(5.88)

Для нижнепредельных смесей теплоемкость слабо зависит от температуры, поэтому величину можно оценить по формуле

К=1 . (5.89)

Теплосодержание газовой смеси, нагретой от Г до Г, содержащей горючий компонент в количестве У, может быть представлено соотношением:

АН = Q„Y, = С(Т„, - То) + С,{Тг - Гр). (5.90) Г5)и

поэтому

После преобразования получим формулу для определения предельной температуры адиабатического пламени нижнепредельных смесей:

пр - о +

(5.92)

Для смеси, содержащей горючий компонент в концентрации ниже стехиометрической, запишем формулы теплового баланса, аналогичные двум первым уравнениям:

1 бнАКг = с,{т-т)+слтпг-т.) + с„лт°-т)

1енА}г=ВДр-о

г "(Н); Tj.=Tj

поэтому

СД2У,„,-У°),=,„=0. Вычитая из первого уравнения системы второе, получим:

я/"

ih) г >--- ,

из которого получим две формулы:

!=£Н

(н)-

(5.94)

(5.95)

(5.96)

В формуле (5.92) произведение слабо зависит от природы горючего и является практически постоянной величиной, поэтому и предельная температура адиабатического горения нижнепредельных смесей изменяется в узком диапазоне 1400 ±90 К.

В формуле (5.95) второй член правой части много меньше Y°/2, поэтому для практических целей величину НКПВ можно принимать равной половине стехиометрической концентрации горючего.

Для расчета области воспламенения, при наличии флегматизатора -треугольника флегматизации, получены следующие уравнения:

1 9ф=-

Gh AT

-(Сг-Св)

(5.96.1)

ф1=1оо-ф?.

Для расчета концентрации горючего при заданном содержании флегматизатора преобразуем оба предыдущих соотношения относительно:

при (pj. < (р°

(Рг =

Сг10() + <Рф(Сф-Сг) -(Сг-Сз)

(5.97)

при <Рг><Рг

Упростим оба выражения, обозначив:

ЮОСр

Л==?г(н)=---- ;

(5.98)

(5.99)

(5.100)

А = <Рт = 100

4,76/3-(Св-Cj

"4,76/3(Q-Q)-AT

(5.101)

(5.102)

В результата получим систему двух уравнений, описывающих верхнюю и нижнюю линии треугольника флегматизации:

при (рг><Рг

<г>г=<г>г(н)-В2<г>Ф (.юз)

при фгФг

(5.104)

При использовании флегматизатора, состоящего из нескольких компонентов, величину МФКФ рассчитьшают также по формуле, но вместо Сф подставляют величину теплоемкости, найденную по формуле:

Сф=СХ. (5.105)

Если флегматизация горючей газовой смеси проведена комплексно, например путем предварительной замены части воздуха на азот и затем добавлением фреона, то в этом случае состав горючей смеси будет обогащен горючим по сравнению со стехиометрическим соотношением и в качестве ингибитора будет являться смесь азота, фреона и избытка газа. В этом случае МФКФ можно определить по формуле

Qii/{l + r)a-C°AT

а/а-ы)"«+(с7=~с°). (•«)

где и

« = 1 + 4,76/3.

VI. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ТЕОРИИ ТУШЕНИЯ ПЛАМЕНИ ОГНЕТУШАЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Наиболее доступным, дешевым и безвредным средством туше- ния пожаров является вода. Водой тушат более 80% всех пожаров в стране. В том числе на долю водных растворов смачршателей при-j ходится до 12% потушенных пожаров.

Пена используется, как правило, для тушения пожаров горючие! жидкостей и подвальных помещений, их доля в общем балансе туше ния достигает 7%.

Порошками тушится около 1% всех пожаров. Газовыми соста- вами тушится около 0,1...0,2% пожаров - в основном это вычислительные центры и установки под напряжением.

Несмотря на невысокий процент пожаров, потушенных rasoBbiJ ми и порошковыми средствами, их роль в пожаротушении незаме- нима хотя бы в силу их малой электропроводности, незначительног воздействия на защищаемый объект и возможности оперативног применения в условиях низких температур.

Применение фторсодержащих композиций коренным образом изменило взгляд на противопожарные пены. Изменились критерии оценки качества пены и технология их применения для тушения пс жаров нефтей и нефтепродуктов. Несмотря на высокую стоимс этих пенообразователей, они приняты на вооружение пожарной oxpa-j ны США, ФРГ, Италии и Японии.

Пена является наиболее эффективным средством тушения по-1 жаров нефти в резервуарах и в амбарах для хранения нефти. В зави- симости от специфики защищаемого объекта используются различ-J ные виды пенообразователей и пены различной кратности.

При тушении пожаров в резервуаре и при аварийном истеченг нефти применяют низкократную пену кратностью от 3 до 6, получен-1 ную из растворов фторсинтетических пенообразователей, а при ту-J шении пожара в помещении насосной по перекачке нефтепродуктов применяют высокократные пены кратностью более 400.

Для получения пены высокой кратности применяют углеводе родные синтетические пенообразователи, а для формирования низко-1 кратной пены используют фторсинтетические составы, которые не*

смешиваются с углеводородами и придают водному раствору необычайно низкое поверхностное натяжение.

Отдельная группа пенообразователей предназначена для тушения пламени водорастворимых горючих жидкостей, которые получили название «полярные», это спирты, кетоны, эфиры и т. д.

Механизм тушения пламени ГЖ пеной

Механизм тушения горючих жидкостей пеной во многом определяется природой горючего, составом и свойствами компонентов пенообразователя, структурой пены и способом подачи ее в процессе тушения.

Горение ГЖ происходит в паровой фазе при наличии и доступе кислорода воздуха, поэтому для прекращения пожара достаточно прекратить доступ в зону реакции одного из компонентов - горючего или окислителя, либо отделить эти компоненты пространственно.

Применение пены позволяет снизить скорость испарения за счет создания механической преграды для диффузионного и конвективного выноса паров в зону взаимодействия с поступающим кислородом воздуха.

Поддержание на поверхности ГЖ определенного слоя пены возможно только при условии его постоянной подпитки свежей пеной, так как пена разрушается под действием тетшового потока от факела тшамени и в результате контактного взаимодействия с органической жидкостью. Поэтому в процессе тушения пена находится в непрерывном движении, перемещаясь по поверхности горючего, а скорость ее растекания будет зависеть от вязкости и предельного напряжения сдвига пены, от величины поверхностного давления, направленного навстречу движущейся пене, и удельной скорости контактного разрушения пены горючей жидкостью.

Детализацию механизма тушения пожаров ГЖ пеной можно провести, используя наиболее характерные ситуации:

1. Тушение нефтепродуктов обычными углеводородными пенообразователями пеной средней кратности из эжекционных пеногенераторов.

2. Тушение пожаров нефтепродуктов фторсинтетическими пенообразователями.

3. Тушение водорастворимьтх полярных ГЖ углеводородными и фторсодержащими пенообразователями.