vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2019-64-1-60-68vestift-421Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ, МЕХАНИКАMECHANICAL ENGINEERING AND MECHANICSЭкспериментальное определение рациональных геометрических параметров держателя и разбрызгивателя оросителя по кратности и устойчивости пеныExperimental determination of the rational geometrical parameters of the sprinkler frame arms and deflector on the expansion rate and stability of foamКамлюкА. Н.KamlukA. N.

Кандидат физико-математических наук, доцент, заместитель начальника университета по научной и инновационной деятельности.

ул. Машиностроителей, 25, 220118, Минск.

Ph. D. (Physics and Mathematics), Assistant Professor, Deputy Head of the University for Scientific and Innovation Activities.

25, Mashinostroiteley Str., 220118, Minsk.

ЛихомановА. О.LikhamanauA. O.

Адъюнкт (аспирант), кафедра автоматических систем безопасности.

ул. Машиностроителей, 25, 220118, Минск.

Postgraduate Student, Chair of Automatic Safety Systems.

25, Mashinostroiteley Str., 220118, Minsk.

alexlikh20@gmail.comУниверситет гражданской защиты МЧС Беларуси.University of Civil Protection of the Ministry for Emergency Situations of the Republic of Belarus.2019270320196416068Copyright © Камлюк А.Н., Лихоманов А.О., 20192019Камлюк А.Н., Лихоманов А.О.Kamluk A.N., Likhamanau A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/421

Приведены результаты экспериментальных исследований по определению влияния геометрических параметров розеточных оросителей на процесс образования воздушно-механической пены. Для проведения эксперимента разработан сборно-разборный ороситель. При помощи 3D-печати из полилактида (PLA-пластик) изготовлены элементы сборно-разборного оросителя, позволяющие создавать различные его конфигурации в достаточно широком диапазоне значений геометрических параметров. Установлены зависимости кратности и устойчивости воздушно-механической пены от длины держателя оросителя, а также внешнего диаметра, угла конусности и высоты выступов его разбрызгивателя. Определены диапазоны оптимальных значений по длине держателя L = 45÷55 мм и высоте выступов разбрызгивателя h = 1÷3 мм оросителя для генерирования пены с наибольшей кратностью и устойчивостью, а также диапазоны значений данных параметров, при которых изменение значений кратности и устойчивости не происходит (L = 90÷150 мм, h = 5÷15 мм). Установлено снижение качественных характеристик пены при увеличении угла конусности разбрызгивателя. Получены аппроксимационные зависимости кратности и устойчивости пены от угла конусности разбрызгивателя в диапазоне α = 30÷135°. Кроме того, определено, что увеличение внешнего диаметра разбрызгивателя в диапазоне от 20 до 100 мм приводит к постепенному ухудшению качества пены. Результаты проведенных исследований позволят оптимизировать геометрические параметры существующих конструкций розеточных оросителей с целью повышения их эффективности при тушении пожара.

The results of experimental studies on determination of the effect of the deflector-type sprinkler geometric parameters on the air-mechanical foam formation process are presented in the article. A collapsible sprinkler was developed for the experiment. The elements of the collapsible sprinkler which allow creating its various configurations in a fairly wide range of geometric parameters were made from polylactide (PLA-plastic) with the help of 3D printing. The dependencies of the air-mechanical foam expansion rate and stability on the sprinkler holder length, as well as the external diameter, the taper angle and the ledges height of the sprinkler sprayer were established. The ranges of optimal values along the holder length L = 45÷55 mm and the sprayer ledges height h = 1÷3 mm of the sprinkler for generation of foam with the greatest expansion rate and stability were determined, as well as the ranges of values of these parameters at which the change in the quality characteristics does not occur (L = 90÷150 mm, h = 5÷15 mm). A decrease in the foam quality characteristics with an increase in the sprayer taper angle of the sprinkler was established. Approximate dependencies of the foam expansion rate and stability on the sprayer taper angle of the sprinkler in the range α = 30÷135° were obtained. In addition, it is determined that an increase in the sprayer external diameter in the range from 20 mm to 100 mm results in a gradual deterioration in the foam qua lity. The results of the conducted researches will allow optimizing geometrical parameters of existing designs of deflector-type sprinklers with the aim to increase their fire extinguishing efficiency.

кратность пеныустойчивость пеныаддитивные технологиирозеточный оросительдержательразбрызгивательfoam expansion ratefoam stabilityadditive technologiesdeflector type sprinklerholdersprayerReferencesJohn, R. Hall. U. S. Experience with sprinklers and other automatic fire extinguishing equipment [Electronic resource]. – USA, JR. NFPA USA, 2017. – Mode of access: https://www.nfpa.org/-/media/Files/News-and-Research/Fire-statistics-and-reports/Suppression/ossprinklers.pdf – Date of access : 02.07.2018.John, R. Hall. U.S. Experience with sprinklers and other automatic fire extinguishing equipment. USA, JR. NFPA USA, 2017. Available at: https://www.nfpa.org/-/media/Files/News-and-Research/Fire-statistics-and-reports/Suppression/ossprinklers.pdf (accessed 2 July 2018).Кирюхина, Т. Г. Установки пожаротушения. Основные понятия, проектирование, монтаж, техническая эксплуатация: учеб. пособие / Т. Г. Кирюхина, Н. В. Смирнов. – М.: НОУ «ТАКИР», 2006. – 302 с.Kiryukhina T. G., Smirnov N. V. Fire Extinguishing Systems. Basic Concepts, Design, Installation, Technical Operation. Moscow, NOU “TAKIR”, 2006. 302 p. (in Russian).Котов, A. A. Применение высокократной пены при тушении пожаров / A. A. Котов, И. И. Петров, В. Ч. Реутт. – М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1972. – 112 с.Kotov A. A., Petrov I. I., Reutt V. Ch. High-Expansion Foam Implementation for Fire Extinguishing. Moscow, Publishing House of literature on construction, 1972. 112 p. (in Russian).Камлюк, А. Н. Экспериментальные исследования влияния конструктивных элементов оросителей на кратность воздушно-механической пены / А. Н. Камлюк, А. О. Лихоманов // Вестн. Ун-та гражд. защиты МЧС Беларуси. – 2017. – № 1. – С. 167–177.Kamlyuk A. N., Likhomanov A. O. Experimental investigations of the influence of the structural elements of sprinklers on the expansion rate of air-mechanical foam. Vestnik Universiteta grazhdanskoy zaschityi MChS Belarusi = Vestnik of the University of Civil Protection of the MES of Belarus, 2017, no. 1, pp. 167–177 (in Russian).Лихоманов, А. О. Обоснование применения розеточных оросителей, изготавливаемых при помощи аддитивных технологий, в экспериментальных исследованиях качественных характеристик воздушно-механической пены низкой кратности / А. О. Лихоманов, Э. Г. Говор, А. Н. Камлюк // Вестн. Ун-та гражд. защиты МЧС Беларуси. – 2018. – № 1. – С. 25–39.Likhomanov A. O., Govor E. G., Kamlyuk A. N. The substantiation of the application of deflector sprinklers manufactured by additive technologies in experimental studies of qualitative characteristics of the low-expansion air-mechanical foam. Vestnik Universiteta grazhdanskoy zaschityi MChS Belarusi = Vestnik of the University of Civil Protection of the MES of Belarus, 2018, no. 1, pp. 25–39 (in Russian).Качанов, И. В. О влиянии предварительного газонасыщения пенообразующего раствора на характеристики пены, генерируемой в автоматических установках пожаротушения / И. В. Качанов, В. В. Кулебякин, С. Ю. Павлюков // Вестн. Командно-инженер. ин-та МЧС Респ. Беларусь. – 2015 – № 2 (22). – С. 52–61.Kachanov I. V., Kulebyakin V. V., Pavlyukov S. Yu. On the effect of the preliminary gas saturation of the foaming solution on the characteristics of the foam generated in automatic firefighting installations. Vestnik Komandno-inzhenernogo instituta MChS Respubliki Belarus’ = Vestnik of the Institute for Command Engineers of the MES of the Republic of Belarus, 2015, no. 2, pp. 52–61 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.