+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

до необычайно низких величин - меньших, чем повепх тяжение углеводорода.

Этот случай («а» рис. 2.37.) описывается параметров:

РХностное,Я эщим,габопо71

следующим „аборо


Рис 2.38. Фрагмент процесса тушения пожара неЛтД пленкообразующим пенообразователем * 1


Рис. 2.39. Фрагмент завершающей стадии процесса тушения пожара нефти пленкообразующим пенообразователем


Параметр /,/ вводится для демонстрации возможности растека-углеводородной смеси по водному раствору, если концентрация нообразователя очень мала и не обеспечивает существенное снижение поверхностного натяжения.

В случае («б» рис.2.37.), который характеризуется набором:

Л<0; /,о>Л/, о<о„ (2.18)

термодинамически устойчивая водная пленка на горючей жидкости не образуется, т. е. поверхность горючего покрыта не сплошной пленкой. Профиль контакта пенных пленок с топливом выглядит в виде смачивающих, но не растекающихся менисков (рис. 2.37 «б»).

Возможно образование неравновесной пленки - как результат слияния смачивающих менисков пленок, особенно при использовании высокодисперсной пены. В этом варианте существует поверхность испарения, хотя она минимальна.

В случае, когда величины поверхностного натяжения раствора и горючего близки или равны друг другу:

/«>0; /,о</о,; о,--о,, (2.19)

водная пленка на границе раздела отсутствует. Пенные пленки и каналы ограниченно смачивают горючую жидкость. Пограничный слой пузырьков сверху замкнут пленками раствора, а снизу-органической жидкостью. В этой ситуации возникает устойчивая поверхность испарения. Площадь открытой поверхности испарения жидкости определяется дисперсностью пены - фрагмент «в» (рис. 2. 37);

/,т/о,; /«<0; а,<а„. (2.20)

Пенные пленки смачиваются углеводородом. Поверхность испарения большая, поскольку пограничный слой пенных пузырьков в большей мере образован горючей жидкостью - фрагмент «г» на рис. 2. 37.

Эта и предыдущая «в» ситуация реализуются при использовании в растворе недостаточной концентрации пенообразователя или когда молекулы пенообразователя выпали в осадок в результате взаимодействия с солями или концентрат пенообразователя не успел раст-ВДриться в воде за короткий промежуток времени от момента эжек-Ции в водный поток до попадания в пеногенератор.

Наконец, такая ситуация может возникнуть при использовании некондиционного пенообразователя, который в принципе не может еспечить низкое поверхностное натяжение рабочего раствора.



Влияние степени покрытия поверхности горения на удечьнуц скорость термического разрушения пены

При тушении нефтепродуктов скорость контактного разрущщ пены углеводородом много меньше, чем от термического воздействия факела пламени, поэтому рассмотрим факторы, определяющие скорость термического разрушения пены.

Скорость термического разрушения пропорциональна величие теплового потока зоны горения; причем тепловой поток от факела пламени изменяется от максимальной величины, соответствующей условиям стационарного горения жидкости, до очень малых значений, по мере подачи пены на горящую поверхность нефтепродукта и образования сплошного изолирующего пенного слоя.

Величина удельной скорости термического разрушения пе также снижается в процессе тушения. Разрушение пены происходит при нагреве жидкости в пенных пленках до температуры, при которой молекулы пенообразователя теряют поверхностную активность на ipannue раздела фаз.

В первый момент тушения удельный тепловой поток на поверхность пены имеет максимальную величину.

По мере продвижения пены открытая поверхность горящей жидкости уменьшается, снижается поток пара горючего вещества в зону горения, соответственно снижается и плотность теплового потока к поверхности от факела пламени. Поэтому удельная скорость разрушения пены будет переменной величиной.

Причина термического распада пены, стабилизированной обычными углеводородными ПАВ, заключается в утрате поверхностной активности их молекулами при температуре раствора 70...95 С. При этих температурах молекулы ПАВ десорбируются с границы раздела раствор-воздух, пленка пены теряет устойчивость и слой пузьфьков разрушается.

Пены, полученные из фторированных ПАВ (ФПАВ), обладают повышенной термической устойчивостью. В отличие от углеводородных ПАВ фторированные не утрачивают поверхностной активности и не десорбируются с поверхности пенных пленок даже при нагревании раствора до температуры 90...95 "С. Поэтому пены ю ФПАВ разрушаются в результате испарения воды из наружного слоя пенных пленок.

Удельное количество тепла, необходимое для испарения воды, в 8 • 10 Р больше, чем затраты тепла на нагревание ее до температуры кипения, поэтому термическая устойчивость пены из фторсодержаших пенообразователей в 5...8 раз выше, чем у традиционно используемых составов.

Несмотря на указанное отличие в терлшческой устойчивости пены, стабилизированных различными типами пенообразователей, анализ зависимости удельной скорости термического разрушения пены от степени покрытия поверхности горящей жидкости одинаков, хотя количественные параметры, которые входят в расчетные соотношения, будут различными.

Параметр Q, для обычных пен будет означать удельное количество тепла, необходимое для нагревания раствора до температуры, при которой утрачивается поверхностная активность, а для фторированных - это удельное количество тепла, необходимое для испарения воды при температуре кипения.

Количество тепла , поступающее от факела пламени к поверхности горючей жидкости в стационарном режиме горения, можно выразить через удельную массовую скорость ее выгорания U„ и удельную теплоту испарения Q;.

(2.21)

q„=2UQrS„. (2.22)

Учитывая, что примерно такое же количество тепла отводится на прогрев жидкости в глубину, в формулу (2.21) введем коэффициент 2.

Если часть поверхности закрыть, то уменьшится поток пара в зону горения и снизится тепловой поток к поверхности, т. е. он составит только часть от д„:

(2.23)

где S, - поверхность испарения.




По мере растекания пены по ГЖ площадь испарения сниса ся, а площадь под пеной 5возрастает. Очевидно, что

f-o. (2.24.

Введем понятие степени покрытия поверхности ГЖ пеной q

Для этого предыдущее соотношение разделим на общую площадь поверхности ГЖ до тушения S„, при этом отношение 5/ 5„ обозначим через в, т. е. в =S / S„, поэтому

(2.25)

Поток тепла, падающий на единицу поверхности, с учетом пре-дьщущих выражений:

(2.il

4f=2UQrii-0). (2.27)

Полагая, что скорость разрушения пены определяется испарением горизонтальных пленок, на долю которых приходится третья часть объема жидкости пены, получим, что удельная массовая скорость разрушения пены в три раза превышает скорость испарения пленок

Формула (2.29) получена для высокодисперсной пены с низкой кратностью (не более 10).

IРассчитаны величины Uj для пены на основе пенообразователей ПО-1Д (Т-Ф ПО-ЗАИ (Т = 75 "С) и фторированных пено-

бразователей «Форэтол» и «Универсальный» (рис. 2.40 и 2.41). "2

S 200

0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 Коэффициент покрытия геной поверхности ГЖ

Рис. 2.40. Интенсивность и скорость термического разрушения пены на основе пенообразователей ПО-1Д и ПО-ЗАИ под воздействием тепловых потоков зоны горения: 1, 2 - скорости разрушения пены для ПО-1 и ПО-ЗАИ, соответственно; 3, 4 - интенсивность разрушения для ПО-1Д и ПО-ЗАИ, соответственно

Для пены с иной структурой соотношений между объемами жидкости в пленках и в пене в целом иное. Чем выше кратность, тем меньше жидкости приходится на пленки пены, поэтому можно ожидать, что с увеличением кратности термическая устойчивость пены снизится.

В качестве горючей жидкости принят гептан. Средняя величина удельной массовой скорости выгорания гептана равна 0,02 кг-м-с.

Рис. 2.41. Интенсивность и скорость термического разрушения пены на основе пенообразователей «Универсальный» и «Форэтол»


0,02

0,04 0,06 0.08 Интенсивность, кг/м<!



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