1. SFT
  2. Archiwum
  3. Vol. 60
  4. Badania eksperymentalne charakterysty...

Badania eksperymentalne charakterystyk przepływowych mobilnych wentylatorów w rzeczywistych warunkach pracy (studium przypadku)

Piotr, Kaczmarzyk, mgr inż. , Rafał, Noske, inż. , Paweł, Janik, dr inż. , Piotr, Krawiec, dr hab. inż.

Pobierz artykuł
Open Access
DOI: 10.12845/sft.60.2.2022.5, strony: 104 – 117

Abstrakt

Cel: Celem artykułu jest ocena wpływu wybranych parametrów pozycjonowania wentylatora (odległości ustawienia i kąta nachylenia wirnika) na zdolność do przetłaczania objętościowego strumienia przepływu powietrza przez obiekt budowlany.

Projekt i metody: Mobilne wentylatory wykorzystywane podczas działań ratowniczych stanowią ważne narzędzie pozwalające ograniczyć rozprzestrzenianie się dymu podczas pożarów wewnętrznych obiektów budowlanych. Z uwagi na charakter wykorzystania tych urządzeń, cechy warunkujące ich skuteczność działania powinny być poddane badaniom z wykorzystaniem metodyk badawczych o charakterystyce zbliżonej do ich rzeczywistych warunków stosowania. W artykule przedstawiono autorską metodę badań objętościowego strumienia przepływu powietrza. Ponadto zaprezentowane zostało stanowisko badawcze FRC (ang. flow resisting curtain) przeznaczone do wyznaczania charakterystyk przepływowych w rzeczywistych układach obiektów budowlanych. Badania przepływowe wykonano na terenie obiektu o kubaturze 282 m3 stanowiącego salę szkoleniową Centrum Naukowo- -Badawczego Ochrony Przeciwpożarowej – Państwowego Instytutu Badawczego.

Wyniki: W ramach wykonanych badań określona została charakterystyka przepływowa dla próbki mobilnego wentylatora. W wyniku zrealizowanych testów wykazano, że wentylator przetłoczył objętościowy strumień w zakresie od 2471 do 17997 m3/h. Stwierdzono, że najkorzystniejsza odległość pozycjonowania badanego wentylatora liczona od otworu wlotowego do pomieszczenia wynosi 5 metrów. Przy tej odległości uzyskano największe wartości objętościowego strumienia przepływu dla obu zbadanych kątów nachylenia – 0 i 8° (odnotowane wartości to odpowiednio 17298 i 17997 m3/h).

Wnioski: Odpowiednie ustawienie mobilnego wentylatora ma znaczący wpływ na wielkość tłoczonego strumienia powietrza przez obiekt budowlany. Parametrami pozycjonowania mobilnej jednostki są odpowiednio mechanizm zmiany kąta nawiewu oraz jego mobilność – możliwość przeniesienia w inne miejsce. W artykule przedstawiono wyniki badań charakterystyki przepływu objętościowego strugi powietrza generowanej przez mobilny wentylator. Uzyskane rezultaty testów wykazały, że parametry pozycjonowania wentylatora mają znaczący wpływ na efektywność działania taktycznej wentylacji mechanicznej podczas działań ratowniczych. Obserwacje przeprowadzone w trakcie testów wskazują na zasadność wdrożenia wymagań dotyczących obowiązku stosowania tablic informacyjnych przedstawiających optymalne parametry pozycjonowania mobilnych jednostek pozwalające osiągnąć możliwie największy wydatek.

Słowa kluczowe: wentylator nadciśnieniowy (PPV), wentylator mobilny, eksperyment na pełną skalę, przepływ otwarty, natężenie przepływu powietrza

Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy

Bibliografia:

  1. Kaczmarzyk P., Janik P., Klapsa W., Bugaj G., Possibilities of Using Mobile Fans and the Parameters Conditioning the Effectiveness of Tactical Mechanical Ventilation, SFT Vol. 59 Issue 1, 2022, pp. 58–82, https://doi.org/10.12845/sft.59.1.2022.3.
  2. Kaczmarzyk P., Klapsa W., Janik P., Krawiec P., Identification and Evaluation of Technical and Operational Parameters of Mobile Positive Pressure Ventilation Fans Used during Rescue Operations, SFT Vol. 58 Issue 2, 2021, pp. 74–91, https://doi.org/ 10.12845/sft.58.2.2021.5.
  3. Lougheed G. D., McBride P. J., Carpenter D. W., Positive pressure ventilation for high-rise buildings, National Research Council Canada, Institute for Research in Construction, 2002, https://doi.org/10.4224/20378500 [4] Fritsche M., Epple P., Delgado A., Development of a Measurement Method for the Classification and Performance Evaluation of Positive Pressure Ventilation (PPV) Fans, w: Fluids Engineering Division Summer Meeting, The American Society of Mechanical Engineers, Montreal, Quebec 2018, https://doi.org/10.1115/FEDSM2018-83278.
  4. Kaczmarzyk P., Warguła Ł., Janik P., Krawiec P., Influence of Measurement Methodologies for the Volumetric Air Flow Rate of Mobile Positive Pressure Fans on Drive Unit Performance, “Energies” 2022, 15(11), 3953, https://doi.org/10.3390/en15113953.
  5. PN-EN 5801:2017-12 Wentylatory – Badanie właściwości użytkowych z zastosowaniem stanowisk znormalizowanych.
  6. ANSI/AMCA 240-15 Laboratory Methods of Testing Positive Pressure Ventilators for Aerodynamic Performance Rating.
  7. Kaczmarzyk P., Małozięć D., Warguła Ł., Krawiec P., Comparative Analysis of Tests under Real Conditions and CFD Model for Selected Operation Parameters of a Mobile Fan Used by Fire Protection Units, “MATEC Web of Conferences” 2022, Vol. 357, 02011-1 - 02011-12, https://doi.org/10.1051/matecconf/202235702011.
  8. Kaczmarzyk P., Janik P., Krawiec P., Klapsa W., Noske R., Measurment of air stream velocity profiles, generated by fire protection units mobile fans, “Ecology & Safety” 2022, 16, 42–50, https://www.scientific-publications.net /en/ article/1002333/.
  9. Lambert K., Merci B., Experimental study on the use of positive pressure ventilation for fire service interventions in buildings with staircases, “Fire Technology” 2014, 50(6), 1517–1534, https://doi.org/10.1007/s10694-013-0359-0.
  10. Panindre P., Mousavi N.S., Kumar S., Improvement of Positive Pressure Ventilation by optimizing stairwell door opening area, “Fire Safety Journal” 2017, 92, 195–198, https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2017.06.007.
  11. Warguła Ł., Kaczmarzyk P., Legal Regulations of Restrictions of Air Pollution Made by Mobile Positive Pressure Fans – The Case Study for Europe: A Review, “Energies” 2022, 15 (20), 7672, https://doi.org/10.3390/en15207672.