Tušenie diffuzionnogo plameni n-geptana udarnoj volnoj

Objective: To determine the effectiveness of extinguishing diffusion flames of n-heptane with a shock wave (SW). Establishing a possible mechanism of suppression of diffusion flame with a shock wave on n-heptane С7Н16 flame. Determination of the intensity of the shock wave, which leads to extinguishing n-heptane flame under a special camera. Methods: To determine the possibility for extinguishing the diffusion flame by a shock wave, which occurs during the explosion of a pyrotechnic charge, equipment that looked like a camera with volume of 0.5 m³ was installed. A surge generator was placed inside it and a crucible with n-heptane was located at a distance of 1.75 m. The pressure measurement at the front of the shock wave was conducted using BMP-180 pressure sensor for Arduino controllers. Visualization of the extinguishing process of the shock wave was carried out using Nikon 1 j4 camera with the possibility of obtaining frames at a speed of 1200 frames per second. Results: This article presents as an experiment that the impact of a shock wave with front pressure of about 215 Pа in the chamber at a distance up to 2 meters on n-heptane flame, oleads to its suppression by tearing and defragmentation. Time periods, which confirm the effectiveness of fire-extinguishing of the shock wave, and the transition states of instability have been recorded on video at a frequency of 1200 frames per second. This way respective stages of the storyboard, time periods of flame instability at a pressure of 190 Pa SW, and extinguishing time capacity SW of 215 and 316 Pa were obtained . Conclusions: Extinguishing diffusion flames of n-Heptane shock wave with a power equal to approximately 215 Pа created in the chamber at a distance of 2 meters were theoretically analyzed and experimentally proven to be highly effective e. Based on presented theoretical deliberations a possible mechanism of interaction of shock wave – flame was created. As a result of tearing of the flames, reduction of the following parameters takes place: concentration of the reactants in the combustion zone, pressure, introducing additional gaseous components into the combustion zone, and a sharp decrease in temperature of gasaround the flame. The proposed extinguishing method can guarantee efficient extinguishing of diffusion flames at the initial stage of a fire in hard to reach places and spaces with flammable liquids.

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. Metody: 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.