Влияние размеров ячейки сетки и расстояния от сопла на дисперсность пены

Андрей Николаевич Камлюк; Алексей Олегович Лихоманов; Артем Федорович Титовец; Никита Сергеевич Полочанин; Александр Владимирович Грачулин

doi:10.33408/2519-237X.2022.6-4.441

Авторы

Андрей Николаевич Камлюк Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0002-9347-0778
Алексей Олегович Лихоманов Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0002-9374-1486
Артем Федорович Титовец Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0002-9952-6525
Никита Сергеевич Полочанин Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0001-6066-4683
Александр Владимирович Грачулин Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0003-3832-8258

DOI:

https://doi.org/10.33408/2519-237X.2022.6-4.441

Ключевые слова:

пена, диаметр пузырька, скорость выдувания пузырьков, дисперсность

Аннотация

Цель. Экспериментально оценить влияние размеров ячейки сетки и расстояния от сопла до нее на дисперсность получаемой воздушно-механической пены. На основе полученных экспериментальных данных проверить адекватность теоретических расчетов диаметра пузырька, образующегося на затопленном и незатопленном отверстии.

Методы. В процессе выполнения работы применялись основные теоретические и эмпирические методы исследования. Для определения диаметра пузырьков пены применялся многофункциональный графический редактор GIMP.

Результаты. Получены эмпирические данные о диаметре пузырьков пены для следующих диапазонов значений переменных параметров: размер ячейки сетки – от 0,5×0,5 до 3,2×3,2 мм; скорость струи пенообразующего раствора на выходе из сопла – от 7 до 17 м/с; расстояние от выходного отверстия сопла до сетки – от 50 до 400 мм. Установлено, что на расстоянии от выходного отверстия сопла до сетки, равном 200 мм, средний диаметр пузырьков пены наиболее близок к теоретически рассчитанным значениям (отклонение не более 26 %, среднее отклонение 14 %).

Область применения исследований. Разработка устройств для генерирования воздушно-механической пены на сетках.

Биографии авторов

Андрей Николаевич Камлюк, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

заместитель начальника университета по научной и инновационной деятельности; кандидат физико-математических наук, доцент

Алексей Олегович Лихоманов, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

кафедра автоматических систем безопасности, доцент; кандидат технических наук

Артем Федорович Титовец, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

факультет техносферной безопасности, курсант

Никита Сергеевич Полочанин, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

факультет предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, курсант

Александр Владимирович Грачулин, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

кафедра автоматических систем безопасности, старший преподаватель; кандидат технических наук, доцент

Библиографические ссылки

Tikhomirov V.K. Peny. Teoriya i praktika ikh polucheniya i razrusheniya [Foams. Theory and practice of their obtainig and destruction]. Moscow: Khimiya, 1975. 263 p. (rus)

Kamlyuk A.N., Grachulin A.V. Kompressionnaya pena dlya nuzhd pozharnykh podrazdeleniy [Compressed air foam for the needs of fire departments]: monograph. Minsk: University of Civil Protection, 2019. 223 p. (rus)

Salkin L., Schmit A., Panizza P., Courbin L. Generating Soap Bubbles by Blowing on Soap Films. Physical Review Letters, 2016. Vol. 116, Iss. 7. Article 077801. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.077801.

Kamluk A.N., Morozov A.A., Parmon V.V. Stvol pozharnyy ruchnoy universal'nyy kombinirovannyy s raskhodom do 5 l/s i vozmozhnost'yu formirovaniya vozdushno-mekhanicheskoy peny [Universal firefighter manual fire barrel combined with a flow rate of up to 5 l/s and the possibility of forming an air-mechanical foam]. Nauchnye i obrazovatel'nye problemy grazhdanskoy zashchity, 2019. No. 1 (40). Pp. 76–85. (rus). EDN: https://elibrary.ru/ZEUEPZ.

Tran D.H., Kamlyuk A.N., Likhomanov A.O., Grachulin A.V., Platonov A.S., Titovets A.F. Otsenka diametra puzyr'kov i skorosti potoka penoobrazuyushchey smesi dlya ikh obrazovaniya na setke penogeneriruyushchikh ustroystv [Evaluation of the bubbles diameter and the blowing speed of the air-mechanical foam forming bubbles on the screen of the foam generators]. Journal of Civil Protection, 2022. Vol. 6, No. 1. Pp. 84–94. (rus). DOI: https://doi.org/10.33408/2519-237X.2022.6-1.84. EDN: https://elibrary.ru/QAEHWG.

Likhomanov А.О., Kamlyuk А.N. Dlina nachal'nogo uchastka osesimmetrichnoy turbulentnoy strui, obrazuyushcheysya v pennom rozetochnom orositele dlya avtomaticheskikh ustanovok pozharotusheniya [The breakup length of axisymmetric turbulent jet in the foam deflector type sprinkler for automatic extinguishing systems]. Journal of Civil Protection, 2021. Vol. 5., No. 2. Pp. 159–173. (rus). DOI: https://doi.org/10.33408/2519-237X.2021.5-2.159. EDN: https://elibrary.ru/ZRNKUV.

Kachanov, I.V., Karpenchuk I.V., Pavlyukov S.Yu. Ustanovki avtomaticheskogo pozharotusheniya s predvaritel'noy aeratsiey ognetushashchey rabochey sredy [Automatic fire extinguishing installations with preliminary aeration of the fire extinguishing working environment]. Minsk: Belarusian National Technical University, 2018. 149 p. (rus)