национальный исслед овательский томский политехнический университет
 Скачать 1.99 Mb.
|
|
1.2.3. Огнетушащие вещества изоляции Создание между зоной горения и горючим материалом либо воздухом изолирующего слоя из огнетушащих веществ и материалов – популярный прием тушения пожаров, используемый пожарными подразделениями. При его реализации используются самые разнородные огнетушащие средства, способные на пару месяцев изолировать доступ в зону горения кислорода воздуха, или горючих паров и газов. В практике пожаротушения для таких пространственных внедрений обширное использование нашли: жидкие огнетушащие вещества (пена, в некоторых случаях вода и пр.); газообразные огнетушащие вещества (продукты взрыва и т. д.); негорючие сыпучие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки и т. д.); твердые листовые материалы (асбестовые, войлочные покрывала и другие негорючие ткани, в некоторых случаях листовое железо). Основным средством изоляции являются огнетушащие пены: химическая и воздушно-механическая. Какие-либо качества химической пены: плотность 0,15–0,25 г/м3; кратность приблизительно равна 5. Трудозатратность получения химической пены и достаточно высочайшие материальные расходы, вредоносное действие на органы дыхания индивидуального состава пеногенераторного порошка в ходе введения его в воду и прочие недочеты ограничивают ее практическое использование. Воздушно-механическая пена (ВМП) удается в следствии механического перемешивания аква раствора пенообразователя с воздухом в специальном стволе либо генераторе. Различают воздушно-механическую пену невысокой, центральной и высочайшей кратности. Кратность воздушно- механической пены находится в зависимости от сборки ствола (генератора), при помощи которого она удается. Главное огнетушащее свойство пен – изолирующая способность. Пена изолирует зону горения от горючих паров и газов, а еще пламенеющую поверхность горючего материала от тепла, излучаемого зоной реакции. До этого чем накопится на пламенеющей плоскости необходимым слоем, изолирующим выход горючих паров и газов в зону горения, пена под поступком тепла сносится и освежает вещество. При данном жидкость, из которой .получена пена, испаряется, разбавляя горючие пары и газы, поступающие в зону горения, и т. д. Все это содействует остановке горения, хотя изоляция – доминирующее свойство, которое приводит непосредственно к потуханию. Другое свойство пены, представляющее энтузиазм тружеников противопожарной службы – стойкость, т. е. способность некое время уцелеть, не разрушаясь. Так как конкретно от этого качества находится в зависимости нормативное время тушения пенами тех или же других горючих веществ и материалов. Специфические характеристики воздушно-механической пены (ВМП) центральной и высочайшей кратности приводятся ниже: • хорошо просачивается в помещения, непринужденно преодолевает повороты и подъемы: • заполняет размеры помещений, вытесняет нагретые до высочайшей температуры продукты сгорания (в том числе токсичные), сокращает температуру в помещении в целом, а еще строй систем и т. п.; • прекращает огненное горение и локализует тление веществ и материалов, с которыми соприкасается; • создает условия для проникания ствольщиков к очагам тления для дотушивания (при надлежащих мерах защиты органов дыхания и зрения от попадания пены). На основании данных качеств эти виды пены (особенно центральной кратности) сыскали использование при объемном тушении в зданиях домов, трюмах судов, в кабельных туннелях и на иных объектах. Пена центральной кратности считается ключевым средством тушения ЛВЖ и ГЖ как в резервуарах, так и разлитых на открытой плоскости. Впрочем неимение видимости при работе с пеной затрудняет ориентацию в помещении. Принимая во внимание превосходную смачивающую способность пены, начальствующий состав обязан принимать конструктивные меры для переодевания индивидуального состава в сухую одежду после работы в пене. Данный прецедент приобретает необыкновенную значимость при ликвидации пожаров в осенне-зимний и весенний периоды. Для продвижения пены при заполнении ею помещений нужно будет сделать благосклонные условия, т. е. вскрыть просветы для выпуска продуктов сгорания из помещения, или же при помощи передвижных установок для удаления дыма скорректировать направление газообмена по ходу перемещения пены. В нынешнее время для тушения всевозможных горючих веществ все более обширное использование находят огнетушащие порошковые составы. Они не токсичны, не оказывают вредоносного действия на материалы, не электропроводны и вовсе не подмерзают. Приспособление остановки горения порошками содержится как правило в изоляции пламенеющей плоскости от зоны горения, т. е. в прекращении доступа горючих паров и газов в зону реакции. Главным аспектом остановки горения порошковым составом считается удельный расход. В случае большого тушения – приспособление остановки горения содержится в химического торможении реакции горения, т. е. ингибирующем действии порошков, связанном с обрывом цепной реакции горения. 1.2.4. Огнетушащие вещества разбавления горючих веществ Для остановки горения разбавлением реагирующих веществ, используются такие огнетушащие средства, что готовы разбавить или горючие пары и газы до негорючих концентраций, или понизить содержание воздуха воздуха до сосредоточения, не поддерживающей горения. Приемы остановки горения содержатся в том, что огнетушащие средства сервируются или в зону горения или же в пламенеющее вещество, или в воздух, поступающий к зоне горения. Величайшее распространение они отыскали в стационарных установках пожаротушения для сравнительно закрытых помещений (трюмы судов, сушильные камеры, испытательные боксы и покрасочные камеры на промышленных предприятиях и т. д.), и еще для тушения горючих жидкостей, пролитых на земле, на маленький площади. Помимо того, разбавление спиртов до 70 % водой – важное условие для эффективного тушения их в резервуарах воздушно-механической пеной. Практика проявляет, что в роли разбавляющих огнетушащих средств величайшее распространение сыскали диоксид углерода (углекислый газ), азот, водяной нар и распыленная вода. 1.2.5. Огнетушащие вещества, химически тормозящие реакцию горения Сущность остановки горения хим торможением реакции горения содержится в том, что в воздух пылающего помещения либо лично в зону горения вводятся такие огнетушащие препараты, что вступают во взаимодействие с интенсивными центрами реакции окисления, образуют с ними или негорючие, или наименее интенсивные соединения, обрывая этим цепную реакцию горения. Потому что данные препараты оказывают действие именно на зону реакции, в какой реагирующие препараты пребывают в паровоздушной фазе, они обязаны отвечать грядущим специфическим требованиям: • иметь невысокую температуру кипения, чтоб при небольших температурах распадаться, с легкостью переходить в парообразное состояние; • иметь невысокую термическую стойкость, т. е. при небольших температурах распадаться на оформляющие их атомы и радикалы; • продукты термического распада огнетушащих веществ обязаны энергично вступать в реакцию с интенсивными центрами горения. Данным притязаниям отвечают галоидированные углеводороды – особенно интенсивные препарата, оказывающие ингибирующее действие, т. е. тормозящее хим реакцию горения. Впрочем в отношении данных веществ надлежит припомнить единые требования к огнетушащим средствам и особо это, как токсичность. Более обширное использование сыскали составы на базе брома и фтора. Галоидированные углеводороды и огнетушащие составы на их базе имеют высшую огнетушащую способность при относительно маленьких затратах. Кроме того остановка горения достигается непосредственно хим методом, что подтверждается опытами. В случае если для остановки горения разбавлением нужно будет понизить сосредоточение воздуха, тогда в этом случае она остается около 20–20,6 %, что явно достаточно для протекания реакции окисления. Изысканиями заключительных лет установлено, что огнетушащие порошки, что сервируются в пламенеющие размеры в форме аэрозоля (т. е. порошок не покрывает пылающую поверхность, а туча из него обрамляет зону горения), прекращают горение кроме того методом хим торможения. Соли металлов, находящиеся в порошке, вступают в реакцию с интенсивными центрами. Соли сплава в зоне реакции разогреваются до высочайшей температуры и переходят в жидкое состояние (возможно, частично испаряются). Остальная часть молекулы соли разлагается с образованием либо металла, либо окиси или гидрата металла. 2. Анализ использования жидкофазных огнетушащих составов Процесс пожаротушения представляет из себя совокупа хим и физических процессов взаимодействия очага горения и огнетушащих веществ. Разнообразие горючих материалов по собственному хим составу и физическому состоянию обуславливает сложность в момент выбора более действенного средства пожаротушения, применительно к точному типу пожара. Главный принцип работы всех огнетушащих составов – остановка дальнейшего распространения огне. Тест каждого из этих видов огнетушащих средств, дает возможность привести их ключевые превосходства и дефекты применения. Помимо прочего надлежит отметить значимость применения жидкофазных огнетушащих составов, находящих свое обширное использование в передовых системах пожаротушения. На базе воды вполне возможно делать разного семейства действенные составы, где главный компонент считается более экономически-выгодным и многоцелевым составом. В этом разделе выпускной квалификационной работы специальное внимание уделено жидкофазным огнетушащим составам. Осмотрены огнетушащие препараты остывания и изоляции, оказавшиеся в водянистом состоянии. 2.1. Жидкофазные огнетушащие вещества охлаждения Огнетушащие препарата остывания снижают температуру зоны реакции либо пламенеющего вещества.[1] Процесс горения вполне возможно охарактеризовать динамикой выделения тепла в этой системе. В случае если любым образом организовать отвод тепла с достаточно Великий скоростью, тогда что и ведет к остановке горения. Кроме того отвод тепла содействует предотвращению взрыва, в случае если при пожаре образуются взрывоопасная среда. Отвод тепла более разумно обеспечивать вступлением Специализированных хладагентов. Такой метод остывания дает возможность просто регулировать скорость теплоотвода, изменяя интенсивность введения хладагента. 2.1.1. Вода Вода – главное жидкофазное огнетушащее вещество остывания, более легкодоступное и всепригодное. Неплохое охлаждающее свойство воды обусловлено её высочайшей теплоемкостью C = 4187 Дж/(кг·°С) при обычных условиях. Плюсами воды считаются её невысокая стоимость и доступность, что касается высочайшая удельная теплоемкость, высочайшая тайная теплота улетучивания, хим инертность по отношению к основной массе веществ и материалов. К изъянам воды относятся высочайшая электропроводность (особенно в случае внедрения воды с добавками, повышающими её огнетушащие и эксплуатационные свойства), что касается невысокая смачивающая способность, недостающая адгезия к объекту тушения и т.п. Подача воды к очагу горения быть может в виде: 1. сплошной (компактной) потока из лафетных стволов с насадками диаметром 28-50 мм или же из ручных пожарных стволов с насадками диаметром 13-25 мм; 2. распыленной потоки при поперечнике капель воды выше 100 мкм; 3. тонкораспыленной потоки с диаметром капель воды до 100 мкм, приобретенной из стационарных либо переносных распылителей; 4. растворов, содержащих 0,2-2,0% массы смачивателей для понижения поверхностного натяжения; 5. водобромэтиловой эмульсии, содержащей 90% массы воды и 10% бромистого этила (способ подачи в зону горения). В форме малогабаритных и распыленных потоков из лафетных и ручных пожарных стволов вода используется для тушения основной массы жестких горючих веществ и материалов (круглых и пиленых материалов и продуктов из древесины), тяжелых нефтепродуктов, для существа водяных завес и остывания объектов, окружающих рядом очага пожара. Тонкораспыленной водой отлично тушатся твердые препарата и материалы, горючие причем даже легковоспламеняющиеся воды. При данном снижается расход воды, мало увлажняются и портятся материалы, снижается температура в пламенеющем помещении и осаждается дым. Вода более эффективна для поглощения теплоты при температуре до 100°С. При температуре 100°С вода продолжает съедать теплоту, преображаясь в пар, и отводит поглощенную теплоту от пламенеющего материала. Это резко понижает его температуру до ценности ниже температуры его воспламенения, в следствии чего же пожар прекращается. Она имеет весомый вторичный результат – преображаясь в пар, она расширяется при всем этом в 1700 раз. Образовавшееся великое скопление пара обрамляет пожар, вытесняя воздух, в каком находится воздух, важный для поддержания процесса горения. Таковым образом, помимо остужающей возможности, вода обладает эффектом большого тушения. 2.1.2. Вода со смачивателями Для увеличения смачивающей (проникающей) возможности воды в неё прибавляют разные смачиватели. Последние, благодаря понижению поверхностного натяжения, помимо прочего содействуют увеличению дисперсности распыленной воды. Добавка смачивателей дает возможность гораздо понизить поверхностное натяжение воды (до 36,4×103 Дж/м2). В этом форме она обладает неплохой проникающей возможностью, с помощью чего же достигается величайший результат в тушении пожаров, особо при горении волокнистых материалов, торфа, сажи. Водные растворы смачивателей позволяют сбавить расход воды на 30 –50%, также длительность тушения пожара. Виды смачивателей и их лучшая сосредоточение приведены в таблице 2. Водные растворы полиоксиэтилена возымели название «скользкая вода». Линейные молекулы полимера, ориентируясь вдоль потока, сокращают его турбулизацию, что приводит к увеличению пропускной возможности трубопроводов. Таблица 2 – Оптимальные концентрации смачивателей в воде Смачиватель Оптимальная концентрация % к воде По массовому содержанию Сульфанол: НП-1 0,3–0,5 0,003– 0,005 НП-5 0,3–0,5 0,003 – 0,005 Б 1,5 –1,8 0,015 – 0,018 Некаль НБ 0,7 – 0,8 0,007 –0,008 Вспомогательное вещество: ОП-7 1,5 – 2,0 0,015 – 0,02 ОП-8 1,5 – 2,0 0,015 – 0,02 Эмульгатор ОП-4 1,95 – 2,1 0,0195– 0,021 Пенообразователь: ПО-1 3,5 – 4,0 0,035 – 0,04 ПО-1Д 6,0 – 6,5 0,06 –0,065 Наиболее распространённый вид смачивателей – жесткий диоксид углерода (углекислота в снегообразном виде) тяжелее воздуха в 1,53 раза, без аромата, плотность 1,97кг/м3. Неэлектропроводен, не взаимодействует с горючими веществами материалов. Водорастворимые полимерные присадки используют помимо прочего для увеличения адгезии огнетушащего средства к пламенеющему объекту. Такие составы возымели название «вязкая вода». Это таковая вода, которая обработана в целях понижения возможности растекания и образует специальную пленку, прилипающую к пламенеющему материалу. В этом разделе надлежит отметить, что воду не стоит использовать для тушения веществ, бурно реагирующих с ней с выделением тепла, горючих, а еще ядовитых и коррозионно-активных газов. Таблица 3 – Препараты и материалы, при тушении которых небезопасно использовать воду и прочие огнетушащие средства на ее основе Вещество (материал) Степень опасности Азид свинца Взрывается при увеличении влажности до 30% Алюминий, магний, цинк, цинковая пыль При горении разлагают воду на кислород и водород Битум Подача компактных струй воды ведет к выбросу и усилению горения Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов Реагируют с водой с выделением водорода, возможен взрыв Гидросульфит натрия Самовозгорается и взрывается от действия воды Гремучая ртуть Взрывается от удара водяной струи Калий, кальций, натрий, рубидий, цезий металлические Реагируют с водой с выделением водорода, возможен взрыв Карбиды алюминия, бария и кальция Разлагаются с выделением горючих газов, возможен взрыв Негашеная известь Реагирует с водой с выделением большого количества тепла Серный ангидрид При попадании воды возможен взрывообразный выброс Основная масса прогрессивных технических средств, что пребывают на вооружении пожарной охраны, дают возможность использовать именно на тушение очага пожара лишь 5-10 % поданной на тушение воды. Практически 90-95 % воды при всем при этом вполне возможно считать напрасно пролитой. Нередко урон от напрасно пролитой воды наносит великие утраты. В следствии этого обширно и нередко используемая вода при тушении пожаров не имеет существенной производительности. Отсюда вытекает значимость и значимость применения смачивателей с целью совершенствования черт воды. 2.1.3.Хладоны как жидкофазное охлаждающее вещество Хладоны (фреоны) как всепригодные огнетушащие препараты, оказавшиеся не лишь в газообразном, но и в водянистом состоянии используются для тушения разного семейства пожаров. В этом случае они считают свое использование, в роли жидкофазных огнетушащих составов охлаждающего воздействия. Фреоны – галогеноалканы, фтор-и-хлорсодержащие производные интенсивных углеводородов (главным образом метана и этана), применяемые как хладагенты. Хладоны в водянистом состоянии примут на вооружение в стационарных механических установках большого пожаротушения и в ручных огнетушителях. В таблице 4 представлены ключевые физико-химические свойства жидкофазных хладонов. Таблица 4 – Ключевые физико-химические свойства жидкофазных хладонов Свойство Название хладона 13В1 (CF 3 Br) 114В 2 (C 2 F 4 Br 2 ) 12В1 (CF 2 ClBr) Т-ра кипения,°С -57,8 47,5 -4,0 Т-ра замерзания, °С -168,0 -110,5 -160,5 Огнетушащая концентрация, % по объему 5,0-6,0 2,0-2,5 6,5-7,5 Более эффективны комбинированные огнетушащие составы, действующие в одно и тоже время по механизмам ингибирования, остывания и разбавления. Для большого тушения могут использовать азотно-хладоновые и углекислотно-хладоновые огнетушащие составы, для поверхностного тушения – азотно-водо-хладоновые и хладоно-порошковые. Фирма 3-M придумала огнетушащее вещество современной разработки Novec 1230 (флуорокетон С-6), превосходящее хладоны по безопасности для экологии и самочувствия человека. Новейший противопожарный агент относится к уровню фторированных кетонов (формула CF3CF2C(O)CF(CF3)2), съедает тепло эффективнее воды, обладает одной из самых невысоких из числа ГОТВ огнетушащих концентраций и хорошей для использования в системах пожаротушения температурой кипения 49,2°C. Novec 1230 (Фторкетон ФК-5-1-12) – жидкость без цвета и аромата, порой именуемая «сухой водой»; шестиуглеродное вещество, разряд– фторированный кетон. |