CC BY
19
Расчет рабочих параметров генераторов пены низкой кратности
для систем подслойного тушения резервуаров
В. А. Кузьмицкий, д-р физ.-мат. наук, В. В. Пармон, канд. техн. наук, доцент, Л. С. Ляшенко, канд. физ.-мат. наук,
Р. Р. Асилбейли ГУО «Командно-инженерный институт» Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь,
Республика Беларусь, г. Минск
В работе приведены основные характеристики разработанного генератора пены низкой кратности для подслойного тушения резервуаров «ГПВ» (ТУ BY 101114857.064-2008). Генератор пены «ГПВ» - это автономное устройство, вырабатывающее пену низкой кратности из водного раствора пенообразователя, путем смешивания его с атмосферным воздухом в пропорции, определяемой конструкцией устройства. Конструкция генератора и его технические характеристики приведены на рис. 1 и в табл.
Рис. 1. Схема генератора «ГПВ»: 1 - фланец; 2 - прокладка; 3 - конфузор; 4 - корпус; 5 - диффузор; 6 - отверстия для эжекции воздуха
Методика расчета оптимальных параметров «ГПВ» основывалась на принципе минимизации гидравлического сопротивления при заданных рабочих параметрах, сохраняющихся при высоких противодавлениях. Сохранение заданных рабочих параметров работы «ГПВ» при высоких статических противодавлениях (с высоким коэффициентом восстановления давления) обеспечивается кавитационным режимом течения в пено-генераторе [1]. При этом определялись требуемые размеры для проектирования согласно рис. 2.
Таблица
Технические характеристики «ГПВ»
Наименование показателя Значение показателя
ГПВ-10 ГПВ-20 ГПВ-30
Рабочее давление на входе, МПа 0,9 ±0,1
Производительность генератора по раствору пенообразователя, л/с, не менее 10 20 30
Кратность пены, не менее 4
Масса генератора, г, не более 14000 25000
Коэффициент преобразования давления, %, не менее 40
[_К
Рис. 2. Схема проточного тракта высоконапорного пеногенератора
Исходными данными принимались: расход раствора пенообразователя рабочее давление на входе в пеногенератор (Р^Р^ противодавление на выходе из пеногенератора (Р2)Рг • Параметр, характеризуемый отношением давления на входе и на выходе «ГПВ», определялся как
в = Р^Л^Р (1)
Р1
Площадь сечения на входе и выходе (для упрощения конструкции, технологии изготовления и расчетов диаметр входного и выходного сечения (р) приняты равными) определялась как:
5 = = — (2)
4
Критическое число кавитации:
ак = 2Р1/ри2.ак = (3)
Степень сжатия сечения «ГПВ» определяли по формуле (первое приближение):
п, = 8х10-2х(^ак)'«''2""М)/р',2.п1 = ^(^к)1,8«^"!5-« (4)
Гидравлически оптимальный угол конусности диффузора при найденной степени сжатия определили по уравнению:
адопт = 0,22акХП12,5хр°,4х0к1,4.адпт = 0,22акп21,5р0,4а^'4 (5)
Исходя из экспериментальных исследований моделей пеногенерато-ров угол конусности диффузора выбрали равным 8,5°. Произвели второе приближение по определению степени сжатия при принятом угле конусности диффузора по формуле:
П2 = (адхщ2'5/ ад°=)0,4.п2 = (^|пт"1'5)0'4 (6)
Диаметр сжатого (узкого) сечения конфузора:
4 = Dх П21/2Л = Д^ (7)
Диаметр цилиндрической камеры смешения диффузора:
dк = 1,41х dс.dк = 1,41dс (8)
Длину камеры смешения приняли конструктивно:
~ dс.^к - ^ (9)
Библиографический список
1. Карелин В. Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах. — М.: Машиностроение, 1975. - 336 с.
