Analiza wpływu natężenia przepływu wody na rozkład intensywności zraszania w strumieniu rozpylonym wytwarzanym przez prądownicę Turbo Master 52

Transkrypt

1 GAŁAJ Jerzy 1 DRZYMAŁA Tomasz 2 Analiza wpływu natężenia przepływu wody na rozkład intensywności zraszania w strumieniu rozpylonym wytwarzanym przez prądownicę Turbo Master 52 WSTĘP W dzisiejszych czasach ciecz rozpylona znalazła powszechne zastosowanie w różnych dziedzinach gospodarki. Należą do nich energetyka, przemysł maszynowy, ochrona środowiska, transport, gospodarka rolna, leśna oraz wiele innych. Istnieje zatem ciągłe zapotrzebowanie na urządzenia rozpylające coraz to nowszej generacji, dostosowane do określonych potrzeb i wymogów. W ochronie przeciwpożarowej także stosuje się prądy rozproszone. Wykorzystywane są one w instalacjach przeciwpożarowych, jak również podczas działań ratowniczo gaśniczych prowadzonych przez jednostki Państwowej i Ochotniczej Straży Pożarnej (PSP i OSP). Technologia cieczy rozproszonych jest jedną z najbardziej rozwijających się metod gaśniczych. Jej potencjalne możliwości są ogromne. Wymaga to jednak wysokiej jakości sprzętu gaśniczego oraz odpowiedniej wiedzy. W praktyce system obliczeniowy upraszcza się tak, aby urządzenie gaśnicze wykazywało odpowiednią skuteczność oraz niezawodność działania [2,5,12]. W ochronie przeciwpożarowej rozpylacze stosuje się głównie do rozpylania wody. W zależności od zastosowania noszą one różne nazwy: prądownice, tryskacze, zraszacze, kurtyny wodne, dysze mgłowe [2,3,4,13]. Od najdawniejszych czasów woda stanowiła podstawowy oraz najczęściej stosowany środek gaśniczy. Jest to związane z jej właściwościami fizyko-chemicznymi takimi jak wysokie ciepło właściwe oraz największe ciepło parowania spośród cieczy. Ważnym czynnikiem decydującym o jej zastosowaniu jest powszechność występowania oraz brak zagrożenia dla środowiska naturalnego. Niemniej jednak efektywność gaśnicza wody zależy od wielu czynników, np. sposobu podania do źródła pożaru. Na podstawie literatury przedmiotu wykazano, że stopień rozpylenia strugi wody oraz intensywność zraszania ma ogromny wpływ na skuteczność i jakość prowadzonych działań, a niekiedy może być czynnikiem decydującym o lokalizacji pożaru [6,7,11,12,18]. Ze względu na wielorakość zastosowania strumieni rozproszonych stale są prowadzone badania związane z efektywnością gaśniczą. Prace nad nowymi technologiami trwają nieustannie w wielu ośrodkach badawczych między innymi w Szkole Głównej Służby Pożarniczej. Celem niniejszej pracy było przeanalizowanie wpływu wydajności prądownicy Turbo Master 52 na rozkład intensywności zraszania w strumieniu rozpylonym wytwarzanym przez badane urządzenie. Zakres pracy obejmuje omówienie stanowiska i metodyki badań, przedstawienie uzyskanych wyników i ich analizę, wnioski sformułowane na jej podstawie oraz podsumowanie badań. Otrzymane wyniki pozwoliły odpowiedzieć m.in. na następujące pytania badawcze: a) przy jakiej wydajności prądownicy intensywność zraszania jest najbardziej równomierna? b) przy jakiej wydajności strumienia średnia wartość intensywności zraszania jest maksymalna, a przy jakich minimalna? c) czy istnieje symetria rozkładu intensywności zraszania na osiach współrzędnych? 1 Szkoła Główna Służby Pożarniczej, Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa Pożarowego; Warszawa ul. Słowackiego 52/54. Tel.: , Fax: , galaj@sgsp.edu.pl 2 Szkoła Główna Służby Pożarniczej, Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa Pożarowego; Warszawa, ul. Słowackiego 52/54. Tel.: , Fax: , t.drzymala@sgsp.edu.pl 3302

2 1. OPIS BADAŃ Przedmiotem badań była prądownica Turbo Master 52 wyprodukowana przez niemiecką firmę AWG. Ma ona wymiary 280 x 92 mm i waży 2,3 kg. Prądownica ma możliwość regulowania wydajności w zakresie od 100 do 400 dm 3 /min. Pozwala na uzyskanie czterech rodzajów strumienia przy płynnej regulacji kąt rozwarcia strumienia rozproszonego. Wydajność w prądownicy regulowana jest za pomocą obrotowego pierścienia. Obracając pierścień skrajnie w lewo następuje uruchomienie funkcji płukanie. Pozwala to na oczyszczenie prądownicy z zanieczyszczeń o średnicy do 6 mm. Obracając głowicę prądownicy wybieramy następujące rodzaje strumieni: a) zwarty, b) rozproszony (regulacja kąta rozwarcia), c) parasol ochronny. Pomiędzy strumieniem rozproszonym a parasolowym możliwa jest regulacja kąta rozwarcia (maksimum 160 ). Skrajne położenie włącza parasol wodny, który ma za zadanie chronić strażaka przed efektem flash-over, czyli rozgorzeniem. Ciśnienie robocze na wylocie z prądownicy wynosi 0,6 MPa, a ciśnienie maksymalne 1,6 MPa [4]. Na rys. 1 pokazano widok prądownicy Turbo Master 52. Rys. 1. Widok Prądownicy Turbo Master 52 firmy AWG [17] Badania przeprowadzono w laboratorium Technicznych Systemów Zabezpieczeń w Szkole Głównej Straży Pożarnej w Warszawie. Umożliwiło to wyeliminowanie czynników zewnętrznych, które mogłyby zakłócić przebieg procesu zraszania. Oprócz tego zapewniono utrzymanie porównywalnych warunków poszczególnych pomiarów (np. temperatura, ciśnienie, wilgotność). Do badań zostało przygotowane specjalne stanowisko badawcze pokazane schematycznie na rys. 2, na które składają się następujące elementy: 1- zbiornik wody, 2- zawór zasilający z sieci miejskiej, 3- zawór kulowy, 4- układ pomp tłoczących, 5- przepływomierz, 6- zawór dławiący, 7- wąż tłoczny W52, 8- prądownica Turbojet 52 AWG, 9- badany strumień rozpylony, 10- sonda AWK, 11- analizator AWK, 12- komputer PC. Centralnym elementem stanowiska badawczego było specjalnie przygotowane pomieszczenie (komora), w którym na wysokości 247 cm zamocowano przedmiot badań. Prądownica zasilana była przez zestaw wysokociśnieniowych, wielostopniowych pomp o konstrukcji wieloczłonowej firmy Grundfos CR 3. Nad prądownicą znajdował się tensometryczny czujnik ciśnienia CL1 połączony z przetwornikiem CL300, na którym można było odczytać wartość ciśnienia. Do przeprowadzenia badań wykorzystano analizator widma kropel (zwanego dalej systemem AWK), który został skonstruowany w Zakładzie Elektronicznej Aparatury Pomiarowej Kamika w Warszawie. Jest to przyrząd służący do automatycznego pomiaru wymiarów cząstek stałych i ciekłych w powietrzu niezależnie od ich właściwości chemicznych i fizycznych. Głównymi 3303

3 elementami systemu pomiarowego jest fotoelektryczny analizator widma kropel (AWK). W skład analizatora wchodzi sonda, przetwornik oraz komputer ze specjalną kartą i oprogramowaniem przeznaczonym do rejestracji i wstępnej obróbki danych pomiarowych. Przestrzeń pomiarowa sondy jest ukształtowana przez układ optyczny, do którego z nadajnika emitowane jest światło w zakresie podczerwieni. Analizowane cząstki poruszają się w ośrodku powietrza lub cieczy. Wlatując w obszar przestrzeni pomiarowej, wskutek zjawiska rozproszenia, powodują one osłabienie strumienia świetlnego, który jest odbierany przez fotodiodę. Miarą wielkości osłabienia jest amplituda sygnału elektrycznego uformowanego przez układ elektroniczny. Po dokonaniu analizy układ elektroniczny uruchamia przetwornik analogowo-cyfrowy w momencie, gdy zaistnieje maksimum amplitudy proporcjonalnej do ustalonego wymiaru mikro obiektu. Gdy kształt obiektu mieści się w wymaganej tolerancji, to jest on rejestrowany w programie AWK. Eliminuje się w ten sposób pomiary zniekształcone przez koincydencje mikro obiektów przechodzących przez sondę. Amplituda po kalibracji sferycznej lub sitowej wyraża średnicę cząstki znajdującej się aktualnie w przestrzeni pomiarowej. Zmiany strumienia rejestrowane są przez komputer, który przedstawia je w postaci statystycznych parametrów zbioru, a także określonych właściwości cząstek. W przeprowadzonym badaniu jest to średnia średnica objętościowa, ilość kropel oraz czas pomiaru [8]. Urządzenie posiada licznik, który zlicza równolegle ilość zmierzonych mikro obiektów i sumę amplitud. Pozwala to po pomiarze określić bezpośrednio średnią arytmetyczną wielkości zmierzonego zbioru elementów. Dzięki współpracy z komputerem wyniki badań można otrzymać w postaci wykresów i tabel. Analizator AWK daje możliwość wyznaczenia średnich średnic kropel oraz ich rozkładu w przedziale od 13 do 3000 μm. Maksymalny całkowity błąd pomiarowy systemu AWK wynosi 2,5% [8]. Argumentami, które zdecydowały o wyborze tego typu urządzenia do przeprowadzenia badań były: a) dostępność do urządzenia, b) krótki czas pomiaru, c) niska pracochłonność przy przygotowaniu stanowiska jak i wykonywaniu pomiarów, d) wysoka dokładność i powtarzalność pomiarów, e) szeroki zakres pomiarowy (od 13 do 5000 μm), Strumień rozpylony analizowany był przez sondę AWK o średnicy otworu wlotowego o powierzchni F = 254 mm 2. Umieszczono ją na specjalnym stelażu o wysokości 66 cm nad podłogą komory pomiarowej. Ustawienie sondy na wysokości było celowe, aby zminimalizować błędy pomiarów spowodowanych odbijaniem się kropel od powierzchni posadzki. Dane z sondy przekazywane były przez analizator AWK do komputera klasy PC z wbudowaną kartą pomiarową systemu AWK.Widok kabiny oraz sondy zamieszczono na rys. 3. Rys. 2. Schemat stanowiska badawczego [16] 3304

4 Rys. 3. Widok pomieszczenia badawczego (po lewej) i sondy pomiarowej AWK (po prawej) [16] Na podłodze centralnie pod prądownicą narysowano okrąg o średnicy 4 m. Pomiary właściwości strumienia rozpylonego wykonywane były w zaznaczonych na podłodze punktach pomiarowych odległych od siebie o 25 cm położonych wewnątrz okręgu na osiach Ox i Oy oraz w pierwszej ćwiartce układu współrzędnych. Ich rozkład pokazano schematycznie na rys. 4. W pozostałych trzech ćwiartkach wstępnie założono, że wyniki będą takie same albo podobne dla punktów położonych symetrycznie względem osi Ox i Oy. Sonda ustawiana była współosiowo z naniesionym miejscem pomiarowym. Współosiowość odmierzano i korygowano za pomocą pionu rzuconego na dany punkt pomiarowy. Badania prądownicy odbywały się przy stałym, stabilizowanym ciśnieniu 0,5 MPa. Rys. 4. Schemat rozmieszczenia punktów pomiarowych Pomiary przeprowadzono dla następujących parametrów: a) wydajność 230 dm 3 /min przy kącie rozpylenia 60, 3305

5 b) wydajność 230 dm 3 /min przy kącie rozpylenia 90, c) wydajność 230 dm 3 /min przy kącie rozpylenia 120, d) wydajność 330 dm 3 /min przy kącie rozpylenia 60, e) wydajność 330 dm 3 /min przy kącie rozpylenia 90, f) wydajność 330dm 3 /min przy kącie rozpylenia 120, g) wydajność 450 dm 3 /min przy kącie rozpylenia 60, h) wydajność 450 dm 3 /min przy kącie rozpylenia 90, i) wydajność 450 dm 3 /min przy kącie rozpylenia 120. W celu zbadania symetrii strumienia dla trzech wydajności (220 dm 3 /min, 320 dm 3 /min, 450 dm 3 /min) i dla kąta rozpylenia 120, wykonano dodatkowe pomiary w punktach położonych po stronie ujemnej osi Ox i Oy. Badania były wykonywane zgodnie z następującym algorytmem postępowania: 1. Włączenie komputera oraz analizatora AWK. 2. Uruchomienie programu AWK. 3. Ustawienie odpowiednich parametrów pomiaru w programie AWK. 4. Ustawienie zadanego kąta rozpylenia przy pomocy głowicy prądownicy. 5. Ustawienie sondy w odpowiednim punkcie pomiarowym. 6. Włączenie pomp zasilających prądownice. 7. Otworzenie zaworu kulowego zasilającego układ i jego ustawienie w położeniu odpowiadającym zadanej wydajności prądownicy. 8. Uruchomienie pomiaru przy pomocy przycisku START. 9. Automatyczne zakończenie pomiaru i zapisanie wyników po zliczeniu kropel lub po upływie czasu 5 min. 10. Zamknięcie zaworu kulowego. 11. Powtórzenie czynności wymienionych w punktach od 5 do 10 dla pozostałych punktów pomiarowych. 12. Zmiana wydajności przy pomocy odpowiedniego ustawienia zaworu kulowego. 13. Powtórzenie czynności wymienionych w punktach od 5 do 12 dla wszystkich wydajności. 14. Zmiana kąta rozpylenia przy pomocy głowicy prądownicy. 15. Powtórzenie czynności wymienionych w punktach od 5 do 14 dla wszystkich kątów rozpylenia. 16. Zakończenie badania. 2. WYNIKI BADAŃ Jedną z głównych wielkości określających jakość rozpylenia cieczy jest średnia wielkość kropel. Dzięki Analizatorowi Widma Kropel otrzymano średnią objętościową średnicę kropel D v [ m] wyliczoną indywidualnie dla każdego pomiaru. Na potrzeby badań przyjęto zakres 2 badanych średnic pojedynczych kropel odpowiadający przedziałowi od 13 µm do 600 µm. Poszczególne średnice mieściły się w pewnej liczbie przedziałów pomiarowych. Sposób obliczania D v przez system AWK wyraża poniższa zależność: D v 3 m D[i] i 1 3 N Δn[i ] gdzie: D v - średnia średnica objętościowa kropel obliczona dla badanego punktu pomiarowego [µm], D[i] - średnia średnica objętościowa kropli w i-tym przedziale pomiarowym [µm], n[i] - liczba kropel zaliczona do i-tego przedziału średnic, m - łączna ilość przedziałów pomiarowych, na jaki podzielony został całkowity zakres badanych średnic, N - całkowita liczba zliczonych kropel. (1) 3306

6 Podstawowym parametrem strumieni rozpylonych w ochronie przeciwpożarowej, określającym ich przydatność jest intensywność zraszania I z. Jest to ilość wody, jaka pokryje daną powierzchnię w jednostce czasu. Przy pomocą analizatora AWK można uzyskać pośrednio wartość intensywności zraszania. Po zakończeniu badania wśród uzyskanych wyników otrzymywano m.in. wartość średniej średnicy objętościowej D v oraz czas, w którym analizator AWK zarejestrował kropel. Jako powierzchnię zraszania przyjęto powierzchnię otworu wlotowego sondy równą 254 mm 2. Na podstawie ww. danych wartość intensywności zraszania obliczono z następującego wzoru: 3 π Dv N 10 I z (2) 6 F t gdzie: I z - intensywność zraszania [mm/min], F - powierzchnia otworu wlotowego sondy równa 254 mm 2, t - czas trwania pojedynczego eksperymentu [min], D v - średnia średnica objętościowa kropel zmierzona przez system AWK [μm], N - całkowita liczba kropel zliczonych podczas pojedynczego pomiaru. Biorąc pod uwagę wszystkie punkty pomiarowe położone w pierwszej ćwiartce układu współrzędnych przy pomocy wzoru (3) wyznaczono średnią intensywność I z a przy pomocy wzoru (4) wskaźnik nierównomierności zraszania WNZ. I z n I n [i ] -9 z i 1 [ mm/min] (3) gdzie: I z [i] - intensywność zraszania w i-tym punkcie pomiarowym [mm/min] n liczba wszystkich punktów pomiarowych. WNZ n r (I [i] I i 1 z n z ) 2 [mm/min] (4) Przykładowo w tab. 1 i na rys. 5 podano rozkłady intensywności zraszania otrzymane przy wydajności 450 dm 3 /min i kącie rozpylenia 120. W tab. 1 i 2 największą uzyskaną wartość (najlepszą z punktu widzenia efektywności gaśniczej) zaznaczono na zielono, a najmniejszą na czerwono. Wyjątek stanowi tutaj wskaźnik nierównomierności zraszania, dla którego wartość najmniejsza jest najlepsza, a najmniejsza najgorsza z punktu widzenia procesu gaśniczego. W tab. 2 zestawiono wybrane parametry rozkładów intensywności zraszania takie jak: średnia, najmniejsza i największa wartość łącznie ze wskaźnikiem nierównomierności zraszania dla wszystkich badanych wydajności i kątów rozpylenia. Na rys. 6 i 7 pokazano wykresy przedstawiające zależności średniej intensywności i wskaźnika nierównomierności zraszania od wydajności prądownicy dla trzech analizowanych kątów rozpylenia. Ponadto zamieszczono tam również funkcje wielomianowe pierwszego lub drugiego stopnia, przy pomocy których aproksymowano otrzymane przebiegi. 3307

7 Tab. 1. Rozkład intensywności zraszania przy wydajności 450 dm 3 /min i kącie rozpylenia 120 Oy\Ox -1,25-1,00-0,75-0,50-0,25 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,00 1,84 0,75 2,11 2,13 4,32 1,99 15,10 1,99 4,32 2,13 2,11 0,50 3,20 6,21 35,76 13,26 4,99 2,12 4,99 13,26 35,76 6,21 3,20 0,25 3,91 15,89 10,63 8,44 4,36 0,65 4,36 8,44 10,63 15,89 3,91 0,85 7,90 14,35 15,80 6,79 0,09 0,60 7,31 9,36 22,48 10,46-0,25 3,91 15,89 10,63 8,44 4,36 3,13 4,36 8,44 10,63 15,89 3,91-0,50 3,20 6,21 35,76 13,26 4,99 17,74 4,99 13,26 35,76 6,21 3,20-0,75 2,11 2,13 4,32 1,99 18,35 1,99 4,32 2,13 2,11-1,00 2,86 Rys. 5. Trójwymiarowy rozkład intensywności zraszania przy wydajności 450 dm 3 /min i kącie rozpylenia 120 Rys. 6. Przebiegi średniej intensywności zraszania w funkcji wydajności prądownicy dla trzech analizowanych kątów rozpylenia 3308

8 Rys. 7. Przebiegi wskaźnika nierównomierności zraszania w funkcji wydajności prądownicy dla trzech analizowanych kątów rozpylenia Na podstawie przebiegów średniej intensywności zraszania pokazanych na rys. 6 można stwierdzić, że dla dwóch kątów rozpylenia 60 i 90 zależność pomiędzy tą wielkością a wydajnością ma postać rosnącej funkcji liniowej lub bardzo zbliżonej do liniowej, przy czym wzrost ten jest nieco wolniejszy dla większego kąta rozpylenia. W przypadku kąta rozpylenia 120 charakter tej funkcji jest zupełnie inny. Posiada ona wówczas minimum w pobliżu średniej wydajności 330 dm 3 /min i może być w przybliżeniu aproksymowana funkcją kwadratową, której obrazem jest parabola z ramionami skierowanymi do góry. Charakter zmienności wskaźnika nierównomierności zraszania dla kątów rozpylenia 60 i 120 jest bardzo podobny do przebiegów średniej intensywności zraszania. W przypadku kąta rozpylenia 90 występują istotne różnice, ponieważ wartość wskaźnika osiąga maksimum dla wydajności 330 dm 3 /min, podczas gdy wartość maksymalna średniej intensywności występuje przy 450 dm 3 /min. Tab. 2. Wartości wybranych parametrów rozkładów intensywności zraszania wydajność [dm 3 /min] kąt rozpylenia [ ] I z max [mm/min] 20,32 18,19 93,13 52,4 46,65 17,01 92,93 21,58 35,76 punkt pomiarowy 0,25 0,25 0,50 0,50 0,75 1,25 0,50 0,0 0,75 0,50 0,50 0,25 0,25 0,50 0,50 I z min [mm/min] 0,07 0,03 0,03 0,05 0,082 0,076 0,05 0,05 0,08 punkt pomiarowy 0,25 0,75 1,00 0,25 0,75 0,75 0,25 0,25 I z [mm/min] 4,338 6,007 11,479 7,867 8,623 5,066 9,844 4,982 7,801 WNZ [mm/min] 7,257 6,296 27,987 15,09 14,511 5,107 25,588 6,582 8,244 PODSUMOWANIE I WNIOSKI Na podstawie przeprowadzonych badań wpływu wydajności na rozkład intensywności zraszania przez strumień rozpylony wytwarzany przez prądownicę Turbo Master 52 oraz ich analizie sformułowano następujące wnioski: 3309

9 1. Rozkład intensywności zraszania przy analizowanych parametrach tj. wydajności 230 dm 3 /min, 330 dm 3 /min, 450 dm 3 /min i kątach rozpylenia 60º, 90º i 120º w pierwszej ćwiartce układu współrzędnych jest nierównomierny. Świadczą o tym duże różnice między wartościami maksymalnymi, a minimalnymi w analizowanych punktów pomiarowych oraz duże wartości wskaźnika nierównomierności zraszania. 2. Zmiana wydajności podawanej wody ma wpływ na rozkład intensywności zraszania. Największą średnią wartość intensywności zraszania równą 11,48 mm/min uzyskano przy wydajności 230 dm 3 /min i kącie rozpylenia 120º, natomiast najmniejszą równą 4,34 mm/min otrzymano przy tej samej wydajności, ale przy kącie rozpylenia 60º. 3. Najbardziej równomierny rozkład intensywności zraszania w pierwszej ćwiartce układu współrzędnych wystąpił przy wydajności 330 dm 3 /min oraz kącie rozpylenia 120. Średnia intensywność zraszania wyniosła wówczas 5,07 mm/min, a wskaźnik nierównomierności zraszania - 5,1 mm/min. 4. Największa różnica intensywności zraszania wystąpiła przy wydajności 230 dm 3 /min i kącie rozpylenia 120 (11,48 mm/min ± 27,986 mm/min) oraz przy wydajności 450 dm 3 /min i kącie rozpylenia 60 (9,84 mm/min ± 25,591 mm/min). Wynika z tego fakt, że wzrost wydajności wcale nie spowoduje równomierności zraszania. 5. Analizując punkty pomiarowe położone na dodatnich półosiach Ox oraz Oy można wywnioskować, że w większości przypadków rozkład intensywności zraszania był bardziej symetryczny dla punktów położonych na osi Oy niż na osi Ox. 6. Dla wszystkich badanych wydajności maksymalne wartości intensywności zraszania otrzymano w obszarze koła ograniczonego promieniami 0,5 m i 0,75 m. W tym przedziale uzyskano największe wartości średnich promieniowych intensywności przy najmniejszych wartościach promieniowych wskaźników nierównomierności zraszania. Oznacza to, że wytworzony w tym obszarze strumień wody będzie najlepszy z punktu widzenia jego skuteczności gaśniczej. 7. Rozkłady wskaźnika nierównomierności zraszania WNZ(r) dla poszczególnych kątów i wydajności wskazują, że wraz ze zwiększaniem odległości r od osi prądownicy wartości te wzrastają. Dla kąta rozpylenia 60 o i wydajności 450 dm 3 /min, w odległości równej 0,5 m wskaźnik WNZ(r) przyjmuje maksymalną wartość równą 65,604 mm/min. Świadczy to o tym, że w tym obszarze i dla tego kąta i wydajności wystąpiła największa nierównomierność zraszania. Podsumowując, w ochronie przeciwpożarowej istotne jest, aby paląca się powierzchnia była skutecznie ugaszona w odpowiednim czasie, tak aby płomień nie rozprzestrzenił się oraz Straż Pożarna mogła go odpowiednio kontrolować. Wówczas efektywność gaszenia jest największa. Dobrze skonstruowana dysza rozpylająca strumień wody powinna charakteryzować się maksymalną równomiernością zraszania. Zbyt duża różnica w intensywności pomiędzy zraszanymi punktami jest niekorzystna. Może ona w znacznym stopniu ograniczyć skuteczny odbiór ciepła z palącej się konstrukcji lub obiektu. Z uwagi na kluczowe cele ochrony przeciwpożarowej, czyli tłumienie pożarów oraz chłodzenie, ważne jest aby dokonać analizy parametrów cieczy rozproszonej i wybrać te najbardziej korzystne. Po przeprowadzonych badaniach można stwierdzić, iż wydajność oraz kąt rozproszenia cieczy ma wpływ na intensywność zraszania. Najbardziej równomierne zraszanie wystąpiło przy wydajności 330 dm 3 /min oraz kącie rozpylenia 120 (wartość wskaźnika nierównomierności zraszania była wtedy najmniejsza). Można stwierdzić, że największa wydajność nie przyczynia się do bardziej równomiernego zraszania, a co za tym idzie mniejsze zużycie wody czyli mniejszy bilans kosztów poniesionych w czasie akcji gaszenia pożarów. Z drugiej strony przy mniejszej wydajności występuje mniejsze zjawisko zalewania, co ma istotne znaczenie podczas gaszenia obiektów zabytkowych np. drewnianych kościołów. Streszczenie W artykule zaprezentowano badania wpływu wydajności prądownicy na rozkład intensywności zraszania w strumieniu rozpylonym wytwarzanym przez prądownicę Turbo Master 52. Omówiono w nim m.in. przedmiot badań, metodykę i stanowisko pomiarowe oraz przebieg badań. Badania przeprowadzono dla trzech różnych 3310

10 wydajności 230 dm 3 /min, 330 dm 3 /min i 450 dm 3 /min oraz trzech kątów rozpylenia strumienia: 60, 90 i 120. Zdefiniowano pojęcia lokalnej i średniej intensywności zraszania oraz wskaźnika nierównomierności zraszania. W formie tabelarycznej i graficznej zamieszczono przykładowe wyniki rozkładów intensywności zraszania uzyskane przy wydajności 450 dm 3 /min i kącie rozpylenia 120. Ponadto w postaci wykresów przedstawiono zależności średniej intensywności i wskaźnika zraszania w funkcji wydajności prądownicy. Przeprowadzono analizę wyników i sformułowano wnioski, mające wymiar praktyczny w sensie wskazówek dla strażaków operujących rozpylonymi prądami wodnymi. Najistotniejszy z nich jest taki, że największą średnią intensywność zraszania osiągnięto przy najmniejszej wydajności 230 dm 3 /min, natomiast najmniejszy wskaźnik nierównomierności przy średniej wydajności 330 dm 3 /min. Obydwa te przypadki zanotowano przy tym samym kącie rozpylenia równym 120. Słowa kluczowe: prądy rozproszone, strumień rozpylony, intensywność zraszania, średnica kropel, prądownica. Analysis of the impact of the water flow intensity on distribution of sprinkling intensity in the spray generated by the nozzle Turbo Master 52 Abstract A study of the impact of the water flow intensity on distribution of sprinkling intensity in the spray produced by the nozzle Turbo Master 52 is presented in the paper. It discusses, among others, subject and methodology of research as well as measuring stand and procedure. Tests were performed for three different outputs of 230 dm 3 /min, 330 dm 3 /min and 450 dm 3 /min and the three spray angles 60, 90 and 120. Local and average sprinkling intensity as well as uniformity index are defined. An example of sprinkling intensity distributions obtained at output of 450 dm 3 /min and a spray angle of 120 is included in tabular and graphic form. Furthermore, the graphs showing the relations between average sprinkling intensity/uniformity index and the nozzle output are presented. An analysis of the results and conclusions having a practical dimension in terms of operating instructions for firefighters operating spray jets are included. The most important of them is that the maximum average sprinkling intensity of was achieved with the smallest output of 230 dm 3 /min, and the lowest uniformity index with the average output of 330 dm 3 /min. Both of these cases were observed at the same spray angle equal to 120. Keywords: spray jets, spray, sprinkling intensity, droplets diameter, nozzle. BIBLIOGRAFIA 1. Bąk S., Badanie wpływu położenia kątowego i wydajności prądownicy Turbo Master na wielkość i intensywność powierzchni zraszania przy pomocy prądu rozproszonego. Praca magisterska SGSP, Warszawa Bielecki P., Podstawy taktyki gaszenia pożarów, Kraków Derecki T.: Sprzęt pożarniczy do podawania wody i pian gaśniczych, Warszawa Gil D., Placek P., Wyposażenie techniczne - armatura wodno pianowa, Częstochowa Gołaszewska, M., Badanie wpływu ustawienia i parametrów prądownicy na jej skuteczność gaśniczą przy wykorzystaniu komputerowego modelu gaszenia. Praca magisterska SGSP, Warszawa Grimwood P., Fire-fighting Flow-rate, LFB, London Kaleta A., Wpływ rozdrobnienia strumienia wodnego na jego skuteczność gaśniczą, Warszawa KAMIKA Zakład Elektronicznej Aparatury Pomiarowej,AWK SYSTEM. Analiza Wielkości Cząstek KμK, Kolman R., Badanie wpływu wybranych parametrów geometrycznych dyszy i ciśnienia zasilania na parametry strumienia rozpylonego, Praca magisterska SGSP, Warszawa Koszykowski R., Badanie wpływu położenia kątowego i wydajności wybranego działka pożarniczego na proces rozpadu prądu zwartego na strumień rozpylony. Praca magisterska SGSP, Warszawa Mawhinney J.R., Engineering Criteria for Water Mist Fire Suppression Systems, NRCC, Ottawa

11 12. Orzechowski Z., Prywer J., Wytwarzanie i zastosowanie rozpylonej cieczy, Warszawa Placek P., Sprzęt i armatura wodna, Warszawa Polska Norma PN EN Stałe urządzenia gaśnicze, hydranty wewnętrzne, hydranty wewnętrzne z wężem półsztywnym. 15. Saramański S., Badanie wpływu położenia kątowego i ciśnienia zasilania na wielkość i intensywność powierzchni zraszania przy pomocy prądu zwartego wytwarzanego przez prądownice PWT 52 TURBOSUPON oraz PW/R 52 SUPON, Praca magisterska SGSP, Warszawa Terlecki, K., Badanie wpływu wydajności na rozkład intensywności zraszania przez strumień rozpylony wytwarzany przez prądownicę Turbojet 52. Praca magisterska SGSP, Warszawa r. 18. Zbrożek P., Prasuła J., Wpływ wielkości średnic kropli mgły wodnej na efektywność tłumienia pożarów i chłodzenie,,,bezpieczeństwo i Technika pożarnicza 2009, nr 3, s