Abstrakt
Cel: Zbadanie skuteczności gaszenia płomienia dyfuzyjnego n-heptanu falą uderzeniową. Określenie możliwego mechanizmu gaszenia płomienia dyfuzyjnego falą uderzeniową na przykładzie płomienia n-heptanu С7Н16. Ustalenie mocy fali uderzeniowej, przy której rozpoczyna się proces gaszenia w warunkach laboratoryjnych przy użyciu specjalnej komory.
Metodologia: W celu określenia możliwości gaszenia płomienia dyfuzyjnego falą uderzeniową, która powstaje podczas eksplozji ładunku pirotechnicznego przygotowano specjalnie wyposażone stanowisko z komorą o objętości 0,5m3, w której umieszczono generator fal uderzeniowych, a w odległości 1,75 m tygiel z n-heptanem. Pomiar ciśnienia na froncie fali uderzeniowej wykonywany był za pomocą czujnika ciśnienia i temperatury BMP-180 dla kontrolerów Arduino, praca którego oparta jest na działaniu piezorezystancyjnym. Wizualizację procesu gaszenia falą uderzeniową przeprowadzono z wykorzystaniem kamery Nikon 1 j4 z możliwością zapisu ujęć z prędkością 1200 kadrów na sekundę.
Wyniki: W artykule wykazano eksperymentalnie, że wpływ fali uderzeniowej o cieśnieniu na jej froncie wynoszącym ok. 215 Pa na płomień n-heptanu w komorze w odległości do 2 metrów, prowadzi do jego tłumienia poprzez rozerwanie i defragmentację. Zakresy czasowe, które potwierdzają skuteczność gaszenia falą uderzeniową oraz przejściowe stany niestabilności zostały zarejestrowane na taśmę wideo z prędkością 1200 kadrów na s. W ten sposób otrzymano serię ujęć każdego etapu, okresów niestabilności płomieni przy ciśnieniu fali uderzeniowej równej 190 Pa, oraz chwili gaszenia fali o mocy 215 i 316 Pa.
Wnioski: W pracy przeanalizowano teoretycznie oraz udowodniono eksperymentalnie wysoką skuteczność metody gaszenia płomienia dyfuzyjnego n-heptanu falą uderzeniową o mocy równej ok. 215 Pa powstałą w komorze, w odległości do 2 metrów. Na podstawie przedstawionych rozważań teoretycznych opracowano możliwy mechanizm oddziaływania fala uderzeniowa – płomień. W wyniku rozerwania płomieni dochodzi do spadku parametrów takich jak: koncentracja substratów reakcji w strefie spalania, ciśnienia oraz wprowadzenia do strefy spalania dodatkowych składników gazowych oraz gwałtownego spadku temperatury gazów wokół płomienia. Zaproponowana metoda gaśnicza może zagwarantować skuteczne gaszenie płomieni dyfuzyjnych w ich początkowym stadium w zamkniętych i trudno osiągalnych miejscach oraz pomieszczeniach z płynami palnymi.
Słowa kluczowe: pożar, fala uderzeniowa, gaszenie pożarów, gaśniczy, płomień dyfuzyjny
Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy