Análisis de la Influencia de la Estructura de la Boquilla del Sistema de Extinción de Incendios con Polvo Seco en las Características del Chorro Supersónico
Autores: Ge, Hongen; Zhao, Peng; Zhu, Cong; Zhang, Xin; Liu, Yuqi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de la Influencia de la Estructura de la Boquilla del Sistema de Extinción de Incendios con Polvo Seco en las Características del Chorro Supersónico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Boquilla
Polvo seco
Flujo de gas
Distribución de partículas
Parámetros estructurales
Características del chorro
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
La boquilla, como un componente crítico en los sistemas de extinción de incendios con polvo seco, afecta significativamente las características del chorro a través de su configuración geométrica. Para explorar la influencia de los parámetros estructurales en las características del chorro de dos fases gas-sólido de polvo seco ultrafino, se emplea un modelo numérico acoplado bidireccional basado en el modelo de turbulencia SST y el Modelo de Fase Discreta. Este estudio examina cómo las variaciones en el ángulo de semi-expansión y el ángulo de semi-contracción de la boquilla afectan el comportamiento del flujo de gas compresible y las trayectorias de distribución de partículas a través de una combinación de simulaciones y experimentos. Los resultados indican que cuando el ángulo es de 2 grados, el chorro de gas se encuentra en un estado subexpandido, lo que lleva a una mayor dispersión de partículas debido al efecto de despojo del flujo de aire de alta velocidad circundante. Dentro del rango de 0-180 mm, el polvo seco exhibe una tendencia a la difusión. Cuando el ángulo es de 4.5 grados, la región central del chorro de gas es la más larga, proporcionando una aceleración óptima de las partículas. Con una presión de entrada constante, reducir el ángulo mejora la colimación de las partículas. La reducción del ángulo altera el estado del chorro de gas, siendo 2 grados el que muestra una mejor difusión del polvo en comparación con 6 grados. Sin embargo, un ángulo excesivamente pequeño es perjudicial para aumentar el alcance del polvo seco. Con parámetros estructurales consistentes, la difusión y el alcance del polvo seco permanecen iguales en diferentes valores, y las variaciones en el ángulo tienen un impacto relativamente menor en las características del chorro supersónico. Estos hallazgos ofrecen una guía teórica para optimizar y mejorar las boquillas en los sistemas de extinción de incendios con polvo seco ultrafino.
Descripción
La boquilla, como un componente crítico en los sistemas de extinción de incendios con polvo seco, afecta significativamente las características del chorro a través de su configuración geométrica. Para explorar la influencia de los parámetros estructurales en las características del chorro de dos fases gas-sólido de polvo seco ultrafino, se emplea un modelo numérico acoplado bidireccional basado en el modelo de turbulencia SST y el Modelo de Fase Discreta. Este estudio examina cómo las variaciones en el ángulo de semi-expansión y el ángulo de semi-contracción de la boquilla afectan el comportamiento del flujo de gas compresible y las trayectorias de distribución de partículas a través de una combinación de simulaciones y experimentos. Los resultados indican que cuando el ángulo es de 2 grados, el chorro de gas se encuentra en un estado subexpandido, lo que lleva a una mayor dispersión de partículas debido al efecto de despojo del flujo de aire de alta velocidad circundante. Dentro del rango de 0-180 mm, el polvo seco exhibe una tendencia a la difusión. Cuando el ángulo es de 4.5 grados, la región central del chorro de gas es la más larga, proporcionando una aceleración óptima de las partículas. Con una presión de entrada constante, reducir el ángulo mejora la colimación de las partículas. La reducción del ángulo altera el estado del chorro de gas, siendo 2 grados el que muestra una mejor difusión del polvo en comparación con 6 grados. Sin embargo, un ángulo excesivamente pequeño es perjudicial para aumentar el alcance del polvo seco. Con parámetros estructurales consistentes, la difusión y el alcance del polvo seco permanecen iguales en diferentes valores, y las variaciones en el ángulo tienen un impacto relativamente menor en las características del chorro supersónico. Estos hallazgos ofrecen una guía teórica para optimizar y mejorar las boquillas en los sistemas de extinción de incendios con polvo seco ultrafino.