+7 (812) 755-81-49
+7 (812) 946-37-01





Главная  Тушение пожаров нефти 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Природа ПАВ оказывает влияние на величину КРП пены. Каче ственно можно отметить, что во всех случаях величина КРП была ниже для пены, которые образованы из растворов ПАВ, обладающих поверхностной активностью в концентрированных водноорганичес-ких растворах, и соответственно меньшим значением параметра Со

Основные стадии процесса контактного разрушения пены содержащих полимерные соединения, подробно рассмотрены в работах [198 ] и включают:

• смешение раствора пенных каналов с органическим веществом;

• дестабилизацию пенных пленок и каналов за счет потери поверхностной активности ПАВ и их разрушение;

• выделение зародышей полимерного вещества из водно-органической смеси и растекание их совместно с раствором по поверхности органической жидкости;

• образование исходной сетчатой структуры пленки;

• непрерывное уменьшение проницаемости сквозных отверстий и увеличение толщины пленки в процессе синерезиса пены.

Автор указывает [198], что наличие пониженного давления в каналах Плато-Гиббса является одной из причин, вызывающих сме-шение водного пенообразующего раствора в пенных каналах и органического растворителя при их непосредственном соприкосновении. Проникновение растворителя ведет к снижению поверхностной активности молекул пенообразователя.

В результате пена дестабилизируется и разрушается, а пенообра-зующий раствор попадает на межфазную поверхность. До разрушения пены и смешения водного раствора с органическим растворителем в горизонталыюй плоскости пены должна сфор-мироваться полимерная сетка.

В работе [199] предполагается, что в процессе подачи пены на поверхность горения, после разрушения первых ее порций в результате контактного взаимодействия, на этом участке уже сформировалась полимерная пленка. При этом принято, что на гшощади, покрытой пеной, удельная скорость разрушения пены равна нулю. Разрушению подвергается только наружный слой пены шириной / со скоростью, соответствующей максимальной скорости разрушения пены неразбавленным растворителем.

Процесс тушения пламени нефти и нефтепродуктов в условиях интенсивного движения жидкости при подслойной подаче пены подробно рассмотрен в работе [13].

При анализе модели, описывающей данный процесс тушения, были учтены факторы, связанные с возникновением интенсивного поверхностною и объемного движения нефтепродукта при подъеме

пены. К ним относятся:

• возникновение на поверхности нефтепродукта «буруна» и встречного движения жидкости к пенному слою;

• удержание части пены потоками горючей жидкости;

• механический захват и коллоидное растворение нефтепродукта в пене в зависимости от режима ее ввода пены;

• влияние количества пенных насадков и их расположение на параметры СПТ;

Расчетные соотношения, для определения скорости движения поверхностного слоя и восходящего потока нефтепродукта, были заимствованы из работ Блинова - Худякова - Реутта [2-4].

В работах [203, 204] определены основные направления оптимизации огнетушащих составов, используемых в «подслойном» пожаротушении на основе фторсинтетических ПАВ. Приведены установки «подслойного» пожаротушения. Описаны результаты лабораторных исследований. Определены термодинамические коэффициенты растекания раствора по горючей жидкоста, на основе которых оптимизирована рецептура пенообразователя. Приведены значения критической интенсивности подачи пены при подслойном тушении гептана.

Анализ литерагурных источников по тушению горючих жидкостей подачей пены низкой кратности под слой продукта за рубежом показывает, что вопросом подачи пены под слой горючего западные страны занимаются уже достаточный промежуток времени.

Для проверки эффективности средств и способов противопожарной защиты резервуаров большого объема с ГЖ, важно иметь надежные, объективно отражающие реальные закономерности математические модели.

В работе [111] приводятся краткие сведения о наработках в этом направлении сотрудников группы пожарных исследований при МВД Великобритании.



в математической модели в качестве модулей включены описания конвективной колонки над горящим резервуаром, учитывающие процессы тепломассопереноса при внешнем ветровом воздействии а также взаимодействия колонки с пенными и водяными струями подаваемыми с целью тушения пожара.

Для учета масштабного фактора данные, полученные ранее на резервуарах меньших размеров, используются путем экстраполяции. Однако неопределенность некоторых параметров (рис. 2.26) вынуждает постоянно коррелировать разрабатываемые математические модели с данными экспериментальных и реальных пожаров на резервуарах.

Систематические научные исследования, проведенные для выяснения механизма тушения пеной, описаны в работах [205-210]. В этих работах поэтапно рассматриваются различные аспекты процесса тушения нефтепродуктов пеной.

В работе [204] уделяется внимание анализу процесса термического разрушения пены загрязненных нефтепродуктов. Рассмотрим роль отдельных факторов в загрязнении пены при ее продвижении через слой нефтепродукта:

• смачивание и растекание углеводорода по поверхности пленок пены и концентрирование в области пенных каналов;

• солюбилизация (коллоидное растворение) углеводорода в водном растворе пенной эмульсии;

• образование микроскопической эмульсии в процессе контактного разрушения пены ГЖ с последующим захватом ее пенными каналами;

• формирование обширного переходного слоя между водным раствором и горючей жидкостью, состоящего из эмульсии масла в воде.

Самопроизвольное растекание горючего по пенной эмульсии может быть предотвращено, если поверхностное натяжение водного раствора не превысит сумму поверхностного натяжения углеводорода и межфазного натяжения границы «горючая жидкость - раствор ПАВ».

В этом случае горючее будет вытесняться из пенной эмульсии. Возможность солюбилизации углеводорода возрастает, если наряду с фторированными ПАВ используются углеводородные ПАВ, способные растворяться в маслах (малорастворимые соединения).

Кроме того, концентрация углеводородных ПАВ становится на-только большой, что в растворе, наряду со смешанными мицелла-*1И образуются агрегаты углеродных ПАВ, которые способны растворить нефтепродукты.

Процесс солюбилизации сопровождается перераспределением ПАВ между соприкасающимися фазами и послойным разрушением пенной эмульсии, которое в свою очередь ведет к образованию пенной эмульсии масла в воде.

Рис. 2.26. Прорыв пламени у нагретого борта резервуара при подаче пены подслойным способом в РВС-5000


Микроскопическое эмульгирование происходит интенсивнее в системах с очень низким межфазным натяжением, что характерно для смеси ПАВ с большим содержанием углеводородного стабилизатора.

Эмульсия хорошо захватывается пеной и целиком выносится с нею на поверхность горяшей жидкости.

Эмульгирование является следствием потери пенной устойчивости, которая в данной ситуации обусловлена избыточным содержанием углеводородного и гюниженным содержанием фторированного ПАВ.

2.7. Теоретические основы процесса тушения пожаров пеной Формирование переходного эмульсионного слоя на границе между водным раствором и горючей жидкостью ведет к потере части стабилизатора, который концентрируется в эмульсии при прохождении пены и оказывается бесполезно утраченным в процессе тушения.



Авторами [204] предложены соотношения для определения с -рости разрушения пены от факела пламени. Этот анализ представл" формулами:

zQb I

где: qT - тепловой поток. Дж-м"-с; - удельная тепло.а, необходимая для нагрева водного раствора углеводородного ПАВ до температуры десорбции, а для фторированных ПАВ -удельная теплота испарения воды, Джкг; z - коэффициент формы пузырьков пены; q - секундный расход пены, кг-с; в - степень покрытия поверхности до тушения, в = 5-5,;; S, - площадь поверхности под пеной, м; S„ - площадь поверхности горения до тушения, м; Uj- удельная скорость термического разрушения пены, кг-мс.

В работе [207] описаны результаты укрупненных испытаний эффективности различных пенообразователей для использования их в системе подслойного тушения пожаров.

Результаты исследований представлены авторами в виде симости времени тушения от интенсивности подачи пены (рис. 2.27 и 2.28).

Авторами получена упрощенная формула для расчета време тушения пожара в резервуаре при подслойной подаче пены:

(2.4)

где 3 = q/S; - плотность пены, кгм"; h - средняя высс слоя пены, м;

Выражение для оценки величины критической интенсивности подачи пены - 3:

Q "О

(2.5)

В этой же работе показано, что величина оптимальной интен-ости подачи пены связана с критической соотношением:

(2.6)

3„,„ =2,43

Разрушение пенных пузырьков в верхнем слое приводит к тому, что оставшаяся часть раствора пленок испаряется, а фторированный стабилизатор стекает вниз, подпитывая нижележащие слои пены.

В результате послойного разрушения пены в нижележащих слоях увеличивается содержание фторированных и углеводородных ПАВ. 180

160 140 4 120 I 100 80 I- 60 40 20

<

1<

2,0!

Рис. 2.27. Тушение бензина(1, 3) и печного топлива(2, 4) «подслой-ным» способом подачей пены на основе пенообразователя «Универ-сальный-П»: 1,2 - зависимости времени тушения от интенсивности подачи пены; 3, 4 - зависимости удельного расхода от интенсивности подачи пены

о 0,025 0.05 0,075 0.01 0.125 Интенсивность подачи, кг/i/xc

При достижении определенной концентрации ПАВ эмульгированное горючее будет надежно защищено от коагуляции и в нагретых пленках, поэтому выделение капель нефтепродукта не произойдет, а пена сохранит изолирующее действие. Начиная с момента, когда содержание ПАВ достигнет предельного значения в оставшемся слое Пены, скорость разрушения пены резко снизится, поэтому эту толщину слоя можно принять в качестве минимальной тушащей для пены, «зафязненной» нефтепродуктом.

Таким образом, наступает момент, когда частично разрушаемая пена прекратит подпитывать зону горения парами эмульгированного горючего и обеспечит изоляцию паров горючего.

331331592



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

© 2007 RCSZ-TCC
Телеком оборудование
Поддержка сайта:
rcsz-tcc.ru@r01-service.ru
+7(495)795-01-39, номер 607919