Abstrakt
Cel: Określenie parametrów mających na celu zwiększenie skuteczności gaśniczej CO2 i N2 oraz mocy fali uderzeniowej przy ich jednoczesnym zastosowaniu do gaszenia płomienia dyfuzyjnego n-heptanu C7H16. Określenie właściwości zaproponowanego łączonego sposobu gaszenia płomienia dyfuzyjnego n-heptanu w warunkach specjalnej komory testowej.
Metodologia: Do określenia możliwości metody gaszenia płomienia dyfuzyjnego n-heptanu za pomocą jednoczesnego gazów CO2 i N2 i fali uderzeniowej, powstałej w wyniku wybuchu ładunku pirotechnicznego, przygotowane zostało stanowisko w postaci komory o objętości 0,5 m3, w której umieszczony został generator fal, a w odległości 1,75 m tygiel z n-heptanem. Gaz dostarczany był przy użyciu gazometru. Ciśnienie na czole fali uderzeniowej mierzono za pomocą czujnika ciśnienia i temperatury BMP180 dla kontrolerów Arduino, którego praca jest oparta na działaniu piezorezystancyjnym. Wizualizację procesu jednoczesnego gaszenia gazami CO2 i N2 oraz falą uderzeniową przeprowadzono z wykorzystaniem kamery Nikon 1 j4 z możliwością zapisu zdjęć z prędkością 1200 kadrów na minutę.
Wyniki: W pracy uzasadniono i wykazano eksperymentalnie, że wspólne działanie na płomień n-heptanu fali uderzeniowej i gazów CO2 i N2, w komorze w odległości 2 metrów prowadzi do jego tłumienia poprzez rozerwanie i defragmentację. Eksperymentalnie udowodniono, że działanie gaśnicze fali uderzeniowej o ciśnieniu na czole w wysokości 125 Pa zapewnia gaszenie CO2 w stężeniu 20,3% i N2 przy stężeniu 30,2%. Zwiększenie mocy fali uderzeniowej do 180 Pa pozwala na zmniejszenie stężenia gaśniczego CO2 do 8,2% i N2 do 15,4%. Na podstawie analizy serii ujęć można zaobserwować, że czas gaszenia w porównaniu do gaszenia tylko falą uderzeniową o ciśnieniu (na czole) około 215 Pa jest trzykrotnie krótszy.
Wnioski: W pracy uzasadniono i dowiedziono eksperymentalnie możliwość znaczącego zwiększenia skuteczności gaśniczej gazów CO2 i N2 z wykorzystaniem fali uderzeniowej na przykładzie testowego pożaru n-heptanu w komorze w odległości do 2 metrów. Udowodniono eksperymentalnie, że podczas gaszenia płomienia dyfuzyjnego n-heptanu falą uderzeniową o mocy 180 Pa potrzebne stężenie C02 zmniejsza się dwuipółkrotnie, a N2 dwukrotnie. Eksperyment potwierdził, że w rezultacie jednoczesnego zastosowania fali uderzeniowej i gazu gaśniczego znacznemu skróceniu ulega czas gaszenia płomienia dyfuzyjnego n-heptanu. W przypadku z CO2 czas potrzebny do ugaszenia płomienia jest 7 razy krótszy, a N2 do 4,2 razy krótszy w stosunku do gaszenia wyłącznie falą uderzeniową, które zajmuje 350 milisekund. Metodą eksperymentalną określono cechy zaproponowanej łączonej metody gaszenia płomienia dyfuzyjnego w warunkach specjalnej komory. Należy do nich m.in. fakt, że czas rozpoczęcia fragmentacji znacznie się skraca i płomień ulega mniejszej fragmentacji. Dzięki temu gaszenie trwa krócej.
Słowa kluczowe: pożar, fala uderzeniowa, gaszenie gazowe, stężenie gaśnicze, płomień dyfuzyjny
Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy