Н.В. Коровина и др., "Распыление жидкости при импульсном воздействии сжатым воздухом", "Известия Томского политехнического университета", Т. 322, N 2, 2013, с. 167-171. * |
| С.В.Стебновский, "Импульсное диспергирование как предельный режим разрушения жидкого объема", "Физика горения и взрыва", т. 44, N 2, 2008, с. 117-128. * |
| С.В.Стебновский, "Импульсное диспергирование как предельный режим разрушения жидкого объема", "Физика горения и взрыва", т. 44, N 2, 2008, с. 117-128. Н.В. Коровина и др., "Распыление жидкости при импульсном воздействии сжатым воздухом", "Известия Томского политехнического университета", Т. 322, N 2, 2013, с. 167-171. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dubinin et al. | Improving the installation for fire extinguishing with finely-dispersed water | |
| RU2669170C1 (ru) | Устройство импульсной подачи огнетушащего порошка | |
| Krasnyansky | Prevention and suppression of explosions in gas-air and dust-air mixtures using powder aerosol-inhibitor | |
| US3948181A (en) | Shaped charge | |
| US4418623A (en) | Apparatus for dispersing liquids | |
| WO2012028155A1 (en) | Force back fire fighting technology | |
| Thomas et al. | Influence of water sprays on explosion development in fuel-air mixtures | |
| RU198448U1 (ru) | Устройство для импульсного создания высокодисперсного газокапельного потока воды в атмосфере | |
| RU2295370C2 (ru) | Способ тушения пожара | |
| RU2193906C2 (ru) | Способ тушения пожара и ракеты-огнетушители для его осуществления | |
| RU2607770C1 (ru) | Способ тушения пожара нанопорошком и устройство для его реализации (варианты) | |
| RU2740594C1 (ru) | Огнегасящий снаряд | |
| Volkov et al. | Determination of the volume of water for suppressing the thermal decomposition of forest combustibles | |
| Coil | Hypergolic ignition of a gelled ionic liquid fuel | |
| Islamova et al. | Transformation of initially unatomized fire-extinguishing liquid arrays at free fall from different heights | |
| RU2348753C2 (ru) | Способ активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы и устройство для его осуществления | |
| RU2176925C1 (ru) | Способ получения огнетушащей смеси и устройство для его осуществления | |
| RU2742430C1 (ru) | Способ пожаротушения | |
| RU177480U1 (ru) | Модуль порошкового пожаротушения | |
| RU2050874C1 (ru) | Устройство для тушения локальных пожаров | |
| RU2645207C1 (ru) | Способ комбинированного пожаротушения, устройство для его реализации | |
| RU2216531C2 (ru) | Способ образования и взрыва топливно-воздушного облака | |
| US1530133A (en) | Grenade and method of creating pressure therein | |
| RU2769925C1 (ru) | Установка аэрозольно-газо-эмульсионного поверхностно-объемного пожаротушения | |
| Grishin et al. | Methods and devices for fighting natural fires within a new concept of control of natural and man-made disasters |