Что тушат пеной низкой кратности
Перейти к содержимому

Что тушат пеной низкой кратности

  • автор:

Пенное пожаротушение

Пенное пожаротушение – вид пожаротушения, при котором для тушения возгораний используется пена. Данное огнетушащее вещество имеет повышенную смачивающую способность и позволяет эффективно бороться со специфическими пожарами. В качестве огнетушащего вещества пена была впервые использована в 1902 году. Инженер А.Г. Лоран разработал пенный огнетушитель и стационарную установку пенного пожаротушения с подачей кислотного и щелочного растворов к месту пожара. В процесс поиска более эффективного решения им также была предложена газомеханическая (воздушно-механическая) пена, которая используется и сегодня.

Преимущества пенного пожаротушения:

  1. Снижение расхода воды. Пены представляют собой дисперсные системы, состояние из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости. В зависимости от кратности (отношение объема пены к объему ее жидкой фазы), расход воды может быть снижен в 4-1500 раз.
  2. Возможность тушения пожара в больших помещениях. Поскольку пена постепенно распределяется по поверхности, отпадает необходимость в установке дополнительных оросителей.
  3. Возможность объемного тушения. При условии использования качественных пенообразователей.
  4. Пенное пожаротушение эффективно для тушения возгораний нефтепродуктов в резервуарах. Благодаря особым физическим свойствам, пена (низкой кратности) может подаваться в слой нефтепродукта (подслойное тушение).
  5. Низкая плотность. Позволяет эффективно тушить возгорания даже самых легких фракций перегонки нефти.
  6. Повышенная смачивающая способность. Позволяет тушить возгорания пористых веществ более эффективно (по сравнению с водой).
  7. Не требуется перекрытие всего зеркала горения. Возможно благодаря физическим свойствам пены (растекается по поверхности горящего материала).
  8. Низкая электропроводимость пены. Благодарю незначительному количеству воды в пене (зависит от ее кратности), практически не проводит электрический ток. Это позволяет тушить возгорания в помещениях с работающим оборудованием, не подвергая опасности людей, находящихся в нем.
  9. Простота удаления огнетушащего вещества. Осуществляется обычным уборочным инвентарем без дополнительных чистящих средств. Это позволяет восстановить работоспособность объекта, на котором произошло возгорание, в минимальные сроки.

Наиболее важной структурной характеристикой пены является ее кратность. Подразделяется на:

  • низкократную (кратность до 20);
  • среднекратную (20-200);
  • высокократную (200+).

Механизм огнетушащего действия:

  1. Препятствование доступу кислорода к горящим поверхностям. Слой пены препятствует попаданию кислорода (без которого процесс горения невозможен) к очагу возгорания.
  2. Охлаждение очага возгорания. Вода, входящая в состав пены, является веществом с очень высокой теплоемкостью. При контакте с горящими поверхностями отбирает тепло и охлаждает их.
  3. Предотвращение выделения горючих испарений. Позволяет снизить вероятность дальнейшего распространения огня и отравления людей продуктами горения.
  4. Экранирование тепловой энергии. Пена (хоть и незначительно) препятствует нагреванию других поверхностей, тем самым снижая вероятность их возгорания.

Система пенного пожаротушения состоит из:

  • оросителей;
  • пеногенераторов (ручные, лафетные стволы, стационарные пенные камеры);
  • смесителей пенообразователя;
  • баков-дозаторов.

Пенообразователи

Согласно международному стандарту ISO 7203 в качестве пенообразователей могут использовать следующие их виды:

  • синтетические;
  • протеиновые;
  • фторпротеиновые;
  • пленкообразующие синтетические;
  • пленкообразующие протеиновые;
  • пенообразователи, устойчивые к воздействию спиртов и других водорастворимых жидкостей.

Классификация систем пенного пожаротушения

По конструктивному исполнению подразделяют на:

  • спринклерные;
  • дренчерные;

Дренчерные установки по виду привода подразделяют на:

  • электрические;
  • гидравлические;
  • пневматические;
  • механические;
  • комбинированные.

Установки по продолжительности действия подразделяют на:

  • кратковременного действия (до 10 минут);
  • средней продолжительности (до 15 минут);
  • длительного действия (более 15 минут, но не более 25 минут).

Область применения:

  • нефтяные резервуары;
  • нефтеперерабатывающие заводы;
  • авиационные ангары;
  • нефтемагистрали;
  • вагоны-цистерны для нефтепродуктов.

Сотрудничая с ГК «Пожтехника», вы получаете:

  1. Возможность сэкономить. ГК «Пожтехника» является интегратором комплексных решений в сфере пожарной безопасности, благодаря чему наши клиенты получают качественное оборудование и все необходимые материалы по минимальной стоимости.
  2. Комплексное решение в сфере пожарной безопасности. Наша главная задача – обеспечить максимальную защиту объекта клиента от пожара. Для этого мы проводим тщательное обследование, привлекаем к разработке проектной документации и монтажу оборудования только наиболее компетентных сотрудников.
  3. Доступ к лучшим специалистам в области пожарной безопасности. У нас работают ведущие эксперты, которые, благодаря обширным знаниям и большому опыту, могут решить задачу любой сложности с минимальными затратами.
  4. Возможность защититься от огромных убытков. Да, интеграция комплексных систем противопожарной защиты обходится дорого. Но даже незначительное возгорание на нефтеперерабатывающем заводе, промышленном предприятии или в дата-центре может привести к потерям, несоизмеримым со стоимостью АСПТ, ПС и материалов пассивной огнезащиты.

Звоните прямо сейчас по тел. +7 (495) 540-41-04

И вы получите подробную информацию о предоставляемых услугах и поставляемому оборудованию, а также детализированное коммерческое предложение.

  • Газовое пожаротушение
  • Водяное пожаротушение
  • Система кухонного пожаротушения
  • Системы пожарной сигнализации
  • Порошковое пожаротушение
  • Дренчерные системы пожаротушения
  • Пенное пожаротушение

Кратность пены для тушения: что это такое, виды пены

Исходя из показателя кратности используемой пены, можно выяснить, из какого объема жидкости в конкретной ситуации получится пены. В зависимости от способов получения кратности пены, которая будет выделяться на основе одного и того же раствора, может обнаружиться существенное расхождение, составляющее сразу несколько порядков. Кратность пены, получаемой в условиях наличия лаборатории, может определяться одновременно несколькими способами. Может использоваться стеклянная емкость объемом в 1000 см3. В емкость помещается не более 100 см3 выбранного состава, после чего разбалтывают в течение минуты весьма энергично.

Удерживать цилиндр следует обеими руками исключительно в горизонтальном положении, после чего производится встряхивание по продольной оси. После емкость устанавливается на ровную поверхность, и рассчитывается полученный объем пены. Кратность будет подразумевать соотношение объема используемого раствора и полученной пены. Для достижения максимально возможного показателя, следует определить наивысший показатель кратности. В процессе исследования при этом будет использоваться не 100 см3 раствора, а всего 25-40 см3.

Что из себя представляет

Пенная кратность обозначает габариты, в основу которых легли показатели объема раствора, который понадобился для создания вещества, и самого пенного раствора. Исходя из габаритов полученного показателя кратности используемого пенного вещества, которое получается из огнетушащего ВМП и из пенообразователя, делятся на пену среднекратную (21-200), низкократную (до 20) и высокократную (свыше 200).

Кратность пены будет напрямую зависть от выбранного состава базового вещества, который будет иметь собственные химические показатели, показатель их эффективности и условия проведения необходимого гашения. При использовании материала низкой кратности (такая пена имеет весьма существенный вес) намного менее эффективна, по сравнению с тем же материалом средней кратности, которая будет использоваться при пожаротушении верхней части очага возгорания.

При использовании пены низкой кратности дальность струи из пожарного шланга будет в два раз больше, чем при использовании материала средней кратности из генератора. Эффективность (огнетушащая) состава с показателем низкой кратности из фторсодержащих и пленкообразующих ПО схожа с показателями эффективности сырья, со средним показателем кратности, состоящей из углеводородных материалов.

Только при использовании пены с низким показателем кратности позволяется использование дослойного способа пожаротушения топлива с содержанием углеводорода, находящегося в резервуарах. Пена со средним показателем кратности, состоящая из углеводородных ПО, применяется при тушении пожаров нефтепродуктов и другого сырья, которое хранится в емкостях.

Средней кратности пена также может применяться не только для поверхностного, но и при объемном пожаротушении чердачных помещений, небольших комнат, каналов, состоящих из кабеля, и транспортных средств. Средней кратности материал имеет повышенный показатель устойчивости при укладке противопожарной полосы на аэродромах. Для объемного тушения принято использовать материал с высоким показателем кратности.

Разные показатели кратности и их применение

Если ориентироваться на имеющуюся практику тушения пожаров, используются все четыре разновидности пены, которая будет образовываться разными способами с применением различных устройств:

  1. материал с высоким показателем кратности применяются в генераторах с поверхностью перфорированного типа состоящей из тонких листов металла, или при помощи другого специального оборудования который принудительно нагнетает воздух в пеногенераторе от вентилятора;
  2. материал средней кратности будет состоять из металлических сеточек пеногенератора эжекционного;
  3. материал низкой кратности применяется в парогенераторах, в которых воздух (эжектируемый) будет перемещаться вместе с раствором пенообразователя;
  4. пеноэмульсионные представлена в виде ударной струи пены, которая применяется для тушения нефтепродуктов с высоким коэффициентом горения.

ВМП (воздушно-механическая пена) высокой и средней кратности:

  1. позволяет ствольщикам без труда проникать в самые разные и труднодоступные места горения и тления для осуществления дотушивания;
  2. локализируют тлеющие участки и прекращают открытое горение материалов, с которыми соприкасаются;
  3. заполняют помещения, тем самым вытесняя горящие предметы из небольших помещений, приводя к снижению действующего температурного режима помещения и конструкции в целом;
  4. свободно проникают внутрь помещений, минуя подъемы и повороты.

Такое вещество крайне устойчиво к возможному обезвоживанию, что и определяет его изолирующие свойства, которые заключаются в снижении показателя скорости произведения пожаротушения и поступления опасных испарений в зону горения. Чем выше коэффициент потери жидкости у пены, тем тоньше будет становиться образующаяся пленка, однако испарение горючего будет замедляться.

Эффективностью диаметра каналов пены будут определяться скоростью синерезиса, а также подвижностью верхних каналов, высотой слоя. При условии наличия жестких стенок каналов, течение жидкости будет определено показателем вязкости раствора. Если стенки подвижные, то и раствор будет перемещаться вместе с ними и каналом, который негативно влияет на показатель устойчивости пены.

Другие показатели

Подвижность каналов и их стенок определяется природой используемых веществ, которые содержатся в пенообразователях. Предельный показатель прочности и сдвига адсорбционного слоя молекул вторичных алкилсульфатов на основе натрия весьма низкий. Именно поэтому в процессе обезвоживания раствор вместе с движущимися каналами движутся вместе.

Если добавить в первоначальный раствор жирные спирты (тетрадециловый), образуется композиция, которая будет характеризоваться высоким показателем прочности слоя адсорбционного, таким образом, делая каналы неподвижными, снижая скорость перемещаемых потоков и синерезиса пены.

Используемый пенообразователь будет содержать вторичные алкилсульфаты натрия и другие добавки в виде жирных спиртов именуются «сампо». Однако помимо перечисленных веществ также могут находиться компоненты, которые препятствуют расслоению системы при условии низких температур, тем самым повышая термоустойчивость пены.

Преимущества использования пенных составов

преимущества пены для тушения пожара

Исходя из наименования можно предположить, что такой тип пожаротушения задействует пенные растворы и дисперсные составы, содержащие жидкости. Для создания пены в первоначальный состав добавляется ряд вспомогательных компонентов, которые способствуют увеличению показателей стойкости пенообразователей. При смешивании с маленькими пузырьками газа, вода приобретет ряд вспомогательных свойств:

  1. состав приобретет способность растекаться практически по любой поверхности, что позволит производить тушение на значительно больших площадях;
  2. пленка поверхностного напряжения будет отсутствовать, что повысит смачивающую способность;
  3. загрязнения отмываются пеной несколько лучше, чем обычной водой;
  4. низкий показатель плотности, что делает процесс пожаротушения максимально эффективным.

Однако на этом положительные качества такого типа пожаротушения не заканчиваются. К тому же такой тип материалов «готовится» непосредственно перед использованием, а не храниться в резервуарах. В емкости хранится вода, смешанная с основным составом.

При соединении инертного газа с водой и происходит образование пены. Процесс этот можно наблюдать исключительно в процессе эксплуатации противопожарного оборудования в пожарном стволе. Таким образом, удалось существенно облегчить предстоящий процесс транспортировки состава, который в несколько раз меньше объема пены. При помощи пожарного ствола можно регулировать соотношение газа и воды.

Чем больше газа поступает в воду, тем больше объема пены будет на выходе. Именно конечный объем на выходе и будет характеризоваться определенной кратностью, представленной в виде величины примерно равной соотношению используемого объема воды (или любого другого вида жидкости), из которой эта пена образовалась.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРАТНОСТИ ПЕНЫ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ВОЗДУШНО-ПЕННЫХ И ЛАФЕТНЫХ СТВОЛОВ С ПЕННЫМИ НАСАДКАМИ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Ольховский Иван Александрович, Фещенко Александр Николаевич, Меженов Владимир Алексеевич, Скворцов Сергей Сергеевич

В статье затрагивается проблема определения кратности пены , подаваемой на тушение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей при пожарах в резервуарах с нефтепродуктами. Проведён анализ методик оценки кратности низкократных пен , по результатам которого предложена перспективная методика определения кратности пены непосредственно на выходе из прибора подачи, позволяющая в будущем повысить эффективность работы сертификационных органов и усовершенствовать расчёты сил и средств при формировании документов предварительного планирования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Ольховский Иван Александрович, Фещенко Александр Николаевич, Меженов Владимир Алексеевич, Скворцов Сергей Сергеевич

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОРОСИТЕЛЕЙ НА КРАТНОСТЬ ВОЗДУШНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕНЫ

ПРИМЕНЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ГИДРОГАЗОДИНАМИКИ ПРИ КОНСТРУИРОВАНИИ ПОЖАРНЫХ СТВОЛОВ
Определение кратности пленкообразующей пены для подслойного тушения пожаров горючих жидкостей
Лабораторная методика определения изолирующих свойств пены на поверхности гептана

Исследование возможности повышения кратности огнетушащих пен на основе стандартных пенообразователей путем использования различных модифицирующих добавок

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHOD FOR DETERMINING FOAM EXPANSION WHEN DELIVERING FROM FOAM CANNONS AND MONITORS WITH FOAM NOZZLES

Purpose. The article addresses the problem of determining expansion of foam delivered to extinguish flammable and combustible liquids during oil tank fires. It was defined that the existing methods for determining expansion of low-expansion foam do not take into account the syneresis and bubbling of foam which are the factors that lead to a decrease in foam volume. The authors proposed a promising method for foam expansion assessment using a device for determining foam expansion directly at the nozzle outlet. The method takes into account the mass air flow rate value of the air coming from the openings in the foam cannons or monitors with foam nozzle and allows defining the cross-section of the openings and their required number.Methods. Analysis of methods for assessing expansion of low-expansion foams has been carried out. Theoretical indicators of mass air flow rate have been used. Computational research method has been applied.Findings. According to this technique, calculations have been carried out for foam cannons and monitors with foam nozzles, the final values of which correlate with real rates. It allows concluding that when foam is delivered from this type of monitors a vacuum of 0.02-0.03 MPa should be created in the cavity of the foam nozzle. Taking into account this indicator, it is possible to calculate the size of the openings in the mixing chamber for the formation of low expansion foam.Tests have shown that at the outlet from the monitor foam nozzle developed according to the calculation results, low-expansion foam with expansion of at least 7 is formed, with the solution flow rate of 80 l/s and the pressure of 100 m water column.Research application field. Applying the method will make it possible to define the expansion of the air-filled foam delivered from monitor-equipped appliances, as well as to define the optimal monitor design (cross-section and number of openings for creating expansion).Conclusions. The research prospect is manu- facturing a device for measuring foam expansion in the appliances for delivering extinguishing agents.

Текст научной работы на тему «СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРАТНОСТИ ПЕНЫ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ВОЗДУШНО-ПЕННЫХ И ЛАФЕТНЫХ СТВОЛОВ С ПЕННЫМИ НАСАДКАМИ»

ОЛЬХОВСКИИ Иван Александрович Кандидат технических наук Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: 250615m@mail.ru

ФЕЩЕНКО Александр Николаевич

Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: saver32@mail.ru

МЕЖЕНОВ Владимир Алексеевич

Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: mezhenov2016@mail.ru

СКВОРЦОВ Сергей Сергеевич

ООО «Коруфайер», Москва, Россия E-mail: info@korufire.ru

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРАТНОСТИ ПЕНЫ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ВОЗДУШНО-ПЕННЫХ И ЛАФЕТНЫХ СТВОЛОВ С ПЕННЫМИ НАСАДКАМИ

В статье затрагивается проблема определения кратности пены, подаваемой на тушение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей при пожарах в резервуарах с нефтепродуктами. Проведён анализ методик оценки кратности низкократных пен, по результатам которого предложена перспективная методика определения кратности пены непосредственно на выходе из прибора подачи, позволяющая в будущем повысить эффективность работы сертификационных органов и усовершенствовать расчёты сил и средств при формировании документов предварительного планирования.

Ключевые слова: пожар, нефть, резервуар, пена, кратность пены, пеногенератор, лафетный ствол.

Основным средством тушения пожаров в резервуарах с легковоспламеняющимися или горючими жидкостями является пена средней и низкой кратности, подаваемая на поверхность горючей жидкости. Для тушения нефти и нефтепродуктов применяются отечественные и зарубежные пеногенераторы и пенообразователи, а также современные стволы с функцией изменения расхода и геометрии струи (рисунок 1) [1, 2].

Генераторы пены средней кратности обеспечивают подачу раствора не далее чем на 12 м (рисунок 2), что не позволяет их применять с безопасного для личного состава пожарной охраны расстояния, а для подачи требуются специальные пожарные автомобили (автоколенчатые подъёмники, автолестницы, пеноподъёмники), установка которых в резервуарных парках затруднена (обвалования резервуаров, подводящие трубопроводы, ветровая нагрузка) и при пожаре приводит к дополнительным осложнениям.

Для тушения пожаров на «безопасном» расстоянии применяют пену низкой кратности, которую подают в слой горючей жидкости или на поверхность из воздушно-пенных стволов или лафетных стволов с пенным насадком. Определение низкократной пены, согласно действующим нормативным документам, проводится по методике, в которой учитывается ствол, позволяющий обеспечить объёмный расход раствора 0,166±0,001 дм/с при давлении 0,58±0,02 МПа.

В предыдущих исследованиях особое внимание уделено одному из главных факторов, характерных для процесса получения противопожарной пены — показателю предельного давления, под которым раствор подаётся в генератор пены. Было определено, что при превышении 5-6 атм возможен «срыв» пенообразования. Однако испытания воздушно-пенных и лафетных стволов с пенными насадками при давлении раствора пенообразователя в 1 0 атм, проведённые авторами настоящей статьи, показали, что на данных стволах пенообразование происходит.

© Ольховский И. А., Фещенко А. Н., Меженов В. А., Скворцов С. С., 2019

При испытаниях кратности по существующей методике в процессе отбора пены в ёмкость её соударение со стенками в результате высокого напора приводит к дополнительному пенообразованию из-за барботирования воздухом [3, 4]. В связи с этим значения кратности увеличиваются в несколько раз. Таким образом, необходимо предложить такую методику определения кратности низкократной пены, при которой измерение будет происходить непосредственно на выходе пены из ствола.

Так как пена является двухфазной дисперсной структурой, состоящей из раствора пенообразователя и воздуха [5], для её формирования используется эжекционный пенный насадок, через отверстия в начале которого подсасывается воздух за счёт эффекта Вентури (рисунок 3).

Методика, изложенная в ГОСТ Р 50588-2012 «Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний», не позволяет достоверно оценить кратность низкократной пены, подаваемой ствольной техникой. Связано это, прежде всего, с тем, что в данном нормативном документе для определения кратности пены используется весовой, или объёмный, метод.

Показатель кратности пены на выходе из ствола является одним из важнейших параметров. Однако при его оценке с помощью существующих методик не учитывается синерезис пены, то есть выделение жидкой фазы из дисперсной структуры пены, сопровождающееся уменьшением её объёма. Также при измерении кратности объёмным способом не учитывается барботирование пены — процесс пропускания газа или пара через слой жидкости.

При тушении пожаров на объектах нефтегазовой отрасли, в частности, в резервуарах хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей,

воздействие двух этих факторов изменяет объёмы пены. В месте попадания струи воздушно-механической пены на зеркало горения пена барботирует в объёме поверхностного слоя нефти, а в её составе происходит процесс синерезиса, следовательно, пена меняет свою кратность, значения которой не будут коррелироваться с экспериментальными показателями, полученными в лабораторных условиях.

Обозначенная проблема свидетельствует о необходимости разработки альтернативной методики определения кратности пены из стволов воздушно-пенных и стволов с пенным насадком.

В настоящее время компании-производители ствольной техники используют экспериментальный метод при конструировании воздушно-пенных или лафетных стволов с пенным насадком. В связи с этим и с учётом указанной выше проблемы предлагается использовать разработанную авторами методику для определения необходимого количества отверстий в воздушно-пенных или лафетных стволах с пенным насадком, принимающую в расчёт значение массового расхода воздуха, поступающего из отверстий [6].

Данные расчёты можно использовать применительно к пенным стволам (насадкам), так как раствор, с высокой скоростью потока попадая в камеру смешения, увлекает за собой массы воздуха. Заполнение образовавшихся пустот воздухом происходит через отверстия в стенке камеры смешения за счёт разности давлений за пределами камеры смешения (атмосферное) и в полости камеры (пониженное). Так как в камере смешения создаётся область низкого давления, а на выходе из камеры для воздуха и для раствора оно уравнивается, то можно сделать вывод, что на уровне сечений отверстий в стенке камеры давление равно величине разрежения по модулю Р] = Р2 (рисунок 4) [7-11].

Рисунок 3. Эффект Вентури, создаваемый в стволах с воздушно-пенным насадком:

1 — корпус пенного насадка; 2 — отверстия в пенном насадке для подсоса воздуха; 3 — диффузор; 4 — сопло; 5 — соединительная головка

Рисунок 4. Показатели давления в области камеры смешения

где т — массовый расход газа, кг/с; С — поправочный коэффициент по пропускной способности отверстия (принимаем равным 1); А — площадь сечения отверстия, м2, Р — абсолютное давление газа перед отверстием, Па = Н/м2 = кг/(м-с2); М — молекулярная масса, кг/кмоль (для воздуха принимаем 0,029 кг/моль); 1 — коэффициент сжимаемости при определённых давлении и температуре (для воздуха принимаем равным 1); Я — универсальная газовая постоянная, равная 8,3145 (Н-м)/(моль-К); Т- температура газа перед соплом, К; к — коэффициент удельной теплоёмкости, определяемый по формуле:

где ср — удельная теплоёмкость при постоянном давлении (для воздуха равна 29,12 Дж-моль_1-К_1); су -удельная теплоёмкость при постоянной температуре (для воздуха равна 20,8 Дж-моль^’-К-1).

Выражаем из формулы (3) абсолютное давление газа перед отверстием:

Для проверки предложенной методики проведено исследование с использованием воздушно-пенных стволов и стволов с пенными насадками, создающих пену низкой кратности.

Кратность пены, выражаемая отношением объёма пены к объёму раствора [1], будет равна:

где Упены — объём пены, образующийся за 1 с, м3(л); V — объём раствора, образующийся за 1 с, м3(л). Объёмный расход воздуха необходимо пере-

вести в массовый:

где р — плотность воздуха, равная 1,2 кг/м3.

В зависимости от количества и диаметра отверстий для пропуска воздуха в пенном насадке находится общая площадь их сечения:

где с/ — диаметр отверстия, м2; п — число отверстий.

Массовый расход идеального газа через отверстие можно рассчитать по следующей формуле [8]:

Для начала определяется объём воздуха, содержащийся в объёме пены, создаваемой стволом с пенным насадком:

По данной методике были проведены расчёты для воздушно-пенных стволов и стволов с пенными насадками, итоговые значения которых коррелиру-ются с реальными показателями, что позволяет сделать вывод, что при подаче пены из стволов данного типа в полости пенного насадка должно создаваться разрежение, равное 0,02-0,03 МПа.

Отсюда следует, что при подстановке данного показателя в формулу (3) можно рассчитать размеры отверстий в камере смешения для формирования пены низкой кратности.

По предложенной методике были проведены расчёты отверстий пенного насадка для лафетного ствола (рисунок 5). Результаты испытаний показали, что на выходе из ствола с пенным насадком образуется пена низкой кратности не менее 7, при расходе раствора 80 л/с и напоре 100 м вод. ст.

С учётом вышеизложенного материала обоснуем устройство, позволяющее определить кратность пены непосредственно на выходе из пенного насадка ствола /

Устройство будет представлять из себя корпус кубической (шарообразной или иной) формы 2, с отверстиями для установки на пенный насадок ствола, к корпусу с двух сторон подведены два воздушных трубопровода 3, соединяющиеся в один 5.

Анемометром 4 измеряется скорость воздуха. При известной скорости потока подсасываемого воздуха и с учётом величины сечения входного трубопровода 5 определяем расход воздуха:

где ив — скорость потока воздуха, м/с; со — площадь поперечного сечения трубопровода, м2.

С учётом значения объёмного расхода воздуха для формирования пены и расхода раствора, исходящего из сопла прибора подачи, определяем значения объёма пены (Упены) из формулы (2), это позволит по формуле (1) рассчитать кратность пены на выходе из пенного насадка ствола.

В дальнейшем авторами планируется апробирование описанной методики. Применение методики позволит наиболее точно устанавливать кратность воздушно-механической пены, подаваемой из ствольной техники, а также определять оптимальную конструкцию ствола (сечение и количество отверстий для создания кратности).

Оценка характеристик воздушно-пенных и лафетных стволов с пенными насадками с использованием предлагаемой методики обеспечит возможность:

Рисунок 5. Лафетный ствол с пенным насадком, рассчитанным по предложенной методике

Рисунок 6. Схема устройства для измерения объёмного расхода воздуха: 1 — пенный насадок лафетного ствола; 2 — корпус кубической формы; 3 — воздушный трубопровод; 4 — анемометр; 5 — входное отверстие в воздушном трубопроводе; 6 — потоки воздуха

— производить расчёты сил и средств по достоверным показателям ствольной техники в документах предварительного планирования;

— осуществлять эффективное и безопасное, с расстояния до 100 м, тушение пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей на объектах нефтегазовой отрасли.

Следует также отметить, что применяемое для оценки кратности устройство позволит вводить в состав пены различные ингибирующие газообразные вещества, определение огнетушащей эффективности которых требует дополнительных исследований.

1. Гайнуллина Е. В., Якубова Т. В., Кректунов А. А. Исследование возможности улучшения огнетушащих свойств воздушно-механических пен // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2015.№ 1-1(6). С. 77-78.

2. Горбунов А. С., Дупляков Г. С. Исследование огнетушащих свойств воздушно-механических пен // Мат-лы всероссийской молодёжной науч.-техн. конф. нефтегазовой отрасли «Молодая нефть». Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2016. С. 216-218.

3. ВоликА. С., Хабиров Т. Р. Тактико-техническое обеспечение тушения пожаров на объектах нефтегазового комплекса модифицированными воздушно-механическими пенами // Проблемы управления рисками в техносфере. 2018. № 3(47). С. 107-110.

4. ВоликА. С., Речкин В. И., Хальченко Т. П. Новые технологии получения воздушно-механической пены при тушении пожаров // Природные и техногенные риски. 2019. № 2 (30). С. 39-42.

5. Шароварников А. Ф., Шароварников С. А. Пенообразователи и пены для тушения пожаров. Состав, свойства, применение. М.: Пожнаука, 2005. 335 с.

6. Меженов В. А., Ольховский И. А., Неровных А. Н., Скворцов С. С. К вопросу достоверности применяемых исходных данных для расчёта сил и средств в документах предварительного планирования // Мат-лы III Международной науч.-практ. конф.

«Гражданская оборона на страже мира и безопасности». — М: Академия ГПС МЧС России, 2019. С. 155-161.

7. Корольченко Д. А., Шароварников А. Ф. Факторы, снижающие огнетушащую эффективность подслойной системы при тушении пламени нефтепродуктов // Пожаровзрывобезопасность. 2016. № 4 (Т. 25). С. 56-67. 001: 10.18322/РУВ.2016.25.04.56-67

8. Бобков С. А., Бабурин А. В., Комраков П. В. Физико-химические основы развития и тушения пожаров. Учебное пособие. М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. 210 с.

9. Меженов В. А., Ольховский И. А., Сергеев С. С. Методика определения геометрических размеров отверстий в камерах смешения пенных стволов для создания пен низкой кратности // Мат-лы всероссийской науч.-практ. конф. «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы. Современные методы и технологии предупреждения и профилактики возникновения чрезвычайных ситуаций — 2019». СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2019.

10. Брушлинский Н. Н., Шимко В. Ю., Карпов В. Л., Усма-нов М. X., Семёнов В. П., Джураев С. М. Исследование работы струеобразующего устройства // Пожаровзрывобезопасность. 2010. № 11 (Т. 19). С. 40-43.

11. Жуков Н. П. Гидрогазодинамика. Учебное пособие. Тамбов: ТГТУ, 2011.92 с.

Материал поступил в редакцию 14 октября 2019 года.

Ivan OLKHOVSKY PhD in Engineering

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia E-mail: 250615m@mail.ru

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia E-mail: saver32@mail.ru

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia E-mail: mezhenov2016@mail.ru

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

LLC «Korufire», Moscow, Russia E-mail: info@korufire.ru

METHOD FOR DETERMINING FOAM EXPANSION WHEN DELIVERING FROM FOAM CANNONS AND MONITORS WITH FOAM NOZZLES

Purpose. The article addresses the problem of determining expansion of foam delivered to extinguish flammable and combustible liquids during oil tank fires. It was defined that the existing methods for determining expansion of low-expansion foam do not take into account the syneresis and bubbling of foam which are the factors that lead to a decrease in foam volume. The authors proposed a promising method for foam expansion assessment using a device for determining foam expansion directly at the nozzle outlet. The method takes into account the mass air flow rate value of the air coming from the openings in the foam cannons or monitors with foam nozzle and allows defining the cross-section of the openings and their required number.

Methods. Analysis of methods for assessing expansion of low-expansion foams has been carried out. Theoretical indicators of mass air flow rate have been used. Computational research method has been applied.

Findings. According to this technique, calculations have been carried out for foam cannons and monitors with foam nozzles, the final values of which correlate with real rates. It allows concluding that when

foam is delivered from this type of monitors a vacuum of 0.02-0.03 MPa should be created in the cavity of the foam nozzle. Taking into account this indicator, it is possible to calculate the size of the openings in the mixing chamber for the formation of low expansion foam.

Tests have shown that at the outlet from the monitor foam nozzle developed according to the calculation results, low-expansion foam with expansion of at least 7 is formed, with the solution flow rate of 80 l/s and the pressure of 100 m water column.

Research application field. Applying the method will make it possible to define the expansion of the air-filled foam delivered from monitor-equipped appliances, as well as to define the optimal monitor design (cross-section and number of openings for creating expansion).

Conclusions. The research prospect is manufacturing a device for measuring foam expansion in the appliances for delivering extinguishing agents.

Key words: fire, oil, tank, foam, foam expansion, foam generator, monitor.

1. Gainullina E.V., Iakubova T.V., Krektunov A.A. Investigation of the possibility of improving the fire-extinguishing properties of air-mechanical foams. Sovremennye tekhnologii obespecheniia grazhdanskoi oborony i likvidatsii posledstvii chrezvychainykh situatsii. 2015, no. 1(6)-1, pp. 78-80. (in Russ.)

2. Gorbunov A.S., Duplyakov G.S. Investigation of fire-extinguishing properties of air-mechanical foams. Mat-Iy vserossiiskoi molodezhnoi nauch.-tekhn. konf. neftegazovoi otrasli «Molodaia neft» [Proceedings of all-Russian youth science. techn. conf. oil and gas industry «Young oil»]. Krasnoyarsk: Siberian Federal University Publ., 2016, pp. 216-218. (in Russ.)

3. Volik A.S., Habirov T.R. Tactical and technical support of fire extinguishing on the objects of oil and gas industry by the modified air-mechanical foams. Problemy upravleniia riskami v tekhnosfere. 2018, no. 3(47), pp. 107-110. (in Russ.)

4. Volik A.S., Rechkin V.I., Halchenko T.P. New technologies for obtaining air-mechanical foam during fire extinguishing. Prirodnye i tekhnogennye riski. 2019. № 2 (30), pp. 39-42. (in Russ.)

5. Sharovarnikov A.F., Sharovarnikov S.A. PenoobrazovateIi i peny dlia tusheniia pozharov. Sostav, svoistva, primenenie [Foaming agents and foam to extinguish fires. Composition, properties, application]. Moscow, Pozhnauka. 2005. 335 p.

6. Mezhenov VA., Olkhovsky I.A., Nerovnykh A.N., Skvortsov S.S. To the question of reliability of the applied initial data for the calculation of forces and means in the documents of preliminary planning.

Mat-Iy III Mezhdunarodnoi nauch.-prakt. konf. «Grazhdanskaia oboronanastrazhemiraibezopasnost!’ [Materials of the III International scientific conference.- pract. conf. «Civil defense on guard of peace and security»]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia. 2019, pp. 155-161. (in Russ.)

7. Korolchenko D.A., Sharovarnikov A.F. Factors which reduce fire extinguishing efficiency of sublayer system during suppression of the flame of oil products. Pozharovzryvobezopasnost. 2016, no. 4 (vol. 25), pp. 56-67. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.04.56-67 (in Russ.)

8. Bobkov S.A., Baburin A.V., Komrakov P.V. Fiziko-khimicheskie osnovy razvitiia i tusheniia pozharov [Physical and chemical bases of development and fire extinguishing]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ. 2014. 210 p.

9. Mezhenov V.A., Olkhovsky I.A., Sergeev S.S. Method for determining the geometric dimensions of holes in the mixing chambers of foam barrels to create low-density foams. [Method for determining the geometric dimensions of holes in the mixing chambers of foam barrels to create low-density foams]. Saint-Petersburg, 2019.

10. Brushlinsky N.N., Shimko V.Yu., Karpov V.L., Usmanov M.Kh., Semenov V.P., Dzhuraev S.M. Investigation of the operation of the jet-forming device. Pozharovzryvobezopasnost. 2010, no. 11 (vol. 19). pp. 40-43. (in Russ.)

11. Zhukov N.P. Gidrogazodinamika [Fluid Dynamics]. Tambov, TGTU Publ., 2011. 92 p.

© Olkhovsky I., Feschenko A., Mezhenov V., Skvortsov S., 2019

Какие виды пен применяются для тушения пожаров?

Какие виды пен применяются для тушения пожаров?

Пенообразователь для пожаротушения – это составляющая пенных составов для борьбы с возгораниями определенных классов, в жилых и промышленных объектах. Стоит отметить, что пена представляет собой совокупность воды и специального пенообразующего вещества, благодаря которому образовывается огромное количество пузырей. Принцип работы пены заключается в поверхностном пожаротушении. Она растекается по поверхности, перекрывая доступ кислорода к месту возгорания, тем самым, не давая огню разгореться. При этом наличие в ее составе воды способствует уменьшению температуры в месте возгорания, что приводит сначала к затуханию, а впоследствии, к полному гашению очага возгорания.

Пенообразователь, применяемый при борьбе с пожарами, называют концентратом. Состоит концентрат из воды, ПАВ и добавок, благодаря которым на выходе пена становится морозостойкой, гидростатичной, антикоррозийной, термоустойчивой. Каждый вид пенообразователей производимый компанией «Завод Спецхимпродукт» подвергается контролю по физико-химическим показателям. Проверка качества пенообразователей осуществляется собственной аккредитованной испытательной лабораторией.

Пеногенератором образуют воздушно-механическую пену, либо раствор смачивателей, в дальнейшем используемый для локализации очагов возгораний.

Основной характеристикой пенного средства пожаротушения является ее кратность. В связис этим можно выделить виды пен для пожаротушения по показателям кратности:

  • Пена низкой кратности (ее показатели от 4 до 20 единиц). Образовывается при помощи стволов СВП, пеносливных устройств;
  • Пена средней кратности (показателькратности от 21 до 200). Получается при помощи генераторов ГПС;
  • Пена высокой кратности (более 200 единиц). Образовывается посредством принудительного воздушного нагнетания.

Пена хорошо справляется с тушением возгорания твердых веществ (пожары класса А), и жидких веществ (пожары класса В), которые не взаимодействуют с водой. Главное ее достоинство – оперативное тушение нефтепродуктов.

Выделяют положительные свойства пен для тушения пожаров относительно других способов:

  • эффективность и скорость ликвидации очага возгорания на значительных территориях;
  • нет необходимости расходовать большое количество воды;
  • пена создает паровой барьер, препятствующий выходу воспла­меняющихся паров наружу. Поверхность цистерны может быть покрыта пеной для защиты ее от пожара в соседней цистерне;
  • пена попадает не только на место возгорания, ею заполняется полностью площадь помещения, что предотвращает дальнейшее распространение огня на соседние территории;
  • эффективно ликвидирует возгорание нефтепродуктов при их разливе;
  • для получения пены может использоваться пресная или жесткая, или мягкая вода;
  • достаточно эффективное средство пожаротушения.

Существуют области применения пены и условия при которых стоит ее использовать.

Это вещество применяют тогда, когда произошло возгорание на складах, где осуществляется хранение горюче – смазочных материалов, предприятиях промышленного назначения, хранилищах нефти и ее составляющих, на транспорте. В основном при помощи пены тушат пожары класса А и В.

Иногда найти подходящий пенообразователь для применения на объекте просто невозможно, в таком случае поможет разработка пенообразователя под заказ. С помощью этой услуги можно добиться желаемых параметров пенообразователя по кратности, устойчивости пены, составу и форме поставки.

В связи с тем, что пена значительно легче легковоспламеняющихся жидкостей, то она не смешивается с ними, а растекается по их поверхности. Благодаря этому происходит быстрое тушение места возгорания. Пена идеально быстро растекается по поверхности, покрывая собой воспламененную площадь. Она медленно оседает, что препятствует проникновению кислорода к открытому огню. Причем на скорость оседания непосредственное влияние оказывает пенный состав, то есть вещество, которое применяется для изготовления пены.

Преимуществ использования пены при тушении пожаров предостаточно, остановимся на основных из них:

  • возможность потушить пожар на значительных площадях;
  • расход воды незначительный;
  • возможно объемное тушение огня и предотвращение распространения пламени при разливах нефтепродуктов;
  • высокая эффективность подслойного тушения продуктов нефтепереработки в резервуарах, а также самой нефти;
  • в отличие от воды обладает повышенной смачивающей способностью;
  • возможность растекания по горящей поверхности способствует быстрому затуханию открытого огня;
  • при ликвидации возгорания не оказывает негативного воздействия на находящиеся в помещениях материальные ценности;
  • не наносит вреда жизни и здоровью людей, которые содействуют тушению пожара либо находятся в помещении при возгорании.

При правильном использовании пена – эффективное огнетушащее вещество. Но есть ситуации, когда использование пены становится неэффективным, они перечислены далее.

  • тушение устройств и оборудования, которые работают от электросети и в момент возгорания не обесточены. Это связано с тем, что в состав пены входит вода, которая является отличным проводником электричества;
  • пену, так же, как и воду, нельзя применять для тушения горючих металлов;
  • некоторые типы пен не стоит использовать вместе с порошками для огнетушения. К исключениям относится только «легкая вода»;
  • при помощи пены не стоит тушить газы и криогенные жидкости. Но можно использовать пену высокой кратности для тушения растекшихся криогенных жидкостей. При этом такая пена быстро прогревает пары и уменьшает опасность, которая может возникнуть в процессе растекания такого состава.
  • значительная стоимость пенного состава и самих систем;
  • объемы заполняются достаточно медленно;
  • после тушения пожара пену необходимо утилизировать;
  • если оборудование находится под напряжением, есть вероятность в коротком замыкании;
  • не стоит использовать пену при тушении химических соединений либо газов.

Важно помнить, что тушить пожар можно многими способами, но все они будут действенны при определенных условиях. Если правильно выбрать пенообразователи, то это будет залогом быстрой и качественной локализации очага возгорания. Широкий спектр выпускаемых пожарных пенообразователей с оптимальным соотношением цена-качество позволяет в полной мере реализовать мероприятия по надлежащей противопожарной защите самых различных объектов, в том числе оказывающих прямое и непосредственное влияние на обороноспособность и экономическое развитие как нашей страны, так и стран ближнего зарубежья.

Узнать стоимость GetPageProperty(‘formKey’)):?> GetPageProperty(‘formKey’)?> продукции от производителя?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *