+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

Чем больше доля спирта в смеси, тем сильнее сказывается влияние температуры горючего на процесс контактного разрушения пены

В экспериментах температуру горючего повышали как за счет предварительного нагревания смеси, так и в результате обеспечения более длительного времени свободного горения топлива. Разницы в условиях тушения при этом не наблюдалось.

Влияние жесткой и морской воды на огнетушагцую эффективность пены

В работе исследована возможность использования морской (же-1 сткой воды) при тушении смесевого топлива, поскольку во многих регионах приходится сталкиваться при тушении резервуаров с использованием жесткой воды.

На рис. 8.5 можно увидеть характерный пример тушения смеси бензина АИ-95 с ИПС пеной, полученной из пенообразователя «Уни-1 версальный» при использовании морской воды.

Установлено, что при использовании пенообразователей - «Универсальный-П», «Подслойный» (Россия), «Петрофильм» в сочетании с жесткой водой - эффективность тушения резко снижается, поскольку из данных пенообразователей невозможно было получить пену нужной кратности и приходилось увеличивать концентрацию пенообразователя в 3-4 раза.

Большинство пенообразователей, используемых в работе, показали, что принципиальной разницы при использовании жесткой воды не наблюдается, эффективность тушения сохраняется.

Кратность пены

Кратность пены при тушении имеет существенное значение, поскольку при подъеме пены через слой горючей жидкости толщиной 5-10 м часть раствора из пены низкой кратности - менее 4,0, опускается на дно и не участвует в тушении пожара.

При кратности пены более 8 пена сорбирует горючее больше, чем при более низкой кратности Существует оптимум по кратности пены, который расположен в диапазоне от 4 до 6.

Результаты исследований по тушению смесевого топлива пеной разной кратности представлены на рис. 8.6.

Эксперименты, проведенные с пеной разной кратности показали, что ее оптимальная величина сильно зависит от природы пенообразователя и концентрации рабочего раствора

«300 I Э Р

i 200

а. а

А ФС-203А О Универсальный □ Гидрал-3 О Штамер-3


Pitc. 8.6. Зависимость времени тушения смесевого топлива, содержащего (80% бензина АИ-95 и 20% ИПС) от кратности пены из различных пенообразователей при интенсивности подачи пены (J = 0,1 кг/(м--с)

О 2 4 6 8

Кратность пенообразователя

Контактная устойчивость пены

Контактнуто устойчивость пены испьгтьшали путем непосредственного нанесения пены на поверхность фиксированного объема горючей смеси.

Для использованных фторсинтетических пенообразователей важно определить их способность самопроизвольно растекаться по поверхности горючей смеси и обеспечивать предотвращение испарения горючих паров.

Для определения стойкости пленки из пенообразователя на поверхности смесевого топлива были проведены эксперименты по определению времени жизни такой защитной пленки. В результате оказалось, что лишь немногие пенообразователи способны иметь стойкую пленку, хотя и непродолжительное время, но это позволительно, так как по условиям эксперимента эти пленки в процессе испытания не получают свежей подпитки и афессивное топливо разрушает их за небольшой промежуток времени.

После экспериментов по определению изолирующего действия фторированных пленок на поверхности смесевого топлива стало очевидным, что такая же зависимость будет прослеживаться, если построить зависимость критической интенсивности подачи пены от вре-



мени изолирующего действия пленок из разных пенообразователей. Те пенообразователи, которые показали стойкую пленку, имеют гораздо меньший показатель критической интенсивности. Контактная устойчивость пены зависит линейно от концентрации пенообразователя: чем больше концентрация, тем лучше устойчивость пены.

8.2. Влияние концентрации полимерного компонента на процесс тушения

Особым свойством пенообразователей с полимерным компонентом является неоднозначная зависимость огнетушащей эффективности от концентрации пенообразователя в водном рабочем растворе. Это связано с тем, что увеличение доли полимера в рабочем растворе улучшает термическую устойчивость пены, но снижает скорость ее растекания по горючей жидкости.

Экспериментально установлено, что термическая устойчивость пены растет пропорционально концентрации полимерного компо нента (рис. 8. 7).

5 40

Лнсулит

0,09

0,06

0,03

2 4 6 8

Концентрация пенообраюваниа % об.

? Рис. 8.7. Влияние I доли полимерного компо-I нента на удельную ско-I рость термического разру-I шения и устойчивость I пены, полученньк из пено-g образователей с полимер-I ным компонентом: «Гид-рал ARC», ФС-600. «Лнсулит»

В исследованном диапазоне концентраций, зависимость термической устойчивости от времени, которая выражена величиной на-зва-ния испытанных образцов, указаны на графике обратной удельной скорости разрушения пены, удовлетворительно описывается ли- нейной зависимостью.

Эта зависимость передается эмпирической формулой:

Uo=[{\IU,)IC,-\IC = piC, (8.1)

где С-концентрация полимера, % об.; f/, - удельная скорость термического разрушения пены при концентрации, равной С,, кг-м"-с";

/3 = (l/t/,)/C,, (8.2)

т е. это удельная термическая устойчивость пенного слоя.

Величина параметра /3 зависит от природы полимера, фторсодержащих компонентов, молекулярной массы спирта и его доли в смесевом топливе.

Экспериментальные исследования зависимости средней толщины пенного слоя после тушения пламени в модельных горелках от содержания полимерного компонента показали, что по мере увели-че-ния доли полимера средняя толщина пенного слоя увеличивается (рис. 8. 8).

101-1-1-1-1-п=п-1-1-1-г

Рис. 8.8. Влияние доли (концентрации) полимерного компонента на среднюю толщину пенного слоя для пены, полученного из композиций «Гидрал ARC», ФС-600, «Ансулит»


2 4 6

Концентрация, % об.

Так же, как и в случае термической стабильности, средняя толщина пенного слоя линейно возрастает с концентрацией полимера в рабочем растворе.

Линейная зависимость может быть представлена эмпирической формулой:

h = h„ + aC, (8.3)

где h - средняя толщина пенного слоя, м; /г„ - средняя толщина пенного слоя при концентрации полимера С„, м;

а = А,/С, , (8.4)



при этом, л,-средняя толщина пенного слоя при концентрации полимера - С,, м, т. е. это удельная толщина пенного слоя; С - концентрация полимера, % об.

Комплексный анализ результатов эксперимента направлен на выявление основных закономерностей «подслойного» тушения пожара смесевых топлив пенами низкой кратности в резервуарах.

Тушение пожара нефтепродукта в резервуаре сопровождается нашплением и разрушением пены. Пена подается в резервуар снизу, через пенный насадок, непосредственно в смесевое топливо. В процессе подъема пена взаимодействует с горючим и формирует поток жидкости, который разносит ее к стенкам резервуара.

В результате контактного взаимодействия пены в процессе ее подъема и при растекании по зеркалу жидкости, часть пены разрушается. В зависимости от величины интенсивности подачи пены и агрессивности горючей смеси устанавливается соответствующая скорость накопления пены и ее продвижения по горящей поверхности.

По мере накопления пены формируется пенный слой, который постепенно закрывает горящую поверхность. Количественно, этот процесс может быть описан путем анализа уравнения материального баланса, которое записывается в виде суммы соответствующих прира-щешш:

dV= dVfi+ dVp , (8.5)

где F, Vh, Vp-объемы пены, поданной, накопленной и разрушенной, соответственно, м.

Для анализа конкретных моделей процесса тушения необходимо определить причины разрушения пены и получить в явном виде выражение для расчета удельной скорости разрушения.

Результаты исследований показывают, что в зависимости от типа использованного пенообразователя, а именно от наличия в его составе полимерного компонента, наиболее существенным фактором в процессе тушения может быть либо контактное разрушение пены сме-севым топливом, либо термическое воздействие факела пламени.

При подслойном тушении смесевых топлив с большим содержанием спирта, основной вклад в разрушение пены вносит контактное взаимодействие пены с топливом в процессе подъема и растекания пены по поверхности горения, т. е.;

Uf=-{Ur+U+U), (8.6)

где Uj - скорость термического разрушения пены, - скорость контактного разрушения пены на поверхности горючего, Ukb - скорость разрушения пены при подъеме через слой горючего, хр - соответствующая функция.

Существенным осложнением при анализе моделей тушения является изменение величины U-p по мере ликвидации горения. Скорость термического распада пены снижается по мере покрытия горящей поверхности.

Удельные скорости контактного и сорбционного разрушения пены остаются практически постоянными, если концентрация спирта в процессе тушения существенно не уменьшается.

Рассмотрим механизм контактного взаимодействия пены со смесевым топливом. При этом выделим два самостоятельных направления, связанных с типом использованного пенообразователя.

Первая группа пенообразователей не содержит полимерного вещества, но отличается особенно низким поверхностным натяжением рабочих растворов, а вторая группа пенообразователей обеспечивает устойчивость пены путем образования на границе с топливом полимерной разделительной пленки.

8.3 Разрушение водных тенок при контакте со смесями углеводородов и спиртов

Огнетушащая эффективность фторсинтетических пенообразователей и низкократной пены определяется изолирующим действием водных пленок. Время изолирующего действия пленок снижается по мере увеличения доли спирта в смеси.

Механизм формирования изолирующих пленок проходит через стадию самопроизвольного растекания пленок и образования изолирующего слоя, как под пеной, так и на открытой поверхности топлива.

Скорость процесса разрушения водных пленок определяется интенсивностью диффузионного проникновения или экстракции спирта из смесевого топлива. По мере накопления молекул спирта в пограничном слое формируется размытой слой, состоящий из смеси водного раствора со спиртом.

Разрушение изолирующей пленки происходит из-за десорбции молекул пенообразователя с межфазной границы. Процесс диффузи-



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