۱۳۹۷ پنج شنبه ۲۶ مهر    18 October 2018
   
 
با نمایشگاه های تخصصی حوزه ایمنی و حفاظت در مهر ماه 95 همراه باشید

         

دسته بندی :مقالات جدید تاریخ انتشار :۱۳۹۶/۷/۱۸
     کاربرد سیستم واترمیست در هوانوردی

مهندس احمدرضا کیابد - 09131074722  - ahmadreza_kiabod@yahoo.com

مشاور و مدیر آموزش شرکت آتش مهاران نوین آریا

آتش‌سوزي اتفاق قريب‌الوقوعي است كه همه‌روزه در اقصي نقاط جهان شاهد وقوع آن هستيم و طي ساليان متمادي از جمله بزرگ‌ترين خطرها محسوب مي‌شود. اين مهم اهميت پيشرفت و ارتقاء انواع تكنولوژي‌ها را براي بالا‌بردن توان مبارزه با انواع حريق ايجاب كرده است. همانگونه كه تاريخ نشان مي‌دهد تمامي سيستم‌هاي بكار رفته براي اطفاء حريق تا هزاران سال، بر استفاده از آب استوار بوده و در عصر حاضر تنها روش‌هاي انتقال و پرتاب و پاشش آب با ارتقاء فناوري‌ها متحول شده‌اند. از عمده‌ترين مزاياي استفاده از آب مي‌توان به مواردي از جمله؛ دردسترس‌بودن آن به نسبت فراوان، دارابودن ظرفيت گرمايي و دماي تبخير بالا، PH خنثي و در نتيجه عدم تاثير شيميايي بر بسياري مواد و عدم تاثير منفي و سوء بر انسان (عدم مسموميت و ايجاد بيماري) و محيط زيست اشاره نمود.

دو فاکتور مهم در خاموش‌شدن آتش به وسیله آب نقش دارند، یکی جذب حرارت در فرآیند تشکیل بخار آب و دیگری افزایش فشار جزیی بخار آب که اطراف آتش را محاصره می‌کند و به فرآیند تشکیل بخار کمک می‌کند. در واقع تبخیر قطرات آب به دو فرآیند همزمان ختم می‌شود، انتقال حرارت بر روی سطح قطره آب و انتقال جرم مایع از سطح قطره. حرارت برای تامین گرمای نهان تبخیر به طور مداوم به سطح قطره انتقال می‌یابد و مقداری از جرم قطره آب به فضای گازی منتقل می‌شود. سرعت تبخیر از فرمول زیر بدست می‌آید.

dW/dt = 2π Dv D (Pwb - pw)

dW تغیرات جرم قطره ، dt تغیرات زمان، Dv انتشار بخار آب از روی سطح قطره در هوا، D قطر قطره آب، Pwb فشار بخار آب در حرارت اشباع‌شده قطرات و Pw فشار جزیی بخار آب در هوا 

نفوذ بخار آب در هوا تابعی از دما و فشار هوا می‌باشد. اختلاف فشار بخار در درجه حرارت بالا بسیار مهم است، بطوری‌که هنگامی‌که حرارت قطرات نزدیک نقطه جوش می‌رسد، فشار بخار اشباع‌شده بطور چشمگیری افزایش می‌یابد.

توجه به این نکته مهم است که نرخ بخارشدن قطره متناسب با قطر قطره است. بنابراین از فرمول بالا می‌توان به این نتیجه رسید که اگر امکان تولید حداکثر میزان بخار وجود داشته باشد، قطرات بزرگ مطلوب است. در حالی‌که این فرمول مربوط به یک قطره است و تعداد قطراتی که در آن محیط تزریق می‌شود، نادیده گرفته شده است. با درنظرگرفتن تزریق قطرات در واحد حجم، می‌توان به‌صورت زیر در فرمول تجدیدنظر کرد.

dW/dt = 12 DV m (Pwb - Pw)/D2  در اینجا m جرم آب تزریق شده است.

فرمول فوق نشان می‌دهد، هر اندازه تعداد قطرات آب با قطر کمتر در محیط گازهای داغ بیشتر باشد، تبخیر با سرعت بیشتری انجام می‌گیرد و درنتیجه گرمای بیشتری در زمان کمتر از محیط گرفته می‌شود. همانطور که نمودار شکل یک نشان می‌دهد، قطرات با قطر کمتر از 100 میکرون می‌توانند مقدار حرارت قابل‌ملاحظه‌ای را درون خود انتقال دهند.

نمودار شکل 2 بیانگر این موضوع است که قطرات با قطر کم، قادرند سریع‌تر از بقیه قطرات با قطر بیشتر به بخار تبدیل شوند و این رویداد به بالابردن کیفیت اطفای حریق کمک می‌کند.

مقدار گرمای منتقل‌شده به قطره آب از فرمول زیر محاسبه می‌شود:

Qwater = mwater (6/Dm ρwater) hcdroplet (Tgas - Twater). Ԑwater

mwater جرم قطرات تزریق‌شده، Dwater قطر متوسط قطرات، hcdroplet شار گرمایی منتقل‌شده به قطره، Tgas درجه حرارت گاز، Twater درجه حرارت آب و Ԑwater   ضریب راندمان آب است. پارامترهایی که در کارکرد سیستم اسپری آب موثرند، عبارتنداز:

1- متوسط دبی آب بر واحد سطح در ناحیه آتش

2- توزیع دبی آب در ناحیه آتش

3- جهت مسیر کاربرد اسپری

4- اندازه و توزیع قطرات

5- سرعت هوای جاری

6- نسبت سرعت قطرات به سرعت هوای جاری و شعله

7- نوع سوخت

‌امروزه دانشمندان و محققان می‌توانند با تکنولوژی‌های نوین خود، قطرات درشت 5000 میکرونی آب را به ذرات در حد 100 با 150 میکرونی تبدیل کنند و با فشار، در مرکز آتش تزریق کنند. افزایش کارآیی موثر آب و درنتیجه مصرف آب کمتر برای اطفای حریق، به تبع کاهش ابعاد دستگاه‌ها و حمل آسان‌تر را به‌همراه دارد.

کاربرد سیستم water mist در هوانوردی

اداره هوانوردی فدرال Federal Aviation Administration (FAA) در دهه 1990 کاربرد سیستم اسپری آب جهت اطفای حریق را در ناوگان‌های هوایی مورد مطالعه قرار داده و سیستم اسپری آب را در کابین مسافران نصب کرد. محفظه نگهداری بار در هواپیما یکی از مناطق پر اهمیت از نظر آتش‌سوزی است. به همین دلیل اداره هوانوردی فدرال چهار طرح را در قسمت محفظه بار هواپیما مورد ارزیابی قرار داد. این چهار طرح شامل سیستم‌های فشار بالا، فشار پایین، تک‌سیال و سیال دوتایی بودند.

در این رابطه آزمایش‌های زیر انجام شد:

1- آزمایش آتش‌سوزی در بار فله‌ای bulk-load : متوسط پیک حرارت برای این آزمایش 535 درجه فارنهایت بود. متوسط غلظت اکسیژن در قسمت نگهداری بار بعد از اطفای حریق 15درصد بود و برای کنترل آتش 148 پوند آب مصرف شد.

2- آزمایش آتش کانتینری containerized fire tests : در این آزمایش آب نتوانست به داخل کانتینرها نفوذ کند. اما بدلیل ایجاد پتوی مه مانند در محیط از انتقال convection و هدایت conduction گرما جلوگیری کرد. بعد از تزریق مه‌آب در همان دقیقه اول، دما به کمتر از 212 درجه فارنهایت و درصد اکسیژن داخل کانتینر بصورت چشمگیری به یک درصد رسید. در این تست 273 پوند آب مصرف شد.

3- آزمایش سوختن سطحی Surface Burn Test : در این آزمون شعله آتش با پیک متوسط حرارتی 742 درجه فارنهایت در مدت زمان یک دقیقه خاموش شد. آب مصرف‌شده توسط این آزمون برابر با 67 پوند بود.

4- آزمایش شبیه‌سازی انفجار آیروسل Aerosol Can Simulator Explosion Test : در این آزمایش هیدروکربن به صورت آیروسل در محفظه حمل بار جمع و توسط جرقه منفجر شد. پیک متوسط حرارتی 976 درجه فارنهایت بود و در تمام مدت آزمون به دلیل شعله باز، درصد اکسیژن به حدود 16 درصد رسید. آب مصرف‌شده در این سناریو 61 پوند بود.

این آزمون‌ها نشان داد، سیستم واترمیست بدلیل نفوذ در عمق آتش برای اطفای حریق بارهای فله‌ای مناسب است. اما بدلیل بالابودن سقف حرارتی هیدروکربن‌ها در هنگام انفجار، واترمیست کارآیی لازم را ندارد. البته در این مقاله فقط قابلیت واترمیست مورد بررسی قرار گرفت. اداره هوانوردی فدرال این آزمون‌ها را با سیستم آب و نیتروژن، آب خالص و نیتروژن خالص انجام داد و آنها را با یکدیگر مقایسه کرد. آنچه از این مباحث نتیجه می‌شود آن است که می‌توان از سیستم واترمیست در بعضی از قسمت‌های هوانوردی استفاده کرد.  

تعداد بازدید : 1629

 نسخه الکترونیک

آرشیو

تعرفه اسپانسرینگ

 
 

 نسخه الکترونیک

آرشیو

تعرفه اسپانسرینگ

عضویت در خبرنامه
E-Mail
Submit

تعرفه آگهی، ویژه نامه اتحادیه
 ایمنی و آتش نشانی تهران

...............................



 





بانک اطلاعات
ساماندهی
  تماس با ما
ماهنامه تخصصی HSEE
 
ماهنامه حفاظت و ایمنی

- ویژه نامه های تخصصی

- تعرفه اسپانسرینگ
اعلام حریق


 

- ایمنی از حریق
-
امداد و نجات
-
ایمنی و بهداشت حرفه ای (
HSE)

 
logo-samandehi

آدرس: تهران، میدان رازی، خیابان هلال احمر، شماره 140 ، مجتمع تجاری اداری نگین رازی، واحد 118 اداری
شماره تلفن های موسسه:
۵۵۶۸۸۳۰۹ ، ۵۵۶۸۸۳۱۳ ، ۵۵۶۸۸۳۱۶ ، ۰۲۱-۵۵۶۸۸۳۲۰
پست الکترونیکی : info [at] iransafesec.com و iransafesec [at] gmail.com