Диссертация (1172932), страница 15
Текст из файла (страница 15)
После окончания опыта, приведения установки в первоначальное состояние и изменения одного из начальныхусловий эксперимента (расход воды, расстояние от модуля теплозащитного экранадо источника теплового потока, размер ячеек сетки, тип форсунки, межсеточноерасстояние и т. п.) процедура опыта повторяется вновь.4.2.2 Результаты экспериментов и обработка полученных данныхЭкспериментальные исследования по определению параметров и характеристик теплозащитных экранов, обеспечивающих максимальную степень ослабления тепловых потоков, выполнялись в три этапа:1) определение оптимальных параметров внешней и внутренней сетоктеплозащитного экрана (диаметр проволоки, размер ячейки);2) определение оптимальных расходов воды;3) определение оптимальных расстояний между сетками экрана.944.2.2.1 Определение оптимальных параметров сеток теплозащитного экранаВ данной серии экспериментов использовался модуль теплозащитногоэкрана, представляющий собой две металлические сетчатые поверхности, каждаяразмером 1,0×1,0 м, закрепленные параллельно друг другу на удерживающемих каркасе.
В межсеточное пространство через форсунки подавалась вода. Конструкция стенда позволяла использовать сетки из различных материалов и с разными размерами ячеек, заменять форсунки, изменять межсеточное расстояние,подавать на форсунки воду с расходом от 0,02 до 0,2 л/с на 1 м2 экрана при давлении воды до 1,0 МПа.Критерием определения оптимальных параметров внешней и внутреннейсеток теплозащитного экрана (диаметр проволоки, размер ячейки) являлосьобразование устойчивых и сплошных пленок воды на сетчатых поверхностях.Экспериментальные исследования, проведенные в широком диапазонеизменения параметров сеток, показали, что в результате подбора оптимальныхпараметров сеток теплозащитного экрана происходит образование устойчивыхи сплошных пленок воды на сетчатых поверхностях при различных температурахи расходах воды.4.2.2.2 Определение оптимальных расходов водыВ данной серии экспериментов использовался модуль экрана, представляющий собой две металлические сетчатые поверхности, каждая размером 1,0×1,0 м,закрепленные параллельно друг другу на удерживающем их каркасе.
В межсеточное пространство через форсунки подавалась вода.Конструкция стенда позволяла изменять межсеточное расстояние, подаватьна форсунки воду с расходом от 0,02 до 0,2 л/с на 1 м2 экрана при давленииводы до 1 МПа, обеспечивать измерения теплового потока в диапазоне от 0,05до 25 кВт/м2 с точностью до 0,01 кВт/м2.95Для измерения температуры водяной пленки на поверхностях сетокв диапазоне от 0 до 100 ºС с точностью до 0,1 ºС был использован специальноразработанный термощуп.Экспериментальные исследования по определению оптимальных расходовводы с использованием форсунок при максимальном значении падающегона экран теплового потока в 25 кВт/м2 показали, что:– при расходах воды до 38 г/с на 1 м2 экрана соударяющиеся с сильнонагретыми сетками капли частично отражаются, распадаясь на более мелкие,и частично испаряются, не создавая водяную пленку;– при расходах воды от 40 до 70 г/с на 1 м 2 экрана происходило появлениена сетчатых поверхностях отдельных водо-пленочных образований;– при расходе воды в 80 г/с на 1 м2 экрана процесс многократного отражениякапель, определяемый направлением и величиной вектора импульса каждой капли,при определенных расстояниях между сетками приводит к почти скачкообразномуобразованию сплошных устойчивых пленок воды, которая стекает по поверхностисеток;– при расходах воды более 80 г/с на 1 м2 экрана процесс протекает аналогичнопредыдущему, но с более интенсивным стеканием воды по поверхности сеток.Таким образом оптимальным представляется расход воды от 80 до 100 г/сна 1 м2 экрана.4.2.2.3 Определение оптимальных расстояний между сеткамиВ данной серии экспериментов использовался модуль экрана, представляющий собой две металлические сетчатые поверхности, каждая размером 1,0×1,0 м,закрепленные параллельно друг другу на удерживающем их каркасе.В межсеточное пространство через форсунки подавалась вода.
Конструкциястенда позволяла изменять межсеточное расстояние, обеспечивать измерениятеплового потока в диапазоне от 0,05 до 25 кВт/м2 с точностью до 0,01 кВт/м2.96Результаты экспериментальных исследований по определению оптимальных расстояний между сетками представлены на рисунке 4.3 в виде зависимостикоэффициента ослабления теплового потока (k) от расстояния между сетчатымиповерхностями (h) и расхода воды (Q), подаваемой форсунками в межсеточноепространство (здесь k = Р0 / Р, где Р0 и Р – соответственно, значения тепловогопотока, падающего на экран и проходящего через него).140130120110100k = Р0 / Р908070Q = 80 г/с6050Q = 65 г/с40Q = 38 г/с30200510152025h, смРисунок 4.3 – Зависимость коэффициента ослабления теплового потока (k)от межсеточного расстояния (h) и расхода воды (Q)Как видно из представленных результатов экспериментальных исследований, оптимальное расстояние между сетками составляет 0,15 м.В данной серии экспериментов были также определены значения коэффициента ослабления теплового потока (k) в зависимости от интенсивности падающего теплового потока при оптимальном расходе воды (80 г/с) и межсеточномрасстоянии, равном оптимальному значению – 0,15 м.На основании анализа результатов экспериментов можно сделать выводо том, что модули теплозащитного экрана, выполненные с оптимальным межсеточным расстоянием, являются эффективным средством ослабления тепловогопотока при относительно небольшом (оптимальном) расходе воды в 80 г/с.974.3 Экспериментальное исследование характеристик противопожарных прегради теплозащитных экранов в условиях горения пролива горючих жидкостейи лесопиломатериалов с плотностью теплового излучения пламени до 75 кВт/м24.3.1 Разработка экспериментального стенда и методики исследованийЭкспериментальный стенд для исследования характеристик противопожарных преград и теплозащитных экранов в условиях горения ГЖ и лесопиломатериалов с плотностью теплового излучения пламени до 75 кВт/м 2 разрабатывался дляпроведения исследований на производственных объектах в условиях, приближенных к реальным пожарам.Испытательный стенд включал в себя следующие основные элементы:– очаг горения ГЖ;– очаг горения лесопиломатериалов;– противопожарная преграда в виде теплозащитного коридора;– теплозащитные экраны;– средства подачи воды (кольцевая водопроводная сеть диаметром 200 ммс запорной арматурой и насосной станцией, две автоцистерны АЦ–40);– измерительный комплекс.Принципиальная схема стенда представлена на рисунке 4.4.Проведение экспериментов осуществлялось по следующей методике.
Противопожарная преграда в виде теплозащитного коридора (1) и теплозащитныеэкраны (2-5) устанавливаются на испытательной площадке. Размещаются противень с ГЖ и опытный штабель лесопиломатериалов, предварительно пропитанный горючей жидкостью (ТГМ) (6-7). Подготавливаются к работе измерительныеи регистрирующие приборы (8-9). Поджигаются источники теплового излучения(ТГМ и ГЖ) и включается насос подачи воды.
Регистрируется давление водыв магистрали, фиксируются значения плотности теплового потока внутри теплозащитного коридора.989327 ТГМ81ГЖ645Рисунок 4.4 – Принципиальная схема экспериментального стенда для исследованияхарактеристик противопожарной преграды и теплозащитных экрановв условиях горения ГЖ и лесопиломатериалов:1 – теплозащитный коридор; 2–5 – теплозащитные экраны; 6 – противень с ГЖ;7 – ТГМ; 8–9 – измерительные и регистрирующие приборыЭксперимент продолжается до получения стационарных значений плотности теплового потока внутри теплозащитного коридора.После окончания опыта, приведения установки в первоначальное состояниеи изменения одного из начальных условий эксперимента (расход воды, расстояние от противопожарных преград до источников теплового потока, размерови массы пожарной нагрузки и т.
п.) процедура опыта повторяется вновь.4.3.2 Результаты экспериментов и обработка полученных данныхПри проведении опытов ставилась цель максимально возможного приближения экспериментальных исследований к реальным условиям развития пожара,в частности:99– при проведении экспериментов были задействованы силы и техническиесредства пожарной охраны, а именно, вода на распылители подавалась непосредственно от насосов пожарных автомобилей;– в качестве пожарной нагрузки использовались нефтепродукты, залитыев противень размером 3,0×2,0×0,3 м, а также лесопиломатериалы в виде штабелейразмером 2,0×3,0×1,6 м.– отрабатывалась методика тушения пожара с использованием теплозащитных экранов и т.
п.Экспериментальные исследования характеристик противопожарной преградыв условиях горения ГЖ и лесопиломатериалов с плотностью теплового излученияпламени до 75 кВт/м2 выполнялись с противопожарной преградой, выполненнойв виде теплозащитного коридора (рисунок 4.5).Рисунок 4.5 – Общий вид теплозащитного коридора4.3.2.1 Испытания противопожарной преградыв виде теплозащитного коридораВ ходе испытаний головной элемент коридора подвергался одновременномутепловому воздействию пламени от двух очагов горения, размещенных у боковых100стен коридора – горящих штабелей лесопиломатериалов размером 2,0×3,0×1,6 м,на расстоянии 0,6 м, и горящей смеси бензина и дизтоплива, залитой в противеньразмером 3,0×2,0×0,3 м, на расстоянии 0,8 м.В процессе испытаний регистрировались величины плотности потока теплового излучения на различном расстоянии от источника огня и плотности потокатеплового излучения за экраном.
Коэффициент ослабления величины тепловогопотока при наибольших его значениях вычислялся как отношение величины теплового потока на расстоянии 0,8 м от источника огня к величине теплового потоказа экраном на таком же расстоянии.В целях тепловой защиты измерительные провода и гибкие шланги водоохлаждающей системы датчика были закрыты стеклотканью. Измерения проводились по мере приближения к источнику огня.
Показания датчиков тепловогоизлучения фиксировались на различных расстояниях с интервалом в один метрв диапазоне от 7,8 до 0,8 м. Наименьшее расстояние от датчика до штабеля ТГМбыло равно 0,8 м, что соответствовало расстоянию от стенки штабеля до датчика,используемого за экраном, в случае проведения дальнейших измерений и возможности регистрации второго параметра.Изменение плотности потока теплового излучения в зависимости от расстояния до источника огня приведено на рисунке 4.6.Рисунок 4.6 – Изменение плотноститеплового потока в зависимостиот расстояния до источника огня101В ходе экспериментальных исследований регистрация теплового потока,проходящего через экран, проводилась в 12 точках.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
