Research of the characteristics of the stream sprayed by a swirl low-pressure water mist nozzle

openaccess, Vol. 599 (7) 2022 / czwartek, 21 lipca, 2022

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2022.07.05

Kraus-Namroży Natalia, Brzezińska Dorota. 2022. Research of the characteristics of the stream sprayed by a swirl low-pressure water mist nozzle. Volume 599. Issue 7. Pages 22-26. Article in PDF file

Accepted for publication: 22.06.2022 r.

Water mist fixed extinguishing systems nozzles are becoming more and more commonly used water extinguishing devices in buildings. However, there are doubts as to whether their effectiveness is not lower than that of traditional sprinkler devices. One of the elements of the assessment of the extinguishing efficiency of water mist nozzles is the analysis of the size distribution of the generated droplets. The aim of the work was to investigate the properties of the atomized stream generated by a swirl water mist nozzle.The article discusses the general characteristics of the tested nozzle. The test stand and the measurement method used were presented.The obtained datawas comparedwith the literature data. The achieved results are presented in the form of graphs showing the distribution of mean droplets with a quantitative volume depending on pressure and the distance fromthe tested nozzle. The results confirmed the extinguishing and cooling properties of hot fire gases of the water stream generated by the nozzle.
  1. Sowa T. Analiza porównawcza Stałych Urządzeń Gaśniczych – część I. Kwart. CNBOP Bezpieczeństwo i Tech. Pożarnicza. 2008; 4.
  2. PN-EN 12845 +A2 Stałe urządzenia gaśnicze. Automatyczne urządzenia tryskaczowe. Projektowanie, instalowanie i konserwacja. 2015, p. 12845, 2015.
  3. NFPA13:2016. Standard for the Installation of Sprinkler Systems, National Fire Protection Association.
  4.  VdS CEA 4001:2010 Sprinkleranlagen. Planung und Einbau.
  5.  Seweryn J. Zastosowanie Stałych Urządzeń Gaśniczych mgłowych do ochrony obiektów zabytkowych. Konferencja Centrum Naukowo- Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej. Józefów, 2011.
  6. Grant DD. The suppression and extinction of class ‘A’ fire using water sprays. FRDG. 1997.
  7. Grimwood P, Desmet K. Tactical Firefighting. A Comprehensive Guide to Compartment Firefighting&Fire Training. version 1.1 Firetactics, Cemac. 2003.
  8. Tuomisaari M. Suppression of Compartment Fires with a SmallAmount of Water. Finland, 1995.
  9. LiuHet al.Critical assessment on operatingwater droplet sizes for fire sprinkler and water mist systems. J. Build. Eng. 2020; doi: 10.1016/j.jobe.2019.100999.
  10.  Zhu N. Review on water mist fire suppression system. Int. J. Eng. Performance-Based Fire Codes. 2003; 5: 4.
  11. Roguski J, Czerwienko D. Wybrane aspekty stosowania w obiektach budowlanych urządzeń gaśniczych na mgłę wodną. 2012.
  12.  Mawhinney JR, Dlugogorski BZ, Kim AK. A Closer Look at the Fire Extinguishing Properties of Water Mist,’ Fire Safety Science – Proceedings of Fourth International Symposium, 1994, pp. 47-60, p. 1994, 1994.
  13. Yinshui L, Zhuo J, DanW, Xiaohui L. Experimental research on the water mist fire suppression performance in an enclosed space by changing the characteristicsofnozzles, vol.52,pp.174–181,2014, doi:10.1016/j.expthermflusci.2013.09.008.
  14.  Zhu P, Wang X. Numerical Study on the Effects of Ambient Air Pressure on WaterMistCharacteristics.Phys. Procedia. 2015; doi: 10.1016/j.egypro.2015.02.005.
  15. Zbrożek JP.Wpływ wielkości średnic kropli mgły wodnej na efektywność tłumienia pożarów i chłodzenie. Bezpieczeństwo i Tech. Pożarnicza (Safety Fire Tech. – Kwart. CNBOP, 2009.
  16. Santangelo PE, Jacobs BC, Ren N, Sheffel JA, Corn ML, Marshall AW. Suppression effectiveness of water-mist sprays on accelerated wood-crib fires. 2014; doi: 10.1016/j.firesaf.2014.08.012.
  17. Grant G, Brenton J, Drysdale D. Fire suppression by water sprays. 2000; 26: 79 – 130.
  18. Yang L, Zhao J. Fire Extinct Experiments with Water Mist by Adding Additives. 2011; doi: 10.1007/s11630-011-0511-4.
  19. Gałaj M. Badanie własności strumienia rozpylonego generowanego przez prądownicę wodną z głowicą mgłową. Tech. Transp. Szyn. 2010: 889 – 900.
  20.  Li Z, KimAK. Review of water mist fire suppression systems – fundamental studies. J. Fire Prot. Eng. 2000; doi: 10.1177/104239159901000303.
  21.  EN 14972-1:2020: Fixed firefighting systems.Water mist systems. Part 1:Design, installation, inspection and maintenance, no. 99039328, 2021.
  22.  Santangelo PE, Tarozzi L, Tartarini P. Full-Scale Experiments of Fire Control and Suppression in Enclosed Car Parks: A Comparison Between Sprinkler and Water-Mist Systems. Fire Technology. 2016; doi: 10.1007/s10694-016-0569-3.
  23. NFPA 750, Standard on Water Mist Fire Protection Systems. 2015.
  24. Yule AJ, Eereaut PR, Ungut A. Droplet Sizes and Velocities in Vaporising Sprays. Combust. Flame. 1983; 54: 15 – 22.
  25.  Yao C, Kalelkar AS. Effect of Droplet Size on Sprinkler Performance. FMRC Fire Technol. 1970; 6: 1970.
  26.  Schremmer U. The water mist technique – possibilities and limits of application. Fixed firefighting equipment. 4th National Conference, Józefów 2004, Poland. 2004.
  27.  Orzechowski Z, Prywer J. Rozpylanie cieczy. Warszawa, 1991.
  28. Orzechowski Z, Prywer J.Wytwarzanie i zastosowanie rozpylonej cieczy. Warszawa, 2008.
  29.  Zielińska A. Badanie rozkładu kropel w strumieniu rozpylonym, Praca magisterska SGSP. Warszawa, 2004.
mgr inż. Natalia Kraus-Namroży, Politechnika Łódzka; Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska ORCID: 0000-0002-7509-2849
dr hab. inż. Dorota Brzezińska, prof. PŁ, Politechnika Łódzka; Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska ORCID: 0000-0003-4615-4454

dr hab. inż. Dorota Brzezińska, prof. PŁ, Politechnika Łódzka; Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska ORCID: 0000-0003-4615-4454

dorota.brzezinska@p.lodz.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2022.07.05

Article in PDF file