ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аэрозольные огнетушащие составы из "Пороха, топлива, заряды Том 2" В странах бывшего СССР для решения задач пожаротушения традиционно применялись материалоёмкие централизованные автоматические установки водяного, пенного и газового действий. В связи с потерей единого экономического пространства комплектация таких систем стала проблематичной. По ряду причин в настоящее время в России широкое распространение получают активные автономные системы пожаротушения, в том числе, с использованием твёрдого топлива. Их характерным признаком является и большая эффективность по сравнению с традиционными огнетушащими веществами /46/. Это отдельный класс аварийных систем на твёрдом топливе. [c.122] Каждый из трёх факторов является сложным суммарным процессом ряда более элементарных стадий /47,48,49/. При этом они не просто дополняют друг друга, но находятся в сложной взаимозависимости. Так, гетерогенное ингибирование включает в себя охлаждение реакционной зоны, эмиссию вещества порошковой зоны в зону горения, дезактивацию активных частиц пламени (АЧП). Последняя стадия также состоит из составляющих адсорбция - рекомбинация - десорбция. [c.123] В случае 8102 образуется радикальный центр 8102, способствующий разветвлению цепей, а не их обрыву. Именно поэтому тонкоиз-мельчённый песок не гасит пламя. [c.124] Так называемый, эффект огнепреграждения , описанный в работе /48/ как отдельный самостоятельный процесс, строго говоря, не существует. Под ним подразумевается гетерогенное ингибирование, в котором сетка , кольца или порошковое облако играют роль третьей частицы , необходимой для аккомодации энергии налетающих АЧП, без чего реакция рекомбинации типа Н + Н — Нг невозможна. При этом энергия активной частицы пламени очень мала (порядка десятков и сотен электронвольт) в сравнении с массой одного из вышеназванных составляющих и не может привести к заметному нагреванию сетки , а охлаждение очага достигается в результате не увеличения теплоотвода, а резкого уменьшения теплоприхода из-за мгновенной гетерогенной тепловой гибели большого количества АЧП одновременно по всему объёму очага и, как следствие, прерывания цепных реакций горения. [c.124] В газовой фазе реакция рекомбинации типа Н + Н —Нг не происходит без участия третьей частицы ( стенки ). Поэтому гомогенное ингибирование протекает, в основном, в прямых газофазных реакциях АЧП + осколок порошковой частицы КаНз + Н — КН + Нг, а реакции типа Н + Н — Нг могут осуществляться лишь при условии, что одна из частиц водорода адсорбирована поверхностью частицы огнетушащего порошка. На кристаллической поверхности частиц не имеют места адсорбция молекул Нг, Ог, СН4 и не протекают реакции разветвления цепей типа Ог + Н О + ОН, а предпочтительнее процессы рекомбинации типа (Н)адс + Н — Нг с десорбцией продуктов Нг- Таким образом, все возможные реакции как гомогенного, так и гетерогенного ингибирования могут быть чётко разделены на возможные и маловероятные при тушении пожаров /46,47/. [c.125] В настоящее время комплексными экспериментально-теоретическими исследованиями на основе базисных положений порошкового пожаротушения изучены процессы образования дисперсных смесей, их физико-химические свойства и закономерности взаимодействия с углеводородным пламенем /11,12,51,52/. Рассмотрены отдельно и во взаимосвязи закономерности влияния процессов аэрозолеобразова-ния, в том числе выжигание кислорода воздухом и разбавление среды инертными компонентами /53,54,55/. Проведена оценка теплопоглощающей и ингибир5тощей способностей аэрозольных смесей, а также их составляющих. [c.125] Обобщение и анализ имеющихся данных показывает, что суммарное ингибирующее действие взвесевой смеси является сочетание тепловых факторов воздействия на пламя фазовые переходы, нагрев и т.д. и собственно гетерогенного ингибирования радикалов, генерируемых пламенем /11,12/. Эти факторы, скорее всего, дополняются ещё одним - эффектом взаимодействия (катализом) на определённые реакции в пламени, способствующим перераспределению тепловьще-ления по факелу и образованию компонентов с большей энергией разложения и малоактивных по отношению к окислению, например, сдвиг равновесия в сторону образования СО2 и Нг вместо СО и НгО. [c.125] Следовательно, наличие щелочных, металлов в пламени должно увеличивать концентрацию углеводородов, водорода и углекислого газа в низкотемпературной зоне, а также уменьшать температуру горения и градиент температуры в пламени. Экспериментальные данные подтверждают описанный механизм тушения /11,57/. При введении в огонь гомогенных ингибиторов, в частности С2С14ВГ2, происходит такая же перестройка температурного профиля и изменение газового состава. [c.126] Если не )Д1итывать отбор тепла на нагрев и фазовые переходы частиц аэрозоля, то общее количество вьщеленного тепла в пламени практически не меняется. Происходит только его перераспределение, в результате которого градиент температуры и её максимальное значение в пламени уменьшаются. Это ведёт к падению скорости распространения огня и, как следствие, его отрыву и уносу парами горючего, испарение которого более инерционно и не успевает подстроиться под изменение скорости реакции в газовой фазе. [c.127] Гашение пламени, при росте в нём концентрации аэрозоля, таким образом, происходит в три стадии /46/. На первой область пламени заметно сужается и в нём начинает вьщеляться более яркая внутренняя часть. Затем внизу появляется тёмная зона, наиболее удалённые от основания части которой начинают вращаться в горизонтальной плоскости, изгибая факел и как бы его закручивая. При этой высоте тёмной зоны, пламя начинает практически отрываться от своего основания, возвращаясь к нему из верхней точки. В определённый момент происходит окончательный унос пламени, и оно уже не возникает вновь. [c.127] Более высокими характеристиками, по сравнению с пиротехническими композициями, обладают твёрдотопливные аэрозольобразую-щие составы баллиститного (табл.6.3) и смесевого типа (табл.6.4), часть из которых устойчиво производится серийно для различных генераторов /11,59,60/. Данное научное направление хорошо методически проработано, так как представляет собой трансфер научно-технического потенциала из военной сферы в гражданскую, поэтому мы на этом детально не останавливаемся /3,11,12,18,30/. [c.131] Огнетушащая способность аэрозоля АОС является важнейшим физико-химическим показателем эффективности и определяется комплексом свойств исходного заряда АОС и выделяемого при его горении твёрдофазного аэрозоля, которые обеспечивают огнетушащее действие на очаг пожара, а также конструкций генератора. Она характеризуется отношением массы сгораемого в генераторе заряда к единице объёма, при котором обеспечивается ликвидация модельных очагов пожара /62,63/. На практике необходимо обеспечивать нормативную величину удельного огнетушащего расхода, которая характеризует огнетушащую способность аэрозоля, получаемого из генератора конкретного типа в крупномасштабных испытаниях в условногерметичном объёме при нормальных исходных условиях. Номинальная величина расхода используется далее при расчётах требуемого количества установок пожаротушения для защищаемого объёма. [c.132] При прочих равных условиях эффективность аэрозольного пожаротушения тем выше, чем выше его огнетушащая способность. Для тушения различных материалов требуемая огнетушащая способность одного и того же генератора различна. В целом она определяется химическим, количественным и дисперсным составом твёрдой фазы аэрозолей, которые могут заметно изменяться. Даже в нормальных условиях вследствие происходящих эволюционных процессов снижерше концентрации активных химических соединений оксидов, гидроксидов - при образовании менее активных карбонатов, хлоридов и других, укрупнение твёрдых частиц при коагуляции, снижение их концентрации за счёт оседания частиц на твёрдых поверхностях и т.п., огнетушащая способность аэрозолей имеет тенденцию снижаться. В итоге, величина удельного массового расхода АОС, необходимая для тушения, растёт. [c.132] Наличие искусственной вентиляции, как и следовало, ожидать, сопровождается дополнительным уменьшением огнетушащей способности аэрозоля. С развитием скорости перемешивания, особенно в объёмах с повышенной влажностью среды и шероховатой поверхностью ограждающих и встроенных конструтсций, убыстряется процесс тушения. [c.133] При прочих равных условиях интенсивность подачи аэрозоля АОС во многом определяет эффективность объёмного способа пожаротушения, особенно в помещениях с различной степенью негерметичности. Значение общих закономерностей позволяет осуществить тушение пожара с возможно минимальными расходными показателями состава за минимальный отрезок времени. Кроме того, расход аэрозоля определяет режимы подачи, при которых в защищаемом объёме помещения, не возникают избыточные давление и температура. [c.134] По внешнему виду зависимости рис 6.2 близки к гиперболам и аналогичны закономерностям изменения времени тушения и удельного массового расхода традиционных средств пожаротушения /65,66/, При оптимальном значении интенсивности подачи аэрозоля ликвидация огня достигается с минимальным расходом средства. Левая ветвь кривой по рис 6.2, для которой закономерно уменьшение общего расхода АОС, характеризуется более быстрой доставкой аэрозоля в очаг и меньшим снижением его огнетушащей способности (при уменьшении роста размеров частиц и их потерь на твёрдых поверхностях). Правая ветвь обусловлена увеличением потерь твёрдых частиц аэрозоля на конструкциях и ускорением процесса роста их размеров за счёт коагуляции. [c.135] Вернуться к основной статье