Оптимизация геометрии проточного тракта насадков к стволу пожарному ручному СПРУ-50/0,7 для формирования компактной струи огнетушащего вещества

Abstract

Цель. Разработать экспериментальные образцы съемных последовательно соединяемых насадков с диаметром выходного отверстия 19 (тип А) и 13 мм (тип Б) к стволу пожарному ручному СПРУ-50/0,7 и оптимизировать геометрию их проточного тракта по дальности и расходу компактной струи огнетушащего вещества, а также оценить соответствие образцов требованиям СТБ 11.13.14 по данным параметрам. Методы. Общая методология работы предусматривала использование теоретических методов исследования (анализ, синтез, сравнение). Расчет геометрических параметров проточного тракта насадков проводился путем численного моделирования в программном обеспечении Ansys с помощью метода конечных элементов. Дальность и расход компактной струи огнетушащего вещества определялись экспериментально с использованием метода испытаний, описанного в СТБ 11.13.14. Результаты. При численном моделировании проточного тракта насадков к стволу пожарному ручному СПРУ-50/0,7 установлено, что для обеспечения наибольшей скорости и сохранения энергии струи воды при заданных давлении (0,45 МПа), диаметрах входного (40 мм) и выходного (13 мм) отверстий проточный тракт должен постепенно сужаться по всей длине без участков цилиндрической формы, при этом длина тракта не должна превышать 200 мм. Экспериментально определены дальность компактной струи и расход воды для шести разработанных комплектов экспериментальных образцов насадков различной геометрии. Все образцы обеспечивают нормативную дальность компактной струи и расход воды в соответствии с СТБ 11.13.14. Также установлено, что на каждую единицу расхода воды наибольшая дальность компактной струи достигается при использовании: комплекта, состоящего из последовательно соединенных насадков типа А и Б с коноидальным проточным трактом длиной 50 мм каждый – для обеспечения расхода не менее 2,7 л/c c диаметром выходного отверстия 13 мм; насадка типа А с коническим проточным трактом длиной 100 мм – для обеспечения расхода не менее 7,4 л/c c диаметром выходного отверстия 19 мм. Вместе с тем показано, что вместо комплекта коноидальных насадков длиной по 50 мм на практике целесообразно применять конические аналоги той же длины ввиду несущественной разницы между соотношениями «дальность компактной струи / расход воды» (около 3 %). Область применения исследований. Разработка и оптимизация насадков к пожарным стволам для подачи компактной струи.