Abstrakt
Cel: W artykule przedstawiono możliwości wygaszania płomienia dyfuzyjnego za pomocą fal akustycznych. Wyznaczono krytyczną wartość częstotliwości oraz graniczną moc akustyczną, przy których zachodzi zjawisko wygaszenia płomienia.
Metodologia: Na potrzeby realizacji zamierzonego celu niezbędne było skonstruowanie stanowiska umożliwiającego generowanie fal akustycznych w kierunku palnika. Stanowisko wyposażono w generator częstotliwości oraz wzmacniacz sygnału, głośnik o niskim paśmie przewodzenia, falowód, a także mierniki: napięcia, natężenia i częstotliwości. Pomiaru ciśnienia akustycznego w miejscu usytuowania płomienia dokonano za pomocą sondy Culite. Sonda jest skonstruowana na zasadzie mikrofonu z bardzo czułą membraną, elektrodą oraz kondensatorem. Zmiana ciśnienia w ośrodku powoduje minimalne przesunięcie membrany, co w konsekwencji powoduje zmiany w poziomie naładowania kondensatora. Poziom ten jest rejestrowany jako zmiana napięcia przepływającego przez układ. Wartości tego napięcia obserwuje się na ekranie systemu pomiarowego, co pozwala na przeliczenie ich na wartości ciśnienia, uwzględniając zakres pracy systemu pomiarowego. Ponadto wykonano wizualizację przebiegu procesu wygaszania płomienia za pomocą aparatu smugowego. Jest to idealna metoda graficznego dokumentowania wyników badań prowadzonych nad procesami spalania, gdzie niedostateczne oświetlenie wyciemnionego otoczenia nie pozwala na prawidłowe zobrazowanie tradycyjnymi metodami, zaś przy otoczeniu oświetlonym zachodzi nieoddanie całej struktury płomienia na zdjęciu, wywołane mocnym światłem emitowanym przez płomień.
Wyniki: Przeprowadzone badania dowiodły, że dla danej wartości mocy cieplnej płomienia możliwe jest jego wygaszenie za pomocą szerokiego spektrum częstotliwości krytycznej (35 ÷ 155 Hz) oraz poziomu mocy granicznej poniżej 30 W. Zdolność gaśniczą oszacowano, wyznaczając współczynnik skuteczności gaszenia płomienia – dla wartości 35 ÷ 45 Hz mieściła się ona w przedziale od 35 do 155 Hz. Ponadto wyznaczono graniczną wartość ciśnienia akustycznego (zakres 45 ÷ 55 Pa), poniżej której zjawisko wygaszania płomienia było praktycznie niezauważalne.
Wnioski: Przedstawiona metoda gaszenia płomienia umożliwia, poprzez zadziałanie falą akustyczną o odpowiedniej częstotliwości, całkowite wygaszenie płomienia. Fakt ten potwierdzają uzyskane w ramach eksperymentów wyniki, jak również przeprowadzona wizualizacja za pomocą aparatu smugowego.
Słowa kluczowe: pożar, gaszenie płomienia, płomień dyfuzyjny, fala akustyczna
Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy