CC BY
25
dr inz. Stefan WILCZKOWSKI
Sekretarz Naukowy CNBOP - PIB
PR4DOWNICA POZARNICZA O ELIPTYCZNYM
r r 1
WYPLYWIE SRODKA GASNICZEGO1
Fire - fighting branch pipe with elliptical outflow of extinguishing agent
Streszczenie
W artykule opisano sposob poprawienia efektywnosci gaszenia pozarow grupy „B” proszkiem gasniczym poprzez zastosowanie pr^downicy o eliptycznym wyplywie srodka gasniczego.
Summary
The article describes the way of improving extinguishing efficiency of extinguishing powders for fires of „B” group by Rusing branch pipe nozzles with elliptical outflow of extinguishing agent.
Slowa kluczowe: gaszenie, proszki gasnicze, pr^downica gasnicza, eliptyczny - plaski wyplyw proszku, poprawa gaszenie, skrocenie czasu gaszenia.
Key words: extinguishing, extinguishing powders, fire - lighting branch pipe nozzle, elliptical - flat outflow of powder, improvement of extinguishing, shortening of extinguishing time.
Wst^p
Poszukiwanie nowych, lepszych sposobow ochraniania ludnosci i mienia, a takze skuteczniejszych sposobow gaszenia jest zasadniczym celem dzialania prawie wszystkich placowek naukowo-badawczych zajmuj^cych si? ochron^. przeciwpozarow^.. Do takiego
1 Strony w druku: 105-110; pages in print: 105-110.
dzialania naklaniaj^ urz?dy panstwowe strazy pozarnych wszystkich panstw swiata. Pozary, ktorym przeciwstawia si? ochrona przeciwpozarowa, zdarzaj^ si? bardzo cz?sto, czego dobr^ ilustraj s^ nizej zamieszczone dane na ten temat, uzyskane w Biurze Informatyki i L^cznosci Komendy Glownej PSP.
W latach 2005 - 2009 mialy miejsce w Polsce, w kolejnosci lat, nast?puj^ce ilosci pozarow: 2005-179 872, 2006-155 153, 2007-149282, 2008-161799 i 2009-159 122, w tym malych odpowiednio: 2005-163295, 2006-143304, 2007-140679, 2008-152079 i 2009149341.
Na uwag? zasluguje fakt, ze w okolo 30% przypadkach pozarow stosowany byl podr?czny sprz?t gasniczy, a w szczegolnosci poczynaj^c od 2005 roku - 53329, 42269, 44241, 44565 i 49668.
Jednym z wielu elementow mog^cych poprawiac bezpieczenstwo kraju jest zwi?kszanie efektywnosci gasniczej akcji gasniczych i sposobow gaszenia pozarow w tym pozarow malych.
Poczynione liczne obserwacje w czasie gaszenia pozarow cieczy palnych przy pomocy proszkow gasniczych zaowocowaly powstania idei zmiany formy przestrzennej podawanego strumienia proszku. Istot^ tej idei bylo pytanie, czy zmiana formy strumienia proszku moze poprawic skutecznosc gaszenia? Czy np. splaszczenie strumienia proszku zamiast dotychczasowego w przekroju okr^glym da spodziewany efekt? Zgodnie z tokiem rozumowania, ta sama ilosc proszku w postaci splaszczonej w porownaniu do strumienia o przekroju okr^glym, powinna w tym samym czasie pokryc wi?ksz^ powierzchni? plon^cej cieczy, a tym samym szybciej ugasic pozar ?
Podj?te w Centrum Naukowo-Badawczym Ochrony Przeciwpozarowej, w Zakladzie Srodkow Gasniczych, badania nad zmian^ sposobu podawania proszku gasniczego poprzez zmian? konstrukcji dyszy pr^downicy gasniczej proszkowej potwierdzily celowosc poszukiwan i wprowadzenia zmian.
Badania literaturowe
Sprz?t pozarniczy przeznaczony do podawania srodkow gasniczych wyposazony jest w pr^downice skonstruowane tak, ze wyplywaj^cy strumien srodkow gasniczych w przekroju poprzecznym zachowuje ksztalt okr^gly. Ten typ pr^downic jest powszechnie stosowany. Zdarzaj^ si? jednak sytuacje wymagaj3.ce innych rozwi^zan, Np. na lotniskach, gdy zaistnieje potrzeba przygotowania pasa startowego do awaryjnego l^dowania samolotu.
Wowczas, do polozenia warstwy ochronnej piany zapobiegaj^cej zapaleniu si? l^duj^cej maszyny, lotniska dysponuj^ odpowiednimi samochodami pozarniczymi wyposazonymi w dzialka o duzej wydajnosci. Przy wylocie pr^downicy takiego dzialka zamontowany jest deflektor powoduj^cy splaszczenie wyplywaj^cego strumienia piany. Celem tego rozwi^zania jest mozliwosc szybkiego i odpowiednio szerokiego uformowania ochronnego dywanu pianowego na plycie lotniska. Takimi samochodami pozarniczymi dysponuj^ wszystkie porty lotnicze w Polsce, w tym oczywiscie port lotniczy im. Fryderyka Chopina w Warszawie. Na zamieszczonej fotografii samochodu pozarniczego, przy dzialku widoczny jest omawiany deflektor. W zbadanej literaturze nie znaleziono informacji dotycz^cych innych konstrukcji dysz pozarniczych, z ktorych wyplywaj^cy strumienie srodkow gasniczych mialyby inny ksztalt w przekroju poprzecznym niz okr^gly.
Fot. 1. Samochod pozarniczy z widocznym deflektorem
Autor: mgr inz. Adam Gontarz
Opis procedury badawczej
Zamierzone badania przeprowadzono metod^ opisan^ w normie PN-92/C-83602/14 w zakresie dotycz^cym badania skutecznosci gasniczej grupy „B” i w mysl wprowadzonych modyfikacji zwi^zanych ze zmianami ksztaltow otworow w dyszy wylotowej pr^downicy.
Przyrzqd do gaszenia pozarow obiektow probnych
Ryc. 1. Przyrz^d do gaszenia pozarow obiektow probnych
1-zbiornik, 2- glowica z uchwytem, 3- elastyczny w^z gumowy, 4 - zawor, 5 - dysza wylotowa, 6 -rurka
syfonowa, 7 - manometr.
Przyrz^d do gaszenia pozarow obiektow probnych spelnial nast?puj^ce wymagania:
• calkowita pojemnosc zbiornika 7,5 ± 0,2 dm3;
• zbiornik przyrz^du napelniono proszkiem gasniczym przeznaczonym do gaszenia pozarow grup „BC”, masa proszku 3 kg;
• wykonanie zbiornika - wg Warunkow Technicznych Dozoru Technicznego DT UC -90/ZP;
• srednica wewn?trzna zbiornika 180 ± 2 mm;
• srednica wewn?trzna ukladu wyplywowego do dyszy wylotowej - minimum 10 mm;
• srednica wewn?trzna typowej dyszy wylotowej 5± 0,1 mm;
• czynnik roboczy spr?zone powietrze o temperaturze 20 ± 5o C;
• cisnienie czynnika roboczego 1 ± 0,05 MPa;
• dlugosc elastycznego gumowego w?za 0,8 wysokosci zbiornika z glowic^, lecz nie mniej niz 400 mm.
Przyrz^d byl wyposazony w manometr klasy 1,5, o zakresie wskazan 0^1,6 MPa. Przyrz^d dawal si? latwo napelniac proszkiem gasniczym i czynnikiem roboczym -spr?zanym powietrzem.
Prqdownica pozarowa
Ryc. 2. Pr^downica pozarnicza
Elementy konstrukcyjne pr^downicy pozarowej zastosowanej do badan:
1 -wydr^zony korpus pr^downicy, 2-dysze standardowa i szczelinowe stanowi^ wymienne zakonczenie pr^downicy pozarowej, 3-dzwignia umozliwiaj^ca uruchamianie i zatrzymywanie przeplywu proszku gasniczego, 4-trzpien zaworu, 5-tuleja, 6-nakr?tka samozaciskowa reguluj^ca stopien otwarcia, 7-spr?zyna trzpienia zaworu umozliwiaj^ca przerwanie wyplywu srodka gasniczego poprzez zwolnienie nacisku dzwigni 3 i dzi?ki spr?zynie powrotnej, 8-nakr?tka mocuj^ca, 9-gumowy pierscien uszczelniaj^cy.
Czynnik gasniczy przedostaje si? wydr^zonym korpusem 1 pr^downicy do wst?pnej komory dyszy, a nast?pnie przez stosown^ dla badan szczelin? na zewn^trz pr^downicy.
Dysze wylotowe prqdownicy
W czasie badan stosowano trzy dysze: dysza typowa o otworze okr^glym o srednicy 5 ± 0,1 mm i i dwoch o otworach jak na rysunku Nr 3.
Typ. „A” typ. „B”
Ryc. 3. Dysze wylotowe pr^downicy.
Obiekt probny do oznaczania skutecznosci gasniczej dla pozarow grupy „B”
Taca z blachy stalowej spawana o srednicy wewn?trznej 1480 ± 20 mm i gl?bokosci 150 mm.
Material palny
Benzyna samochodowa
Przygotowanie stanowiska i przyrzqdow do badan czas gaszenia
Przyrz^d do gaszenia napelniono proszkiem gasniczym w ilosci 3 kg powi?kszon^
o mas? proszku pozostaj^cego w przyrz^dzie po probnym wyplywie.
Do tacy wlewano 55 dm3 benzyny samochodowej i zapalano. Po zapaleniu, swobodne
palenie si? benzyny wynosilo 60 sekund do czasu uzyskania rownomiernego palenia. Po tym czasie przyst?powano do gaszenia pozaru przy pomocy przygotowanego przyrz^du gasniczego.
Otwierano zawor przyrz^du i gaszono benzyn? z odleglosci nie mniejszej niz 1,5 m od kraw?dzi tacy. Nast?pnie gaszono benzyn? z dowolnego miejsca.
Oznaczenie dla kazdej z przygotowanych trzech dysz wykonywano trzykrotnie. Dysze posiadaly otwory w postaci, jak to podkreslono wyzej: okr^glej/postac standardowa/, wydluzonego prostok^ta/splaszczona/ i z trzema otworami okr^glymi, ustawionymi w linii prostej.
W czasie badan intensywnosc wyplywu proszku, bez wzgl?du na ksztalt i ilosc otworow w dyszy, byla taka sama i wynosila 375,0 g/s.
Czasy gaszenia mierzono przy pomocy sekundomierza z dokladnosci^ do 0,2 cz?sci sekundy.
Wyniki badan
Numer badania Otwor /-ry/ w dyszy Poprzeczny ksztalt strumienia Czas ugaszenia Sredni czas ugaszenia
1. Standardowy Okr^gly 8,2 sek. 8,13 sek.
2. Standardowy Okr^gly 7,8 sek.
3. Standardowy Okr^gly 8,4 sek.
4. Splaszczony Eliptyczny 4,4 sek. 4,20 sek.
5. Splaszczony Eliptyczny 4,2 sek.
6. Splaszczony Eliptyczny 4,9 sek.
7. 3 otwory w linii Eliptyczny 4,2 sek. 4,00 sek.
8. 3 otwory w linii Eliptyczny 3,8 sek.
9. 3 otwory w linii Eliptyczny 4,0 sek.
Analiza wynikow badan
Przeprowadzone badania i uzyskane wyniki potwierdzily zalozon^ na pocz^tku tez?, ze poszukuj^c nowych rozwi^zan zmierzaj^cych do poprawienia skutecznosci akcji gasniczych moze byc zmiana formy podawania srodkow gasniczych. Dobrym przykladem tego stwierdzenia jest woda, ktorej efektywnosc gasniczy mozna zwielokrotnic poprzez znacz^ce rozdrobnienie jej strumieni od rozproszonego do mgly wodnej.
W przypadku proszku gasniczego kierunek zmiany ksztaltu strumienia w podwyzszaniu efektywnosci gasniczej okazal si? tez wlasciwy. Z danych liczbowych przedstawionych w tabeli wynikow badan wynika, ze skutecznosc gaszenia wzrosla znacz^co, ponad dwukrotnie, zarowno przy zastosowaniu dyszy z trzema otworami okr^glymi ustawionymi w linii prostej, jak rowniez przy dyszy wydluzonej prostok^tnej. W obu przypadkach ksztalt strumienia byl eliptyczny, wyraznie splaszczony i pokrywal znacznie wi?ksz3 powierzchni? pozaru testowego, nizli strumien proszku o ksztalcie okr^glym.
Wszystkie proby gaszenia przeprowadzone zostaly, co nalezy podkreslic, przy tej samej intensywnosci podawania srodka gasniczego.
Przedstawiony eksperyment przeprowadzony byl w warunkach poligonowych, jednak na stosunkowo malym tescie gasniczym, srednica wanny wypelnionej benzyny wynosila 1480 mm. Dlatego tez sam eksperyment i uzyskane wyniki nalezy traktowac jako otwarcie na nowe kierunki poszukiwan. Konieczne jest potwierdzenie w probach ogniowych na duzej powierzchni.
Wnioski
Zmiana ksztaltu strumienia proszku gasniczego o przekroju poprzecznym z okr^glego na eliptyczny /splaszczony/ przy gaszeniu pozaru testowego grupy „B” w sposob znacz^cy zwi?ksza skutecznosc gasnicz^.
Efekt ten mozna uzyskac poprzez podawanie plaskiego strumienia proszku gasniczego w plaszczyznie poziomej.
Pr^downica pozarnicza o eliptycznym wyplywie srodka gasniczego zostala opatentowana przez Urz^d Patentowy RP pod Nr 158935.
Literatura
1. Bulewicz E., Piechocinska I., Badania mechanizmdw gaszenia plomieni proszkami gasniczymi i halonami, Sprawozdanie dla CNBOP. Krakow 1982;
2. Klemens R., [et al.], Suppression of dust explosions by means of different explosive charges, Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 13 (2000) pp. 265- 275;
3. Klemens R., [et al.], Dynamics of dust explosions sup-pression by means of extinguishing powder in various industrial conditions, Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 20 (2007), pp.664-674;
4. Kordylewski W. Spalanie i paliwa, Wyd. II, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroclawskiej, Wroclaw 1999;
5. Kordylewski W., Spalanie i paliwa, Wyd. IV, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroclawskiej, Wroclaw 2005;
6. Ludzik M., Gasnice. Badania wybranych parametrdw technicznych-uzytkowych, [w:] Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza Nr 18/2/10, Wyd. CNBOP, Jozefow 2010;
7. PN - 92/C - 83602/14 Srodki gasnicze. Proszki gasnicze. Oznaczanie skutecznosci gasniczej.
8. Patent Nr 158935 Urz^d Patentowy RP, Derecki T., Wilczkowski S., Prqdownice pozarnicze o eliptycznym wyplywie srodka gasniczego;
9. Pofit-Szczepanska M., Wybrane zagadnienia z chemii ogдlnej, fizykochemii spalania
i rozwojupozaru, Szkola Aspirantow PSP, Krakow 1994;
10. Sobolewski M., Skutecznosc i bezpieczenstwo zastosowania srodkow gasniczych, Materialy do wykladu „Srodki gasnicze” USM 20, Warszawa 2010;
11. Smialowski B., Gasnice i agregaty cz. II, Szkola Aspirantow PSP Krakow 1994;
12. W?sierski T., Analiza wlasciwosci palnych podstawowych grup zwiqzkaw organicznych, [w:] Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza Nr 19/3/10, Wyd. CNBOP, Jozefow 2010.
13. Wilczkowski S., Srodki gasnicze, Wyd. I. SA PSP, Krakow 1995;
14. Wilczkowski S., Srodki gasnicze, Wyd. II. SA PSP, Krakow 1999;
15. Wilczkowski S., Dzialania inhibicyjne wybranych zwiqzkaw chemicznych stosowanych w srodkach gasniczych, [w:] Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza Nr 19/3/10, Wyd. CNBOP, Jozefow 2010;
16. Yuji Kudo, [et al.], Effects of particle size on flame spread over magnesium powder layer, Fire Safety Journal 45(2010) pp. 122-128;
17. Xiaomin Ni, [et al.], A new type of fire suppressant powder of NaHCO2/zeolite nanocomposites with core-shell structure, Fire Safety Journal 44(2009) pp. 968-975;
18. Zalosh R., Metal hydriede fires and fire suppresion agents, Science Direct, Journal of Loss Prevention In the Process Industries 21(2008) pp. 214-221.
Recenzenci:
dr inz. Sylwester Kieliszek dr Tomasz W^sierski
