Длина начального участка осесимметричной турбулентной струи, образующейся в пенном розеточном оросителе для автоматических установок пожаротушения

Abstract

Цель. Выполнить анализ теоретических подходов к описанию структуры осесимметричных турбулентных струй, а также к расчету их начального участка в режиме распыливания. Теоретически рассчитать длину дужек пенного розеточного оросителя (т.е. расстояние от выходного отверстия оросителя до его розетки), при которой происходит наиболее интенсивное пенообразование, и сопоставить полученный результат с экспериментальными данными. Методы. В ходе работы использовался ряд теоретических методов исследования (анализ, синтез, сравнение) для изучения подходов к описанию и расчету осесимметричных турбулентных струй, а также для сопоставления теоретически рассчитанных данных по длине дужек пенного розеточного оросителя с результатами эксперимента. Результаты. Сформулирована гипотеза об оптимальной длине дужек L пенного розеточного оросителя с целью обеспечения наиболее интенсивного пенообразования в нем: оптимальная длина дужек должна равняться длине начального участка струи, образующейся на выходе из штуцера оросителя Lн, т.е. L = Lн. Рассчитаны нижний и верхний пределы диапазона значений длины начального участка струи воды, образующейся на выходе из штуцера розеточного оросителя определенной геометрии: 117 ≤ Lн ≤ 201 мм. При экспериментальном определении кратности пены (характеризует интенсивность пенообразования), генерируемой розеточным оросителем, для которого выполнялся теоретический расчет, оптимальное по данной характеристике пены значение длины дужек оказалось равным L = 114 ± 4 мм, что согласуется с теорией с поправкой на более низкий коэффициент поверхностного натяжения пенообразующего раствора по сравнению с обычной водой. Кроме того, предложено выражение для расчета длины начального участка струи для рассматриваемого штуцера пенного розеточного оросителя, которое в первом приближении может быть применено для оценки значения Lн при использовании разных марок и типов пенообразователей, а также при распыливании в газе с иной плотностью. Область применения исследований. Полученные результаты могут быть использованы для дальнейшего изучения процесса пенообразования в розеточных оросителях для автоматических установок пожаротушения с целью повышения их огнетушащей эффективности. Предложенное выражение для расчета длины начального участка образующейся на выходе из пенного розеточного оросителя струи может быть применено для оценки значения данного параметра при использовании разных марок и типов пенообразователей, а также при распыливании в газе с иной плотностью.