Расчет рабочих параметров генераторов пены низкой кратности для систем подслойного тушения резервуаров Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

РАСЧЕТ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕНЫ НИЗКОЙ КРАТНОСТИ ДЛЯ СИСТЕМ ПОДСЛОЙНОГО ТУШЕНИЯ

РЕЗЕРВУАРОВ

Кузьмицкий В.А., д.ф.-м.н., Пармон В.В., к.т.н. доцент, Ляшенко Л.С., к.ф.-м.н.

Асилбейли Р.Р.,

ГУО "Командно - инженерный институт" Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики 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 рисунке 1 и в таблице 1.

Рис. 1. Схема генератора «ГПВ»

Таблица 1

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, 40

%, не менее

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 пеногенераторе [1]. При этом определялись требуемые размеры для проектирования согласно рисунку 2.

Исходными данными принимались: расход раствора пенообразователя ®); рабочее давление на входе в пеногенератор (Р1); противодавление на выходе из пеногенератора (Р2). Параметр, характеризуемый отношением давления на входе и на выходе «ГПВ», определялся как:

в=Р2/Р1. (1)

Площадь сечения на входе и выходе (для упрощения конструкции, технологии изготовления и расчетов диаметр входного и выходного сечения (О) приняты равными) определялась как:

S=ж xD2/4. (2)

Критическое число кавитации:

ок=2Р1/ри2. (3)

Степень сжатия сечения «ГПВ» определяли по формуле (первое приближение):

П1=8х10-2х(^ак)1,8(0'21пр-1)/р1,2. (4)

Гидравлически оптимальный угол конусности диффузора при найденной степени сжатия определили по уравнению:

опт л оо 2,5ч,п0,4ч, 1,4

ад =0,22акхп1 хр хСк ' . (5)

Исходя из экспериментальных исследований моделей пеногенераторов угол конусности диффузора выбрали равным 8,5°. Произвели второе приближение по определению степени сжатия при принятом угле конусности диффузора по формуле:

П2=(адхщ2,5/ адопт)0,4. (6)

Диаметр сжатого (узкого) сечения конфузора:

^х П21/2. (7)

Диаметр цилиндрической камеры смешения диффузора:

dк=1,41х ас. (8)

Длину камеры смешения приняли конструктивно:

^^ ас. (9)

Список литературы

1. Карелин В.Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах. - М.: Машиностроение, 1975. - 336 с.

КАВИТАЦИОННЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ПЕНОГЕНЕРАТОРА ПРОТОЧНОГО ТИПА СИСТЕМЫ ПОДСЛОЙНОГО ТУШЕНИЯ РЕЗЕРВУАРОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Кузьмицкий В.А., д.ф.-м.н., Пармон В.В., к.т.н. доцент, Ляшенко Л.С., к.ф.-м.н., Асилбейли Р.Р., ГУО "Командно - инженерный институт" Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь, г. Минск

При разработке кавитационных высоконапорных пеногенераторов, работающих в гидравлических системах при высоких статических противодавлениях, необходимо наряду с заданными гидродинамическими параметрами течения рабочей жидкости в системе находить оптимальные геометрические характеристики кавитатора, определяющие возникновение и развитие в нем кавитационного режима [1].

Основными характеристиками, определяющими работу высоконапорных пеногенераторов, служат следующие параметры: расход жидкости - Q; давление на входе в пеногенератор - Р^ противодавление на выходе из пеногенератора - Р2; угол конусности конфузора - ак; угол конусности диффузора - ад; площадь узкого сечения пеногенератора - Sc; площадь входного и выходного сечения, регламентируемая диаметром подводящей и отводящей гидромагистралей системы - S. Зная эти параметры, можно решить вопрос о наличии и степени развития кавитации. Как известно, кавитация будет иметь место, если выполняется следующее