СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОГНЕТУШАЩЕГО ПОРОШКА В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ НЕСТАЦИОНАРНОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА
METHOD FOR DETERMINATION OF DISTRIBUTION OF FIRE-EXTINGUISHING POWDER IN CROSS SECTION OF NON-STATIONARY GAS FLOW

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано при оценке огнетушащей способности порошковых составов, применяемых в огнетушителях.
Уровень техники
Известен способ определения распределения взвешенных частиц по массе (патент на изобретение RU 2652654 С1 14.06.2017, МПК G01N 15/02), основанный на облучении исследуемого измерительного объема, в котором находятся частицы, лазерным и акустическим излучениями и регистрации светового потока, рассеянного частицами при вхождении их в резонанс с акустическими колебаниями изменяющейся частоты, при этом происходит изменение частоты рассеянного светового потока за счет доплеровского эффекта, преломленное изображение которого в виде полос, образуемых треугольной призмой, поступает в ПЗС-матрицу и далее в микропроцессорное устройство для определения распределения частиц по массе.
К недостаткам способа следует отнести:
- сложность реализации для определения гранулометрического распределения огнетушащего порошка в поперечном сечении нестационарного газового потока при оценке огнетушащей способности порошковых составов, применяемых в огнетушителях, из-за необходимости ограничения исследуемого потока частиц измерительным объемом;
- распределение взвешенных частиц по массе определяют как интегративную характеристику исследуемого измерительного объема, при этом отсутствует возможность определения распределения массы частиц в заданных поперечных сечениях нестационарного газового потока.
Известен способ исследования гранулометрического состава взвесей твердых частиц в жидкости осаждением (патент на изобретение RU 2386949 С1 15.10.2008, МПК G01N 15/02), при котором частицы каждого размера осаждаются на свойственное только им место на осадительной поверхности за счет действия на частицы факторов, двигающих эти частицы вдоль осадительной поверхности, и факторов, движущих эти частицы к осадительной поверхности, при этом размеры частиц измеряют микроскопированием, при этом делят осадок на желаемое количество фракций, при этом массу каждой фракции определяют прямым взвешиванием всей фракции.
К недостаткам способа следует отнести:
- высокую трудоемкость реализации;
- невозможность определения распределения огнетушащего порошка в поперечном сечении нестационарного газового потока в силу того, что определение гранулометрического состава исследуемой взвеси проводится после осаждения частиц на осадительную поверхность.
В качестве прототипа выбран способ определения распределения массы частиц огнетушащего вещества (патент на изобретение RU 2516390 С1 30.11.2012, МПК G01N 15/00), содержащегося в нестационарном газовом потоке, с осаждением их на подложки и измерением времени осаждения частиц, при котором распределение массы частиц огнетушащего вещества находят по граничным линиям осажденных частиц фракций и совокупного состава порошка и в точках размещения подложек на прогнозируемой площади пожара.
Недостатком способа является невозможность определения распределения огнетушащего порошка в поперечном сечении нестационарного газового потока по причине того, что распределение массы частиц огнетушащего вещества определяют после осаждения частиц на подложки.
Раскрытие изобретения
Предлагаемый способ позволяет получить информацию о распределении огнетушащего порошка в контрольных точках поперечного сечения нестационарного газового потока, получение которой невозможно с помощью способов, выбранных в качестве аналогов и прототипа. Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».
В предлагаемом способе информацию о распределении огнетушащего порошка в контрольных точках поперечного сечения нестационарного газового потока получают путем отбора проб порошка из поперечных сечений газового потока и их последующего ситового анализа. При реализации предлагаемого способа созданы условия для возможности имитации подачи огнетушащего вещества из огнетушителя. Указанные признаки обусловливают соответствие предлагаемого способа критерию изобретения «изобретательский уровень».
Осуществление изобретения
1. Описание оборудования, применяемого для определения распределения огнетушащего порошка в поперечном сечении нестационарного газового потока
Для определения распределения огнетушащего порошка в поперечном сечении нестационарного газового потока применяют (фиг. 1):
координатный стол 1, представляющий собой матрицу, состоящую из ячеек прямоугольной формы. Каждая ячейка имеет набор сквозных отверстий, служащих для установки сборников порошка 2. Тыльные торцевые поверхности сборников порошка выполнены из воздухопроницаемого материала, обеспечивающего беспрепятственное прохождение газового потока и задерживающего твердые частицы. Срезы отверстий координатного стола 1, обращенные к газовому потоку, являются входами сборников порошка 3, а точки расположения входов сборников порошка на координатном столе принимают за контрольные точки при определении распределения массы частиц огнетушащего порошка.
Схема размещения входов сборников порошка на координатном столе и размеры ячеек представлены на фиг. 2. Каждая ячейка координатного стола пронумерована буквами русского алфавита от А до Я (для удобства работы в нумерации ячеек не использованы буквы, имеющие сходное написание с цифрами), входы сборников порошка 3 в каждой ячейке пронумерованы арабскими цифрами от 1 до n, где n - количество входов сборников порошка в рассматриваемой ячейке.
Огнетушащий порошок заданной массы под заданным давлением подают к координатному столу 1 с помощью модели огнетушителя 5. Для измерения расстояния между срезом модели огнетушителя 5 и вертикальной плоскостью координатного стола 1 используют измерительную линейку 4.
2. Подготовка оборудования для определения распределения огнетушащего порошка в поперечном сечении нестационарного газового потока
Реализацию способа осуществляют в описываемом далее порядке.
Сборники порошка 2 устанавливают в отверстиях координатного стола 1, направив входы сборников порошка 3 в сторону газового потока. Координатный стол 1 устанавливают перпендикулярно по отношению к оси газового потока на заданном расстоянии от среза модели огнетушителя 5. Модель огнетушителя 5 заряжают огнетушащим порошком заданной массы под заданным давлением.
3. Определение распределения огнетушащего порошка в поперечном сечении нестационарного газового потока
Осуществляют подачу огнетушащего порошка к координатному столу 1. Затем отсоединяют сборники порошка 2 от координатного стола и проводят ситовой анализ пробы порошка, отобранной каждым сборником. По результатам ситового анализа, зная координаты расположения каждого сборника порошка на координатном столе, определяют поля распределения равных приблизительно масс различных фракций и совокупной массы порошка в поперечном сечении газового потока в прогнозируемой области пожара.
Описанный прием повторяют для каждого из исследуемых сечений газового потока порошка, изменяя расстояние от модели огнетушителя 5 до координатного стола 1 с помощью измерительной линейки 4.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 представлено оборудование, применяемое для реализации способа. Цифрами отмечены: 1 - координатный стол, 2 - сборники порошка, 3 -входы сборников порошка, 4 - измерительная линейка, 5 - модель огнетушителя. Также на фигуре 1 представлены: 6 - поток огнетушащего порошка, подаваемого к координатному столу, и 7 - условные поля распределения равных приблизительно масс порошка в контрольных точках координатного стола.
На фигуре 2 представлена схема размещения входов сборников порошка на координатном столе и размеры ячеек. Обозначена нумерация ячеек координатного стола буквами русского алфавита, а также нумерация входов сборников порошка в каждой ячейке на примере ячейки «А».
На фигуре 3 представлена схема модели огнетушителя, используемой для подачи порошка к координатному столу. Цифрами отмечены: 8 - компрессор, 9 - гибкий шланг, 10 - емкость для огнетушащего порошка, 11 - штатив для крепления емкости с огнетушащим порошком. Также на фигуре 3 изображены: 1 - координатный стол и 6 - поток огнетушащего порошка, подаваемого к координатному столу.
1
6
На фигуре 4 представлено распределение совокупной массы порошка в контрольных точках поперечного сечения газового потока в результате подачи огнетушащего порошка массой m=150,84 г с расстояния между срезом модели огнетушителя и координатным столом L=0,5 м под давлением Р=0,7 МПа, где П…П - поля равных приблизительно совокупных масс порошка в контрольных точках поперечного сечения газового потока.