Effect of droplets convective heating and their evaporation on the shielding properties of fire-fighting water curtain

Представлено подальший розвиток раніше отриманих результатів математичного моделювання водяних завіс протипожежного призначення. Предметом теоретичного аналізу є плоскі струмені розпиленої води, що створюються щілинними дренчерними зрошувачами. Основною метою роботи є теоретичне дослідження процесу конвективного нагрівання й випаровування крапель у нагрітому повітрі поблизу осередку пожежі та його впливу на екрануючі властивості протипожежної водяної завіси. Отримано розрахункову формулу і виконано чисельні розрахунки для залежності рівноважної температури крапель від температури повітря. Отримано розрахункові формули для часу випаровування крапель різних діаметрів в гарячому повітрі і для часу прольоту крапель уздовж осі водяної завіси. Згідно з виконаними розрахунками, для типових параметрів водяних завіс нагрівання крапель і їх випаровування внаслідок конвективного теплообміну з гарячим повітрям не мають істотного впливу на екрануючі властивості протипожежних водяних завіс. Застосування отриманих результатів до математичної моделі теплозахисту дозволило розширити її можливості для практичного застосування. Модель може використовуватися для проектування водяних завіс протипожежного призначення, а також для визначення оптимальних режимів їх застосування.Purpose. This work represents further development of earlier received results of simulation of water curtains used as fire protection walls. Subject of the theoretical analysis is the flat fan sprays which flow from the slot-hole sprinkler. The central objective of the study is theoretical research of processes of droplets convective heating and their evaporation in heated air near the fire seat and their influence on the shielding properties of a fire-fighting water curtain. Approach. In this study the earlier published literary data are applied to fulfill the calculations. The calculated formula allowed to have received numerical results for graphic dependence of droplet equilibrium temperature on air temperature. Other calculated formulae allowed to have executed calculations of the droplet evaporation time and of the time of droplet flight along an axis of a water curtain. According to the executed calculations, for typical parameters of water curtain the droplets heating and their evaporation owing to heat convection with hot air have no significant effect on the shielding properties of fire-fighting water curtain. Findings. Application of this formula to earlier developed mathematical model of thermal shielding allowed expanding its opportunities for practical use. This model can be used for designing of water curtains of fire-prevention appointment, and also for definition of optimum modes of their operation.Представлено дальнейшее развитие ранее полученных результатов математического моделирования водяных завес противопожарного назначения. Предметом теоретического анализа являются плоские струи распыленной воды, которые создаются щелевыми дренчерными оросителями. Основной целью работы является теоретическое исследование процесса конвективного нагрева и испарения капель в нагретом воздухе вблизи очага пожара и его влияния на экранирующие свойства противопожарной водяной завесы. Получена расчетная формула и выполнены численные расчеты для зависимости равновесной температуры капель от температуры воздуха. Получены расчетные формулы для времени испарения капель различных диаметров в горячем воздухе и для времени пролета капель вдоль оси водяной завесы. Согласно выполненным расчетам, для типичных параметров водяных завес нагрев капель и их испарение вследствие конвективного теплообмена с горячим воздухом не оказывают существенного влияния на экранирующие свойства противопожарных водяных завес. Применение полученных результатов к математической модели теплозащиты позволило расширить ее возможности для практического применения. Модель может использоваться для проектирования водяных завес противопожарного назначения, а также для определения оптимальных режимов их применения

Conservation laws for multidimensional systems and related linear algebra problems

We consider multidimensional systems of PDEs of generalized evolution form with t-derivatives of arbitrary order on the left-hand side and with the right-hand side dependent on lower order t-derivatives and arbitrary space derivatives. For such systems we find an explicit necessary condition for existence of higher conservation laws in terms of the system's symbol. For systems that violate this condition we give an effective upper bound on the order of conservation laws. Using this result, we completely describe conservation laws for viscous transonic equations, for the Brusselator model, and the Belousov-Zhabotinskii system. To achieve this, we solve over an arbitrary field the matrix equations SA=A^tS and SA=-A^tS for a quadratic matrix A and its transpose A^t, which may be of independent interest.Comment: 12 pages; proof of Theorem 1 clarified; misprints correcte

Channel spaser

We show that net amplification of surface plasmons is achieved in channel in a metal plate due to nonradiative excitation by quantum dots. This makes possible lossless plasmon transmission lines in the channel as well as the amplification and generation of coherent surface plasmons. As an example, a ring channel spaser is considered

Potential Conservation Laws

We prove that potential conservation laws have characteristics depending only on local variables if and only if they are induced by local conservation laws. Therefore, characteristics of pure potential conservation laws have to essentially depend on potential variables. This statement provides a significant generalization of results of the recent paper by Bluman, Cheviakov and Ivanova [J. Math. Phys., 2006, V.47, 113505]. Moreover, we present extensions to gauged potential systems, Abelian and general coverings and general foliated systems of differential equations. An example illustrating possible applications of proved statements is considered. A special version of the Hadamard lemma for fiber bundles and the notions of weighted jet spaces are proposed as new tools for the investigation of potential conservation laws.Comment: 36 pages, extended versio

Formation and Structure of Graphene Waves on Fe(110)

A very rich Fe-C phase diagram makes the formation of graphene on iron surfaces a challenging task. Here we demonstrate that the growth of graphene on epitaxial iron films can be realized by chemical vapor deposition at relatively low temperatures, and that the formation of carbides can be avoided in excess of the carbon-containing precursors. The resulting graphene monolayer creates a novel periodically corrugated pattern on Fe(110). Using low-energy electron microscopy and scanning tunneling microscopy, we show that it is modulated in one dimension forming long waves with a period of similar to 4 nm parallel to the [001] direction of the substrate, with an additional height modulation along the wave crests. The observed topography of the graphene/Fe superstructure is well reproduced by density functional theory calculations, and found to result from a unique combination of the lattice mismatch and strong interfacial interaction, as probed by core-level photoemission and x-ray absorption spectroscopy

Coherence Enhanced Transient Lasing in XUV Regime

We report the effect of a coherent drive on transient lasing in three-level $\Lambda$ and $\Xi$ configurations ($c\leftrightarrow a\leftrightarrow b$). We show that the presence of a resonant coherent drive on the $a\leftrightarrow c$ optical transition can yield an order of magnitude enhancement of the output laser energy on a $a\rightarrow b$ XUV or X-ray transition than with no coherent drive. We demonstrate the crucial role of coherence $\varrho_{ac}$ for the laser power enhancement. Contrary to the forward direction (with respect to the pump), where forward gain can be enhanced for some choice of the drive Rabi frequency $\Omega_{c}$, coherent drive on the $ac$ transition always suppresses the backward gain.Comment: 8 pages, 11 figure

Results on the Wess-Zumino consistency condition for arbitrary Lie algebras

The so-called covariant Poincare lemma on the induced cohomology of the spacetime exterior derivative in the cohomology of the gauge part of the BRST differential is extended to cover the case of arbitrary, non reductive Lie algebras. As a consequence, the general solution of the Wess-Zumino consistency condition with a non trivial descent can, for arbitrary (super) Lie algebras, be computed in the small algebra of the 1 form potentials, the ghosts and their exterior derivatives. For particular Lie algebras that are the semidirect sum of a semisimple Lie subalgebra with an ideal, a theorem by Hochschild and Serre is used to characterize more precisely the cohomology of the gauge part of the BRST differential in the small algebra. In the case of an abelian ideal, this leads to a complete solution of the Wess-Zumino consistency condition in this space. As an application, the consistent deformations of 2+1 dimensional Chern-Simons theory based on iso(2,1) are rediscussed.Comment: 39 pages Latex file, 1 eps figure, typos and proof of lemma 5 correcte

Gallium(III) Citrato Complexes in Solution

The complexing gallium(III) with citric acid at pH from 2 to 10 and the gallium(III) and citric acid concentrations from 0.005 to 0.025 mol/l is studied by using pH titration. The stability constants of 1 : 1 complexes of various degrees of protonation formed in the system are found by mathematical modeling

Digital receivers for low-frequency radio telescopes UTR-2, URAN, GURT

This paper describes digital radio astronomical receivers used for decameter and meter wavelength observations. This paper describes digital radio astronomical receivers used for decameter and meter wavelength observations. Since 1998, digital receivers performing on-the-fly dynamic spectrum calculations or waveform data recording without data loss have been used at the UTR-2 radio telescope, the URAN VLBI system, and the GURT new generation radio telescope. Here we detail these receivers developed for operation in the strong interference environment that prevails in the decameter wavelength range. Data collected with these receivers allowed us to discover numerous radio astronomical objects and phenomena at low frequencies, a summary of which is also presented.Comment: 24 pages, 15 figure

Антиоксидантна активність піридилгідразонів ароматичних альдегідів

The kinetic parameters of the antioxidant activity of pyridylhydrazones derivatives of aromatic aldehydes in the initiated oxidation of ethylbenzene have been determined by the chemiluminescent method. The antioxidants studied have higher values of the reaction rate constants with peroxy radicals k7 compared to ionol. In the conditions of autooxidation of ethylbenzene the efficiency of the antioxidants studied reduces. It has been found that 3-pyridylhydrazon-3,5-dimethyl-4-hydroxybenzaldehyde interacts with cumene hydroperoxide. The regularities of the inhibitory effect of pyridylhydrazones in heterogeneous systems have been studied. Interaction of pyridylhydrazones with НО• radicals has been investigated by the chemiluminescent method in water solution. It has been determined that pyridylhydrazones show a high activity towards НО• radicals. In the initiated azodiisobutyronitrile oxidation the emulsion of ethylbenzene : water derivative of pyridylhydrazones has revealed a high antioxidant activity. In the presence of hydrophobic derivatives in molecules of antioxidants the values of log P and the induction period (τ/τ0) increase. When inhibiting the initiated oxidation of phosphatidylcholine dispersion pyridylhydrazones show practically twice higher antioxidant activity in comparison with ionol.Определены кинетические параметры антиоксидантной активности производных пиридилгидразонов ароматических альдегидов при инициированном окислении этилбензола хемилюминесцентным методом. Исследованные антиоксиданты имеют более высокие значения констант скорости реакции с пероксирадикалами k7 по сравнению с ионолом. В условиях высокотемпературного автоокисления этилбензола эффективность пиридилгидразонов снижается. Установлено, что 3-пиридилгидразон-3,5- диметил-4-гидроксибензальдегида взаимодействует с гидропероксидом кумила. Хемилюминесцентным методом показано, что пиридилгидразоны проявляют высокую активность по отношению к НО• радикалам в водном растворе. Изучены закономерности ингибирующего действия пиридилгидразонов в гетерогенных системах. Установлена зависимость антиокислительной активности гидразонов от значений показателей липофильности антиоксидантов. При ингибировании инициированного окисления дисперсии фосфатидилхолина пиридилгидразоны проявляют практически вдвое большую антиоксидантную активность по сравнению с ионолом. Визначені кінетичні параметри антиоксидантної активності похідних піридилгідразонів ароматичних альдегідів при ініційованому окисненні етилбензолу хемілюмінесцентним методом. Досліджені антиоксиданти мають більші значення констант швидкості реакції з пероксильними радикалами k7 у порівнянні з іонолом. В умовах високотемпературного автоокиснення етилбензолу ефективність досліджених антиоксидантів знижується. Встановлено, що 3-піридилгідразон-3,5-диметил-4-гідроксибензальдегіду взаємодіє з гідропероксидом кумілу. Хемілюмінесцентним методом показано, що піридилгідразони виявляють високу активність щодо НО• радикалів у водному розчині. Вивчені закономірності інгібуючої дії піридилгідразонів у гетерогенних системах. Встановлено залежність антиокиснювальної активності гідразонів від значень показників ліофільності антиоксидантів. При інгібуванні ініційованого окиснення дисперсії фосфатидилхоліну піридилгідразони проявляють практично вдвічі більшу АОА, ніж іонол