Agenții de stingere a incendiilor și de flacără afară mecanisme

Sub compoziții de stingere (OS) înțeleg diferite substanțe și materiale care pot fi utilizate direct pentru a crea condițiile de încetare a arderii.

Toate sistemele de operare sunt clasificate în funcție de două criterii: starea de agregare, și mecanismul de terminare a arderii.

acestea sunt împărțite cu privire la starea de agregare:

- lichid (apă, soluții apoase de agenți de umectare, etc.);

- spumă (aer mecanic sau spumă chimică);

- materiale în vrac (nisip, sol, formulări speciale, etc.);

- gaz (gaz neutru).

Toți agenții de stingere au un efect combinat asupra procesului de ardere. Apa, de exemplu, se poate răci și izola (sau dilua) sursa de ardere; Formulările de pulbere izolează și inhibă reacția de ardere; cei mai eficienți compuși diluați de gaz și inhibă reacția de combustie, etc. Cu toate acestea, orice agent de stingere are o proprietate dominantă.

Pe mecanismul de flacara tot sistemul de operare este împărțit în:

- răcire sau reacție chimică zone de substanțe de ardere (apă, soluții apoase de agent de umectare, dioxid de carbon solid, etc.);

- Reacțiile diluanți în zona de ardere (gaze neutre, vapori de apă, etc.);

- izolante din materiale combustibile zona de combustie (chimice și spumă mecanică, materiale sub formă de particule necombustibile, foi, etc.);

- întârziind chimic reacție de combustie (freoni).

OS este distribuit pe scară largă în natură. În plus, tehnologia modernă permite de a primi astfel de sisteme de operare care nu există în natură. Cu toate acestea, nu toate sistemele de operare pot fi preluate de către agențiile și departamentele pentru situații de urgență, ci numai cei care îndeplinesc anumite cerințe. Acestea trebuie:

- au un efect ridicat de stingere cu un debit relativ redus;

- să fie accesibilă, ușor de utilizat și de cost redus;

- nu are efecte dăunătoare atunci când sunt utilizate pe oameni și materiale pentru a fi prietenoase cu mediul.

Proprietăți fizico-chimice și a mecanismelor de terminare a apei de combustie

Apa este una dintre cele mai comune și mai universale de agenți de stingere utilizate pentru stingerea incendiilor. Este eficient în stingerea incendiilor care implică substanțe de ardere, care sunt în toate stările de agregare. Este folosit cu succes pentru a stinge gazele de ardere, incendii de lichide inflamabile, lichide inflamabile, materiale combustibile solide.

Domeniul de aplicare a apei poate fi limitată din următoarele motive:

- apa nu poate stinge substanțe și materiale combustibile cu care vine în interacțiune chimică intensă cu evoluția căldurii și a componentelor combustibile (alcaline, metale alcalino-pământoase, carbură de calciu, etc.), precum și acizi și baze, cu care apa reacționează violent;

- apa nu se poate stinge incendiile în care utilizarea sa nu asigură condițiile de siguranță necesare pentru personal (de exemplu, electrice sub tensiune înaltă).

În toate celelalte cazuri, apa este sigur, eficient și, prin urmare, cele mai utilizate mijloace de stingere a incendiilor. Acest lucru se datorează combinația cea mai favorabilă a proprietăților fizice și chimice în ceea ce privește cerințele pentru compoziția de stingere a incendiului: stabilitate termică relativ ridicată, capacitate mare de căldură și căldura de vaporizare, inerția chimică relativă etc.

Apa ca agent de stingere, are dezavantajele sale. Punctul de congelare relativ mare și schimbările de densitate anomalie în timpul înghețării limita sever utilizarea acestuia la temperaturi scăzute. Viscozitatea relativ scăzută și tensiunea superficială ridicată afectează capacitatea sa de umectare și de a reduce astfel rata de utilizare în timpul stingerii.

Dar costul redus, prevalența ridicată, ușurința de utilizare, depozitare și transport comoditate, simplitate și controlabil de furnizare a zonei de ardere, siguranța utilizării, solvabilitatea bună și alte proprietăți pozitive compensează în mare măsură pentru lipsa de apă.

Apa - lichidul este incolor și inodor. Formulă chimică - H2O

Proprietățile fizice de bază de apă:

- r = densitatea de 1000 kg / m3;

- Temperatura tzam congelare = 0 ° C;

- p.f. = punct de fierbere 100 ° C;

- Densitatea de vapori de apă saturată la temperatura de 100 ° C și o presiune de 98,1 x 10 Pa luna martie rp = 0,6 kg / m 3;

- căldura specifică a canalului de compresie lichid = 4,19 kJ / (kg x K);

- căldura specifică a vaporilor în intervalul de temperatură de la aproximativ 100 până la 1000 C av = 2,52 kJ / (kg x K);

- căldura latentă de vaporizare a r = 2,260 kJ / kg;

- SRE tensiune superficială = 7,25 x 10 -3 N / m;

- viscozitate dinamică MW = 10 -3 (N × m) / 2 m;

- conductivitate electrică specifică (apă pură), la 20 ° C 1 / R = 400 ohm -1 × m -1.

În cazul în care flacăra se aplică apă atomizate, o mare parte sau aproape toate apa se evaporă, scăzând cantitatea maximă de căldură. 1 litru de apă introdusă în zona de ardere la vaporizarea și încălzirea deplină a vaporilor pentru a reduce temperatura flăcării, este în măsură să ia departe de flacăra 4860 kJ de căldură. Dacă presupunem că toată apa furnizată în zona flăcării, evaporat complet, mecanismul de disipare a căldurii și mecanismul de terminare a arderii va fi după cum urmează:

- reducere a temperaturii flăcării din cauza căldurii costul încălzirii picăturile de apă la temperatura de reflux:

- reducerea temperaturii în penei flacără a costului căldurii de vaporizare (evaporare):

- scăderea temperaturii flăcării prin amestecarea vaporilor de apă la 100 ° C, iar reactanții din cheltuielile zonale și căldură de reacție pentru încălzirea vaporilor de apă la temperatura din zona de ardere:

- amestec de diluare de combustibil în zona de ardere a reacției chimice cu vapori de apă;

- modificarea proprietăților termofizice ale mediului gazos în zona de ardere: cm cp; LSM și colab.

Cantitatea de căldură îndepărtată 1 kg de apă cu temperatură inițială de 20 ° C va fi egal cu:

= 4,19 × 1 × (100 - 20) + 2,260 × 1 + 2,52 × 1 × (1000 - 100) »4860 kJ / kg,

și anume 1 litru de apă introdusă în zona de ardere la vaporizarea și încălzirea deplină a vaporilor pentru a reduce temperatura flăcării, este în măsură să ia departe de flacăra 4860 kJ de căldură.

Proprietățile fizico-chimice și a mecanismelor de încetare a spumei de ardere

Corespondențe spumarea agent de stingere a incendiului, este utilizat pe scară largă în stingerea incendiilor. Acest lucru se datorează avantajelor pe care le posedă, în comparație cu sistemul de operare, cum ar fi apa tradițională. Utilizarea de spume pentru a reduce timpul de stingere a incendiilor de 3 ori, pentru a reduce pierderile de materiale de la incendii la 1,5 ori.

Spuma este un sistem cu două faze grosiere constând din celule umplute cu gaz și un pelicule de lichid separat. Gaze (sau abur) umplerea celulei, aceasta este faza dispersată și lichidul - mediul de dispersie. Faza lichidă se numește compartiment spumă.

Structura spumei este definită prin raportul dintre volumul de gaz Vr și faza lichidă Vl per unitate de volum. În cazul în care volumul fazei gazoase depășește volumul de lichid nu mai mult de 10-20 de ori, adică Vg / Vl <10-20, ячейки, заполненные газом, имеют сферическую форму. В таких пенах пузырьки окружены слоем жидкости относительно большой толщины. С увеличением отношения Vг /Vж до нескольких десятков или даже сотен толщина пленки жидкости, разделяющей газовые объемы, уменьшается, а газовая полость утрачивает сферическую форму и трансформируется в многогранник, причем форма многогранника может быть самой различной - параллелепипеды, треугольные призмы, тетраэдры и т.д.

Pluralitatea spumei este spuma raportul Vp la volumul fazei lichide din care este obținut:

Dispersnostpeny Dp estimat sau dimensiunea medie a spumei bule dav. sau distribuția lor dimensiune:

unde di - diametrul fracției cu bule;

åNi - numărul total de bule toate fracțiunile;

Ni - numărul de bule fracție i cu diametrul di.

Se poate observa că cu diametrul bulelor de spumă în scădere crește dispersia. În cazul în care bulele sunt de aceeași dimensiune, spuma se numește monodisperse, în cazul în care există mai multe mărimi (fracțiuni) de bule, spuma numite polidispersa.

În dispersia spumei influențează proprietățile fizico-chimice ale agentului de spumare, metoda de amestecare a fazelor, generator de proiectare spumă, etc. Cu cât dispersabilitatea spumei, deci este mult mai mobil. Odată cu creșterea dispersibilitate scade sale cu spuma de multiplicitate.

În funcție de multitudinea de spumă împărțite în patru grupe:

1. Penoemulsii K <3;

2. spumă redusă expansiune, 3 <К <20;

3. Spumă raport mediu, 20 <К <2 00;

4. Spume high multiplicitate K> 200.

În practică stingerea incendiilor utilizează toate cele patru tipuri de spumă, care sunt obținute prin diferite metode și cu diferite dispozitive:

· Penoemulsii - jet-coliziune fără soluție pentru stingerea incendiilor de ulei în hambare.

· Spumă de expansiune redusă - un generator de spumă, în care aerul este evacuat este amestecat cu o soluție de agent de spumare.

· Spuma rata medie frecventa - pe grile metalice generatoare de spuma de ejecție.

· Spumă de înaltă expansiune - în generatoare cu o poverhnomtyu Foi perforate de metal subțire sau echipamente speciale, ca urmare a presurizarea aerului forțat în generatorul de spumă de ventilator.

- ognestoykostpeny caracterizează comportamentul în condiții reale de stingere a incendiilor.

- vyazkostpeny caracterizează tartinat și estimată dinamic coeficient de vâscozitate m, sau forfecare stres s. Coeficientul de vâscozitate dinamică crește odată cu creșterea multiplicitate de spumă și dispersia acestuia.

- Densitatea spumei depinde de raportul dintre faze lichide și gaz, și poate varia de la 0,5 la rzh valori apropiate de Rg (Rg rzh și - densitatea fazelor lichide și gaze, respectiv). Spumele folosite pentru stingerea incendiilor, de obicei, au o densitate de 10,5 kg / m3 sau mai mică.

- elektroprovodnostpeny proporțională cu cantitatea de lichid conținută în acesta. Sa stabilit experimental că raportul dintre conductivitatea electrică a lichidului la electroconductivity spumei este dependentă liniar cu raportul dintre densitatea lor. Ecuația care descrie această relație este după cum urmează:

în cazul în care XQ. Xn - conductivitatea specifică a soluției și spumă, respectiv.

Transferul de căldură are loc prin spumă și bule de gaz prin pelicule de lichid între ele. Datorită prezenței spumei de conductivitate termică în fază gazoasă este neglijabilă.

2.2.2. Stabilitatea spume și distrugerea acestora.

Spuma, precum și orice sistem dispersat nu este durabil. Acest lucru se datorează prezenței energiei de suprafață în exces, proporțional cu suprafața sub fază lichidă - gazoasă. Prin urmare, din moment ce formarea spumei în ea au loc procesul de îmbătrânire, care rezultă în spuma modifică proprietățile. colapsul spumei în condiții normale este rezultatul expirării lichidului (sinereză) și lacrimă în interiorul filmelor de spumă. Rezultatul este o modificare a structurii.

În practica actuală de stingere a incendiului spumă este distrus, ca urmare a deformării de bule prin acțiunea forțelor de frecare atunci când se deplasează, efectele termice ale mediului, etc. curentii convectivi proces de distrugere poate fi descrisă intensitatea fracturii, care este determinată de formula .:

în care descărcare DvP - volumul de spumă distrus în timpul unui interval de timp Dt;

Vn - volumul inițial al spumei.

În prezent, cel mai adesea folosesc termenul de „stabilitate a spumei“. Ustoychivostpeny Sn - este capacitatea sa de a menține volumul, compoziția sub formă de particule și pentru a preveni sinereză.

Există următorii parametri ce caracterizează stabilitatea spumei:

- spumă de stabilitate de volum. Caracterizat prin momentul distrugerii a 25% din volumul inițial.

- rezistență la desecare (la sinereză). Caracterizat prin alocarea de timp de spumă lichidă 50%.

- stabilitate structurală. Caracterizat printr-o schimbare de timp în care diametrul mediu de bule la 25% din valoarea inițială.

- stabilitate termică. Caracterizat prin momentul distrugerii tuturor volumului de spumă sub acțiunea fluxului termic de flacără.

- rezistență acțiunii de izolare. Caracterizat printr-un timp în care stratul de spumă previne aprinderea lichidului sursă de flacără deschisă.

Sn - inversul intensitatea de distrugere:

Sa a fost evaluată cu perioada în care spuma se alocă 50% din volumul fazei lichide din care este derivat, adică 50% din compartiment.

Pentru spumele multiplicitate 100-1000 timp compartiment de separare de 50% la 20 ° C, este descrisă de următoarea relație empirică:

unde d - fracțiuni cu diametrul de bule Kn - multiplicitate spumă.

stabilitate a spumei depinde de mulți factori, dar ar trebui să fie următoarele: temperatura mediului ambiant, spumă dispersnot (mono sau polidispersa), înălțimea acestuia pat multiplicitate, presiunea elastici vaporilor combustibile fluid, acțiunea mecanică pe ea în timpul mișcării, adică,

Pentru a îmbunătăți stabilitatea spumei în care substanța este administrată stabilizatori (săruri ale metalelor polivalenți, alumină, polivinil alcool, esteri de celuloză, poliacrilamidă, proteine, etc.).