О гидравлическом сопротивлении при гидроабразивной резке Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 621.9:621.22 DOI: 10.22227/1997-0935.2020.3.399-408

О гидравлическом сопротивлении при гидроабразивной резке

Л.В. Волгина1, И.А. Гусев2

1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

(НИУ МГСУ); г. Москва, Россия; 2 Академия Государственной противопожарной службы МЧС России (Академия ГПСМЧС России);

г. Москва, Россия

АННОТАЦИЯ

Введение. Движение двухфазного потока представляет собой сложный процесс, на который оказывают влияние многие факторы. Характеристики движения потока могут зависеть как от физических свойств движущейся среды, так и от свойств трубопровода, скоростей движения потока и др. Изучение новых видов гидравлических систем позволяет установить параметры, характеризующие происходящие при их транспортировке процессы, особенно если рассматривается сложный поток (смесь воды и абразивных частиц). Цель исследования — установление коэффициента гидравлического сопротивления при транспортировании двухфазного потока в виде смеси воды и абразива. Материалы и методы. Использованы физический эксперимент, методы математической обработки полученных данных, их описание.

Результаты. Определили коэффициент гидравлического сопротивления при транспортировании смеси, а также параметры, характеризующие дополнительные потери напора при транспортировании абразива. На основании экспериментального исследования удалось установить предельные дальности подачи для воды и смеси, которые составили, соответственно, 317 и 290 м.

Выводы. Полученные результаты явились следствием выявления особенностей потерь давления при транспортировании смеси и коэффициентов, его характеризующих. Рассматриваемые потоки применяются в системах, параметры которых во многом отличны от параметров традиционной гидравлики, в связи с чем полученные теоретические ре- ^ ф зультаты должны быть проверены экспериментально. В дальнейшем необходимо изучить подобные системы с иными & т параметрами, чтобы установить зависимости потерь давления от расхода и количества абразива. Практическая 2. и значимость исследования состоит в том, что были определены максимальные дальности транспортировки и подачи ^ к воды и смеси, при которых сохраняются рабочие параметры систем. ф М

сС

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: гидроабразивная резка, двухфазный поток, измерительный комплекс, система высокого . *<

со со

давления, абразивная среда, потери напора, скорость потока, гидросмесь

ДЛЯ ЦИТИ РОВАНИЯ: Волгина Л.В, Гусев И.А. О гидравлическом сопротивлении при гидроабразивной резке //

Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 3. С. 399-408. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.3.399-408 J 9

° -

о w

Hydraulic resistance accompanying waterjet cutting C i

y

о

L.V. Volgina1, I.A. Gusev2 c S

1 Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); o M

Moscow, Russian Federation; a 0

d —

Academy of the State Fire Service of the Emercom of Russia (Academy of GPS of the MES of Russia); r; 6

2 .Academy oj the state f ite service 1

Moscow, Russian Federation

>UJ -, 6

an

CD CD

ABSTRACT

Introduction. Two-phase flow transmission is a complex process exposed to the influence of numerous factors. Its

characteristics may depend on the physical properties of a flowing medium and on the properties of a pipeline, flow velocities, 0 h

etc. A research into new types of hydraulic systems serves to identify the parameters that characterize the processes that U |

accompany their transmission, especially if a multi-component flow is analyzed (a mix of water and abrasive particles). The 3 j,

(D 5

mission of the research is to identify the value of hydraulic resistance coefficient in the course of transmission of a two- ^ r1

phase flow, or a mix of water and an abrasive. Materials and methods. A physics experiment, mathematical data processing . W

methods, data description. s □

Results. The co-authors have identified the hydraulic resistance coefficient value in the course of the mix transmission, ^ C

as well as the parameters characterizing supplementary pressure losses in the course of the abrasive transmission. The ® r

experimental research enabled the co-authors to identify maximal water and mix application distances that reach 317 and T T

290 meters. 0 0

2 2

© Л.В. Волгина, И.А. Гусев, 2020

Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)

Conclusions. The results, obtained by the co-authors, are the consequence of the pressure losses that occur in the course of mix transmission and the coefficients that characterize it. The flows considered in the article are used in the systems whose parameters are considerably different from those of traditional hydraulic engineering systems; therefore, any theoretical results obtained by the co-authors need experimental verification. Further, similar systems having different parameters must also be exposed to research to identify the relation between the pressure loss and the abrasive consumption rate and amount. The practical value of the research consists in the identification of maximal water and mix transmission and application distances providing that the operating parameters of the systems remain unchanged.

KEYWORDS: waterjet cutting, two-phase flow, measurement system, high pressure system, abrasive medium, pressure loss, flow velocity, hydraulic fluid

FOR CITATION: Volgina L.V., Gusev I.A. Hydraulic resistance accompanying waterjet cutting. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2020; 15(3):399-408. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.3.399-408 (rus.).

О о

N N

О О

tV N

W CO

К <D

U 3

> (Л

с и 2

U in

¡1

<D ф

О ё —' "t^ О

О о

CD <f 8 «

CO CO

о

о

ю со

О)

о

I

О) О)

(Л (Л

¡1 w

■S

il

О (П ф ф

со >

ВВЕДЕНИЕ

При транспортировке различных веществ по трубопроводам возникают потери напора. На потери напора оказывают влияние многие факторы — начиная от физических свойств потока и заканчивая характеристиками самого трубопровода. При рассмотрении многофазных потоков появляются дополнительные потери напора в результате взаимодействия фаз их переноса. Для установления значений потерь напора и определения коэффициентов, характеризующих эти потери в двухфазном потоке, представляющим смесь воды и абразивных частиц, были проведены экспериментальные исследования.

Гидроабразивная резка как инструмент применяется на сегодняшний день во многих системах и даже сферах деятельности [1, 2]. Нашла она свое применение и в пожаротушении. Движение потока при гидроабразивной резке — это движение двухфазного потока, содержащего в своем составе твердую фазу (смесь частиц абразива М^ Fe2SiO4— 62-76 %, Fe, А1, Са, SiО2 20-35 %, FeзO4 — 1-2 %) не более 4 % от объема воды и жидкую (вода). Особенностью такого потока является также то, что средняя скорость — достаточно высокая для природных и инженерных потоков (находится приблизительно в диапазоне от 6 до 8 м/с) [3-9].

Согласно данным статистики, большинство современных пожаров происходит в помещениях, представляющих замкнутое пространство (квартиры, ангары, отсеки и др.). Современная отделка многих помещений зданий и сооружений изготовлены с применением полимерных материалов, имеющие более высокую теплоту сгорания и при достаточной вентиляции — высокий уровень выделения тепла по сравнению с традиционными материалами.

Использование в помещениях стеклопакетов, герметичных дверей сохраняет вероятность того, что пожар перейдет в режим, когда для горения бу-

дет недостаточно только кислорода. Такие пожары чреваты возникновением опасных явлений, связанных с выбросом пламени, что служит причиной травм и распространением пожара.

Для минимизации возникновения опасных явлений и эффективного тушения пожара разработаны системы пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки, которые позволяют осуществлять подачу огнетушащих веществ в горящий замкнутый объем, не нарушая его целостности.

Эффективность пожаротушения достигается путем насыщения горящего объема водой в распыленном состоянии (средний диаметр капель не превышает 200 мкм), которая, попадая в зону с высокой температурой, испаряется, тем самым отводя от зоны горения значительное количество тепловой энергии [10-12].

Рассматриваемый метод пожаротушения в последнее время все активнее внедряется, но его эффективность зависит от многих факторов, один из них — напор перед стволом (распылительной форсункой), от которого зависит как степень резания конструкций, так и формирование капель определенной величины.

Подача огнетушащих веществ проводится по рукавным линиям, как известно, при этом возникают потери напора. В связи с этим возникает задача, при каком максимальном удалении от насосной установки возможна подача огнетушащих веществ в виде воды и смеси воды и абразивных частиц и как происходят потери напора, ведь скорости потока и рабочее давление систем пожаротушения с гидроабразивной резкой достаточно высоки (рабочее давление 30 МПа). От определения указанных особенностей во многом будет зависеть тактика применения систем пожаротушения.

Потери напора при транспортировке зависят от скорости потока, его вязкости, характеристик трубопровода и др. А вязкость двухфазного потока,

в свою очередь, зависит в том числе и от характеристик твердых частиц. Совокупность данных параметров во многом характеризует коэффициент гидравлического трения, который для рассматриваемых систем недостаточно изучен.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Для исследования потерь напора экспериментальным путем был разработан измерительный комплекс, некоторые элементы которого представлены на рис. 1.

Рис. 1. Рукавные вставки с разделителями сред, клапанными блоками и датчиками давления Fig. 1. Hose inserts having media separators, valve blocks and pressure sensors

Основные характеристики измерительного комплекса:

• измерения давлению от 0 до 40 МПа;

• диапазон температур рабочей среды от -30 до 200 °С;

• возможность проведения исследований при температурах окружающего воздуха от -5 до 40 °С;

• возможность работы с абразивными средами.

Для определения значений потерь давления

при транспортировке и подаче огнетушащих веществ в виде воды и смеси была собрана схема, представленная на рис. 2.

Техническое оснащение эксперимента представлено в табл. 1.

Фиксация значений избыточного давления осуществлялась в начале линии, в непосредственной близости от насосной установки и в ее конце — перед стволом (рис. 3).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Потери напора подразделяются на местные и потери напора по длине. В обоих случаях причиной возникновения потерь напора является сила вязкости, при потерях напора по длине Ил энергия тратится на преодоление сопротивлений при трении о поверхность трубопровода. Местные потери напора Им возникают на участках, где происходят деформации потока и обуславливаются затратами энергии на восстановление (вследствие деформации) в вязких потоках распределения скоростей [13-15].

Суммарные потери напора Иобщ определяются следующим соотношением:

Иобщ = Ил +Е Им . (1)

В отличие от простых систем, в которых в основном транспортируется вода, в системах пожаротушения и гидроабразивной резки происходит транспортировка смеси воды и абразивных частиц,

< п

ф е t с

i

G Г сС

У

о

§ СО

l z y 1

J CD

u-

^ I

n °

с 3 о

o? о §

E w § 2

n 0

с 6

r 6

CD ) ¡1

<D

01

Рис. 2. Схема проведения экспериментального исследования: 1 — пожарный автомобиль с установкой пожаротушения и гидроабразивной резки; 2 — рукавная линия диаметром 12 мм и длиной 80 м; 3 — специализированный ручной ствол; 4 — рукавные вставки для фиксации значений избыточного давления; 5 — многоканальный регистратор РТМ-59; 6 — соединительные кабели

Fig. 2. Schematic representation of an experiment: 1 — a fire truck with a fire extinguishing installation and a water jet machine; 2 — a hose line, diameter — 12 mm, length — 80 m; 3 — a specialized hand-held branch; 4 — hose inserts for excess pressure registration; 5 — multichannel recorder RTM-59; 6 — connection cables

« DO

■ T

s У с о <D Ж WW

2 2 О О 2 2 О О

Табл. 1. Перечень оборудования, задействованного в ходе проведения экспериментального исследования Table 1. List of equipment used in the course of an experiment

Наименование оборудования / Item of equipment Назначение / Equipment purpose Количество / Number of items

Пожарная автоцистерна с установкой «Кобра» / Fire tank truck and Cobra unit Подача огнетушащих веществ / Extinguishing agent application 1 ед. / One

Катушка со специализированным рукавом / Hose reel TRELLERBORG-TRELLJET 580-HD 13 -1/2// - HP 500 BAR /7350 PSI-MAX 150 Транспортировка огнетушащих веществ / Transmission of extinguishing agents 1 шт., длина 80 м / One, length — 80 m

Манометры высокого давления АИР-20 -/М2-Н/ ДИ/ 190/-/-/12N / High pressure gauges AIR-20-/ M2-N/ DI/ 190/-/-/12N Измерение и фиксация значений избыточного давления / Excess pressure detection and registration 2 шт. / Two

Многоканальный регистратор РМТ 59 / Multichannel recorder RTM-59 Запись и визуализация в режиме реального времени показаний манометров избыточного давления / Recording and visualization of excess pressure in the realtime mode 1 шт. / One

Рукавные вставки для фиксации значений избыточного давления / Hose inserts for excess pressure registration Включение в процесс подачи огнетушащих веществ и измерение давления / Integration into extinguishing agent application and pressure measurement processes 2 шт. / Two

Резервуар с абразивом / Abrasive product tank Дозирование в насосно-рукавные системы абразива для формирования гидросмеси / Dosed abrasive feed into the pumper system for the hydraulic fluid to be produced 10 кг / 10 kg

Рулетка со стальной лентой / Steel tape Измерение размеров / Sizing 1 шт. / One

Штангенциркуль / Beam compass То же / Same as above 1 шт. / One

Фото- видеоаппаратура / Photo and video cameras Фиксация эксперимента / Experiment recording 1 шт. / One

Боевая одежда пожарного / Fire entry suit Обеспечение безопасности / Safety assurance 6 шт. / Six

О о

N N

О О

(Ч N

pf W

a at и з

> (Я Е И 2 ~ to in

Рис. 3. Измерение избыточного давления в начале и в конце трубопровода Fig. 3. Excess pressure detection at pipeline starting and end points

что способствует появлению дополнительных потерь, связанных с переносом твердых частиц, это выражаются уравнением (2) [16]:

А/ = 8 V.

(3)

_ ■ Рсм д ■ 1см - 10--+

Ро

(2)

где /0 — удельные потери напора при движении воды, м; рсм — плотность смеси; р0 — плотность воды; Д/ — дополнительные потери напора, м.

При подсчете дополнительных потерь Д/ возможно использовать следующее уравнение [17]:

где 5 — коэффициент, который учитывает отношение размеров частиц к размерам трубопровода (диаметру) d/D; j — коэффициент разнозернистости твердых частиц; С0 — действительная объемная консистенция, Н/м3; ¥кр — критическая скорость потока, при которой частицы начинают отрываться от дна и переноситься им, м/с; V — скорость движения потока, м/с.

Минимальную скорость, при которой поток воды может транспортировать твердые частицы, называют критической скоростью и определяют по формуле:

8,3^70^*, (4)

где Б — диаметр трубы, м; у* — коэффициент транспортабельности, характеризующий способность твердых частиц транспортироваться потоком воды, который является функцией гидравлической крупности у* = /

Основные кинематические характеристики и расчетные формулы рассматриваемого двухфазного потока приведены в табл. 2.

Величина потерь напора по воде /о характеризует потери напора при транспортировке смеси /см и зависит от особенностей движения воды [18, 19] и поверхности трубопровода, по которому происходит движение, что учитывается коэффициентом гидравлического трения X.

Учитывая рабочие параметры установки пожаротушения с гидроабразивной резкой и ее технические особенности (диаметр внутреннего сечения рукава 12 мм), можно заключить, что в инженерной гидравлике вопрос, связанный с определением коэффициента гидравлического трения в рассматриваемых системах, является довольно сложным.

Табл. 2. Основные характеристики потока Table 2. Basic characteristics of the flow

№

Величина / The characteristic

Расчетная формула / The formula

Значение/ The value

Примечание / The note

Средневзвешенная крупность твердых частиц d, мм / Average weighted diameter of solid particles, d, mm

0,3-0,8

Исходя из параметров установки / To be identified on the basis of pre-set parameters

Коэффициент разнозернистости J ( - ) / Non-homogeneity ratio

J ( - )_

Ситовый анализ / Particle size analysis

< DO

<d е t с

Î.Ï

G Г сС

У

0 со § СО

1 z y 1

J CD

^ I

§ °

S 3 o

о §

E w § 2

n g

S ¡6

r 6 t ( ÇT n

SS ) ii

Средневзвешенная плотность твердых частиц ртв, г/см3 / Average weighted density of solid particles

Psolids, g/cm3

Psolids _

IP, n

100 %

4,34

p,- — плотности твердых частиц; n — % содержание твердых частиц в составе абразива / P- — solid particles density values; n — % content of solid particles in the abrasive

Действительная плотность потока рсм, г/см3 / Absolute flow density Pmix, g/cm3

I p, • utdю P = —- /

Кем '

pmix = "

I p, • u,dю

J ю

1,14

ucritЮ

Pi и Uj — соответственно плотность и скорость локальные, определяемые для каждой части живого сечения (сегмента) / p, and ut — local density and velocity, identified for each flow section area (segment)

Расход потока Q^, м3^ / Flow rate Qmix, cm3/sec

W

см

О =-±м /

¡¿см l

0mix = "

ю

Wm

1,066

Объем смеси, протекающий через сечение трубы за единицу времени / Mix amount flowing through the pipeline section per unit of time

Средняя скорость потока Усм, см/c / Average flow velocity Vcm, cm/sec

Т/ _ 0см j

VCM = /

ю

jr _ 0mix

ю

943,6

ю — площадь трубы 1,13 см2 (D — 12 мм) / ю — pipeline area 1.13 cm2 (D — 12 mm)

<D

01

Действительная объемная консистенция потока С0, ( - ) / Absolute flow consistency С0, ( - )

r _ Рсм -P . С0 = / Pm -P

0,04

p — плотность ВоДЫ / p — water density

Pm -P

w DO

■ T

s □

s У с о (D X

WW

M 2 О О 10 10 О О

1

2

2

3

4

Ucp ю

5

ю

6

7

Pmix - P

Со =

сц сч о о сч сч

«о «о

к Ф о з

> (Л Е W 2 ~ 00 ю

li

Л §

si

о § <

Ж ^

8 « ™ £

(5

Рис. 4. Результаты измерений потерь давления при подаче смеси при прямолинейной и криволинейной прокладке рукавной линии

Fig. 4. Pressure loss measurement results in case of mix application using rectilinear and curvilinear hose lay patterns

00 Ц 02 E ^ w

1 §

CL° ^ с ю О

8 g о E

£ S

Z £

w Я 02 °

0 3 г w

1

О W ф ф

00 Ь

Рис. 5. Результаты измерений потерь давления при подаче воды при прямолинейной и криволинейной прокладке рукавной линии

Fig. 5. Pressure loss measurement results in case of water application using rectilinear and curvilinear hose lay patterns

Местные потери напора выражаются формулой (5) [19, 23]:

h — -^см

"м _ Цм >

2g Р

(5)

где ^м — коэффициент, характеризующий местные сопротивления; рсм — плотность смеси, кг/м3; р — плотность воды, кг/м3.

Определение избыточного давления осуществлялось при прокладке рукавной линии прямолинейно и с искривлениями, для того чтобы создать местные сопротивления и приблизить условия эксплуатации к реальным [20]. Были проведены эксперименты для чистой воды и для смеси. Результаты измерения потерь давления представлены на рис. 4-6.

Таким образом, получена информация о дополнительных потерях энергии, связанных с наличием твердых частиц А/.

Основной формулой для определения потерь напора по длине служит формула Дарси — Вейсба-ха, которая имеет вид:

l V2

h = X----,

d 2g

(6)

где X — коэффициент гидравлического трения; l — длина трубопровода, м; d — диаметр сечения трубопровода, м; V — средняя скорость потока жидкости, м/с; g — ускорение свободного падения, м/с2.

Коэффициент X не является постоянной величиной и зависит от шероховатости стенок трубопровода и числа Рейнольдса.

В свою очередь, состав потока во многом оказывал влияние на потери напора, что отражено на рис. 6.

Средние значения по потерям давления при транспортировке воды и смеси представлены в табл. 3.

На основе полученных экспериментальных данных и исходя из уравнения Дарси — Вейсбаха

Табл. 3. Полученные экспериментальные данные Table 3. Experimental findings

Рис. 7. Исследование местных сопротивлений (поворот на 90 и 180°)

Fig. 7. A study of local resistances (quarter and half turns)

определен коэффициент гидравлического трения, значение которого составило 0,019. Коэффициент местных сопротивлений — 0,45, поскольку местное сопротивление создано путем образования нескольких поворотов на 90 и 180° (рис. 7).

Таким образом, коэффициент местных сопротивлений, полученный по итогам расчета в табл. 2, есть сумма шести местных сопротивлений (плавные повороты на 90 и 180°):

_ 2^поворотна 90 + 4^поворотна 180 _ 1°£>поворот на 90.

Следовательно, коэффициент местных сопротивлений для рукавной линии, тип сопротивления — плавный поворот на 90°, составил 0,04.

Далее были определены расходы системы при критической и средней скорости потока.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ

Движение двухфазного потока представляет собой сложный процесс, на который оказывают влияние многие факторы. Характеристики движения потока могут зависеть как от физических свойств

Вид потока / Flow type Вид прокладки / Hose lay Потери давления, МПа / Pressure losses, MPa Коэффициент гидравлических сопротивлений X/ Hydraulic resistances coefficient X Местные потери давления, МПа / Local pressure losses, MPa Коэффициент местных сопротивлений / Local resistances coefficient

Вода / Water Прямолинейная / Rectilinear 2,52386 0,018 — —

Смесь / Mix Прямолинейная / Rectilinear 2,58024 0,019 — —

Вода / Water Криволинейная/ Curvilinear 2,52807 — 0,00421 0,09

Смесь / Mix Криволинейная/ Curvilinear 2,60318 — 0,02294 0,45

< И

А А t О

iH

k К

G Г s С

с ° С У

o (Л

J СО

U $

П 0

DD3 o

О n

со со

05

го со о

v. СО

r 6

c 0

h о

CD )

N

® № ^ ■

w n I г s 3

w < с о

А J?

У*,

О О

IM IM

О О

сч сч о о см сч

со со * ф

0 3

> «Л

с и

1 7

Ю Ю

ю ®

Ii

f § 5 II

si 1

со >

CD ^ £ =

" g

Рис. 6. Результаты измерений потерь давления при подаче воды и смеси в горизонтальной плоскости при прямолинейной прокладке

Fig. 6. Pressure loss measurement results in case of water and mix application in a horizontal plane using the rectilinear hose lay pattern

i §

LO О

8 1

о E

О) ^

СЛ О

ез ii»

о <л ф ф

во =>

движущейся среды, так и от свойств трубопровода, скоростей движения потока и др.

В связи с этим достаточно тяжело определить особенности движущегося потока, тем более оценить его экономические возможности. Но благодаря научным и экспериментальным исследованиям удается установить характеристики потока, которые в дальнейшем позволяют его просчитывать и на основании этих расчетов производить проектирование и эксплуатацию инженерных систем.

Данная статья представляет результаты экспериментальных исследований потерь напора двухфазного потока, состоящего из воды и твердых абразивных частиц. По полученным экспериментальным и расчетным данным удалось установить значение дополнительных потерь, возникающих

при транспортировке твердых частиц, оно составляет около 0,0056 м с одного метра рукавной линии.

Расчетное значение потерь напора при транспортировке смеси составило 3,1836 м с одного метра рукавной линии. Общее значение потерь напора на всем участке рукавной линии (с учетом плотности смеси) — 2,736 МПа, что согласуется с данными, полученными экспериментальным путем. Но для определения более точных значений гидравлических характеристик рассматриваемых систем в дальнейшем планируется провести еще не одну серию экспериментов.

На данный момент на основании полученных результатов были определены дальности подачи огнетушащих веществ, значение которых для воды составило 317 м, для смеси — 290 м.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гергель В.И., Мешалкин Е.А. Пожаротушение тонкораспыленной водой высокого давления // Пожаровзрывобезопасность. 2017. Т. 26. №№ 3. С. 45-49. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.03.45-49

2. Карпышев А.В., Душкин А.Л., Глухов И.С., Сегаль М.Д. Использование тонкораспыленной воды для повышения противопожарной защиты

атомных электростанций // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2006. № 5. С. 34-44.

3. Алешков М.В., Гусев И.А., Холостов А.Л. Определение тактических возможностей установок пожаротушения с гидроабразивной резкой при подаче огнетушащих веществ на объектах энергетики // Пожары и чрезвычайные ситуации:

предотвращение, ликвидация. 2018. № 2. С. 29-34. DOI: 10.25257/FE.2018.2.29-35

4. Gsell J. Assessment of fire suppression capabilities of water mist. Fighting Compartment Fires with the Cutting Extinguisher. University of Ullster, 2010. 138 p.

5. Liao W, Deng X. Study on Flow Field Characteristics of Nozzle Water Jet in Hydraulic cutting // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2017. Vol. 81. P. 012167. DOI: 10.1088/17551315/81/1/012167

6. Li D.Q. A technology to extract coal mine gas using thin sub-layer mining with hydraulic jet // International Journal of Oil, Gas and Coal Technology. 2016. Vol. 12. Issue 1. P. 1. DOI: 10.1504/ijogct.2016.075852

7. Gibilaro L., Gallucci K., Di Felice R., Pa-gliai P. On the apparent viscosity of a fluidized bed // Chemical Engineering Science. 2007. № 62. Issue 1-2. P. 294-300. DOI: 10.1016/j.ces.2006.08.030

8. BayerI.S.,Megaridis C.M. Contact angle dynamics in droplets impacting on flat surfaces with different wetting characteristics // Journal of Fluid Mechanics. 2006. Vol. 558. P. 415. DOI: 10.1017/s0022112006000231

9. Song D., Wang E., Liu. Z., Liu X., Shen R. Numerical simulation of rock-burst relief and prevention by water-jet cutting // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2014. Vol. 70. P. 318-331. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2014.05.015

10. Алешков М.В., Гусев И.А. Обеспечение технологии пожаротушения в замкнутых объемах помещений объектов энергетики // Системы безопасности : мат. 26-й Междунар. науч.-практ. конф. 2017. № 26. С. 176-179.

11. Денисов А.С., КазанскийМ.А., СазановИ.И. Способы подачи абразива и гидроабразивном резании // Главный механик. 2014. № 12. С. 44-49.

Поступила в редакцию 27 ноября 2019 г. Принята в доработанном виде 18 декабря 2019 г. Одобрена для публикации 27 февраля 2020 г.

Об авторах: Людмила Всеволодовна Волгина — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры гидравлики и гидротехнического строительства; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; SPIN-код: 3032-5165, Scopus: 57208499016; VolginaLV@mgsu.ru;

Иван Александрович Гусев — кандидат технических наук, преподаватель кафедры пожарной техники в составе УНК ПАСТ по научной работе; Академия государственной противопожарной службы МЧС России (Академия ГПС МЧС России); 123366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, д. 4; ivan.gusev.92@inbox.ru.

REFERENCES

12. Adelmann B., Ngo C., Hellmann R. High aspect ratio cutting of metals using water jet guided laser // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. Vol. 80. No 9-12. Pp. 2053-2060. DOI: 10.1007/s00170-015-7161-8

13. ShahidA., Uijttewaal W.S.J. Flow Resistance of Vegetated Weirlike Obstacles during High Water Stages // Journal of Hydraulic Engineering. 2013. Vol. 139. Issue 3. P. 325-330. DOI: 10.1061/(ASCE) HY.1943-7900.0000671

14. Berzi D., Larcan E. Flow Resistance of Iner-tial Debris Flows // Journal of Hydraulic Engineering. 2013. Vol. 139. Issue 2. P. 187-194. DOI: 10.1061/ (asce)hy.1943-7900.0000664

15. Hotta N., Miyamoto K. Phase classification of laboratory debris flows over a rigid bed based on the relative flow depth and friction coefficient // International Journal of Erosion Control Engineering. 2008. Vol. 1. Issue 2. P. 54-61. DOI: 10.13101/ijece.1.54

16. Волгина Л.В., МедзвелияМ.Л., Чемерис О.Г. Влияние мелкодисперсных включений на расчет критической скорости двухфазного потока // Вестник МГСУ. 2014. № 11. С. 145-153.

17. Volgina L.V., Sergeev S.A., Romanova A.A. On the Kinematic Characteristics of Mudflows // Power Technology and Engineering. 2019. Vol. 52. Issue 6. Pp. 675-679. DOI: 10.1007/s10749-019-01012-0

18. Berzi D., Di Prisco C.G., Vescovi D. Constitutive relations for steady, dense granular flows // Physical Review E. 2011. Vol. 84. Issue 3. DOI: 10.1103/ physreve.84.031301

19. Mitarai N., Nakanishi H. Velocity correlations in dense granular shear flows: Effects on energy dissipation and normal stress // Physical Review E. 2007. Vol. 75. Issue 3. DOI: 10.1103/physreve.75.031305

1. Gergel V.I., Meshalkin E.A. Fire extinguishing by finely-dispersed water of high pressure. Fire and Explosion Safety. 2017; 26(3): 45—49. DOI: 10.18322/ PVB.2017.26.03.45-49 (rus.).

2. Karpyshev A.V., Dushkin A.L., Glukhov I.S., Segal' M.D. Use of fine water to improve fire protection

< 00

<d е t с

Î.Ï

G Г сС

У

0 со § СО

1 z y 1

J CD

^ I

n °

S 3 o

=s (

о §

E w § 2

n g

S 6

Г œ t (

SS ) il

(D

01

of nuclear power plants. Safety and Emergency Issues. 2006; 5:34-44. (rus.).

3. Gusev I.A., Aleshkov M.V. Holostov A.L. Determination of tactical capabilities of fire extinguishing installations with waterjet cutting when applying fire extinguishing agents at energy facilities. Fires and emer-

№ DO

■ T

s У

с о ф ф

WW

M 2 О О 10 10 о о

o o

N N

o o

en N

CO C0~

Ü <D

U 3

> in

C M

to in in 0

¡1

<D <u

o g

---' "t^

O

O u

CD <f

3 «

cm 5

iD

in

o

o

LO CO CD

o

I

CD CD

gencies: prevention, elimination. 2018; 2:29-34. DOI: 10.25257/FE.2018.2.29-35 (rus.).

4. Gsell J. Assessment of fire suppression capabilities of water mist. Fighting Compartment Fires with the Cutting Extinguisher. University of Ullster, 2010; 138.

5. Liao W., Deng X. Study on Flow Field Characteristics of Nozzle Water Jet in Hydraulic cutting. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2017; 81:012167. DOI: 10.1088/1755-1315/81/1/012167

6. Li D.Q. A technology to extract coal mine gas using thin sub-layer mining with hydraulic jet. International Journal of Oil, Gas and Coal Technology. 2016; 12(1):1. DOI: 10.1504/ijogct.2016.075852

7. Gibilaro L., Gallucci K., Di Felice R., Pagliai P. On the apparent viscosity of a fluidized bed. Chemical Engineering Science. 2007; 62(1-2):294-300. DOI: 10.1016/j.ces.2006.08.030

8. Bayer I.S, Megaridis C.M. Contact angle dynamics in droplets impacting on flat surfaces with different wetting characteristics. Journal of Fluid Mechanics. 2006; 558:415. DOI: 10.1017/s0022112006000231

9. Song D., Wang E., Liu. Z., Liu X., Shen R. Numerical simulation of rock-burst relief and prevention by water-jet cutting. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2014; 70:318-331. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2014.05.015

10. Aleshkov M.V., Gusev I.A. Provision of fire extinguishing technology in confined spaces of energy facilities. Security system. 2017; 26:176-179. (rus.).

11. Denisov A.S., Kazanskij M.A., Sazanov I.I. Means to deliver abrasive during water jet cutting. The Chief Mechanical Engineer. 2014; 12:44-49. (rus.).

12. Adelmann B., Ngo C., Hellmann R. High aspect ratio cutting of metals using water jet guided laser.

Received November 27, 2019.

Adopted in a revised form on December 18, 2019.

Approved for publication February 27, 2020.

Bionotes: Lyudmila V. Volgina — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Hydraulics and Hydrotechnical Engineering; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; SPIN-code: 3032-5165, Scopus: 57208499016; VolginaLV@mgsu.ru;

Ivan A. Gusev — Candidate of Technical Sciences, Teacher of the Department of Fire Engineering as part of UNC PASTE on scientific work; Academy of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia (Academy of GPS of the MES of Russia); 4 Boris Galushkin st., Moscow, 123366, Russian Federation; ivan. gusev. 92@inbox.ru.

The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015; 80:9-12:2053-2060. DOI: 10.1007/ s00170-015-7161-8

13. Shahid A., Uijttewaal W.S.J. Flow Resistance of Vegetated Weirlike Obstacles during High Water Stages. Journal of Hydraulic Engineering. 2013; 139(3):325-330. DOI: 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000671

14. Berzi D., Larcan E. Flow Resistance of Iner-tial Debris Flows. Journal of Hydraulic Engineering. 2013; 139(2):187-194. DOI: 10.1061/(asce)hy.1943-7900.0000664

15. Hotta N., Miyamoto K. Phase classification of laboratory debris flows over a rigid bed based on the relative flow depth and friction coefficient. International Journal of Erosion Control Engineering. 2008; 1(2): 54-61. DOI: 10.13101/ijece.1.54

16. Volgina L.V., Medzveliya M.L., Chemeris O.G. Effect of fine-dispersed inclusions on the critical velocity analysis in the two-phase flow. VestnikMGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2014; 11:145-153. (rus.).

17. Volgina L.V., Sergeev S.A., Romanova A.A. On the Kinematic Characteristics of Mudflows. Power Technology and Engineering. 2019; 52(6):675-679. DOI: 10.1007/s10749-019-01012-0

18. Berzi D., Di Prisco C.G., Vescovi D. Constitutive relations for steady, dense granular flows. Physical Review E. 2011; 84(3). DOI: 10.1103/phys-reve.84.031301

19. Mitarai N., Nakanishi H. Velocity correlations in dense granular shear flows: Effects on energy dissipation and normal stress. Physical Review E. 2007; 75(3). DOI: 10.1103/physreve.75.031305

if) iD

i! o in ® a CO >