CC BY
39
дополнительные исследования влияния полученных композиций на скорость распространения пламени по поверхности древесины и время её тушения.
Список использованной литературы
1. Залесов С.В. Обнаружение и тушение лесных пожаров / С.В. Залесов - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2011. - 238 с.
2. ГОСТ Р 50588-93 «Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний».
3. ГОСТ 4.99-83. СПКП. Пенообразователи для тушения пожаров. Номенклатура показателей.
ИССЛЕДОВАНИЯ ОГНЕТУШАЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПОРОШКА ВОЛГАЛИТ-АВС С ГИДРОФОБИЗИРУЮЩЕЙ ДОБАВКОЙ НА ОСНОВЕ ТОРФЯНОГО СЫРЬЯ
О.В. Дмитриев, научный сотрудник В.И. Попов, профессор, к.т.н, доцент Ивановский институт ГПС МЧС России, г.Иваново
В настоящее время самым большим недостатком существующих огнетушащих порошковых составов является их склонность к слеживанию и комкообразованию. Из-за этого они обладают небольшим сроком эксплуатационного хранения, для повышения которого применяются специальные антислеживающие добавки, такие как аэросил, белая сажа, кремнийорганические жидкости и др.
Данные вещества являются дорогостоящими продуктами и, в ряде случаев, их применение приводит к изменению технологического процесса производства огнетушащего порошка, что увеличивает его стоимость.
Для модификации огнетушащих порошковых составов предлагается использовать антислеживающие добавки на основе торфа.
В работе [1] опубликованы результаты исследований свойств огнетушащих составов, модифицированных гидрофобными добавками на основе торфа, которые вносились методом смешивания с компонентами порошка. В результате исследований было установлено, что использование составов на основе торфа лишь незначительно улучшает гидрофобные свойства огнетушащего порошка и уменьшает его склонность к влагопоглощению.
Для усиления эффективности использования гидрофобно-модифицирующих добавок в огнетушащих составах проводится их совместный помол с компонентами порошка в шаровой мельнице.
Была проверена огнетушащая способность экспериментальных порошков в лабораторных условиях на специально разработанной установке. В экспериментальных составах традиционный гидрофобизирующий компонент [2,3] был заменен гидрофобно-модифицирующей добавкой (ГМД) на основе торфяного сырья. Помол осуществляли в течение 25 мин до достижения удельной площади
л
поверхности 380-400 м /кг.
Оценку влияния ГМД на огнетушащую способность порошков при тушении модельных очагов пожара классов А и В проводили на специально изготовленной лабораторной установке в ФГБОУ ВПО Ивановском институте ГПС МЧС России.
Принцип работы установки заключается в следующем (рис. 1). Компрессор 2, привод которого осуществляется при помощи электродвигателя 1, по шлангам высокого давления 3 нагнетает давление в промежуточную емкость 5, которое контролируется манометром 4. Далее при открытии электромагнитного клапана 7 происходит резкий выброс сжатого воздуха по шлангам высокого давления в устройство для подачи порошка 8. Доза огнетушащего порошка, которая содержится в резервуаре устройства для подачи порошка, при гидравлическом ударе переходит во взвешенное состояние и выбрасывается на модельный очаг пожара 9. Высота устройства для подачи порошка относительно модельного очага может регулироваться с помощью штатива 6.
Рис. 1. Принципиальная схема установки для определения огнетушащей способности порошков: 1 - электродвигатель; 2 - компрессор; 3 - шланги высокого давления; 4 -манометр; 5 - промежуточная емкость; 6 - штатив; 7 - электромагнитный клапан; 8 -устройство для подачи порошка; 9 - модельный очаг пожара
Разработанные для проведения исследований установка и методика значительно отличаются от аналогичных, используемых в настоящее время в России [4,5]. Лабораторная установка имеет изменяемый угол атаки газопорошковой струи, что позволяет моделировать процесс тушения огнетушителем, а также модулями порошкового пожаротушения. В установке предусмотрена возможность выбора модельного очага пожара, что дает возможность проводить эксперименты с жидкими и с твердыми горючими нагрузками. При этом площадь модельного очага с жидким
топливом может варьироваться путем изменения диаметра ограничивающего кольца. Размеры модельного очага с твердой горючей нагрузкой выбираются путем изменения массы последней. Возможность подачи в зону горения строго контролируемого количества огнетушащего порошка обеспечивает высокую точность сравнительной оценки его огнетушащей способности. Такое преимущество достигается за счет особой конструкции устройства для подачи порошка (рис. 2), причем возможность смены насадков, имеющих определенный диаметр, позволяет регулировать интенсивность его подачи.
Рис. 2. Конструкция устройства для подачи порошка: 1 - корпус; 2 - насадка; 3 -прокладка; 4 - основание; 5 - трубка; 6 - выходное отверстие для порошка; 7 -резервуар; 8 - газопорошковая смесь; движение сжатого воздуха
Методика проведения эксперимента состоит из подготовки лабораторной огнетушащей установки, выбора модельного очага пожара, его зажигания и тушения. В резервуар устройства для подачи насыпается предварительно взвешенная на электронных весах с точностью до 0,01 г порция порошка. Устройство для его подачи устанавливается на штатив, с помощью которого регулируется высота от зеркала горючей жидкости до нижнего среза устройства. Высота должна быть такой, чтобы при запуске установки основание конуса струи, выходящей из устройства для подачи порошка, было равно 0,08 м, что соответствует диаметру ограничивающего кольца. Далее компрессором в промежуточную емкость нагнетается воздух до достижения избыточного давления 70 кПа. Выбор такой величины, определенной экспериментально, обусловлен тем, что это минимальное давление, которое необходимо для выброса всей порции порошковой смеси из резервуара при запуске установки.
Для моделирования модельного очага пожара класса А1 (горение твердых веществ, сопровождаемое тлением) в качестве горючего материала использовали 40 брусков из дерева хвойных пород длиной 80 мм и с квадратным сечением с длиной стороны 5 мм. Влажность древесины составляла примерно 6%.
В модельном очаге пожара класса В1 (горение жидких веществ, нерастворимых в воде) в качестве горючей жидкости использовали бензин марки АИ-80 объемом 3,5 мл. Количество горючей жидкости в испытаниях оставалось постоянным. Затем в поддон наливали воду в таком количестве, чтобы ее зеркало полностью покрывало дно поддона, и устанавливали кольцо-ограничитель площадью 0,005 м . После подготовительных операций горючую жидкость выливали на зеркало воды, ограниченное кольцом.
Время свободного горения устанавливается от класса модельного очага. Для древесины время свободного горения принято 1 мин, а для бензина - 10 с. После стабилизации процесса горения с помощью электромагнитного клапана осуществляется пуск огнетушащего порошка. При срабатывании клапана воздух по шлангам высокого давления подается в резервуар устройства для подачи порошка. В момент попадания воздуха в камеру на порцию порошка воздействует гидравлический удар, в результате которого порошок переходит в псевдоожиженное состояние и под давлением выбрасывается в зону горения модельного очага пожара (рис. 3).
Рис. 3. Тушение модельных очагов пожара: а - древесины б - бензина
После выброса порции порошка из устройства на очаг возможны два варианта развития процесса тушения. Во-первых, это прекращение горения (рис. 4). В этом случае считается, что масса порошка достаточна для тушения. Во-вторых, после рассеивания струи порошка горение может не прекратиться либо возможно повторное воспламенение очага. В этом случае можно сделать вывод, что массы порошка не хватает для ликвидации возгорания.
а б
Рис. 4. Прекращение горения модельных очагов пожара в результате воздействия огнетушащего порошка: а - древесины б - бензина
В результате исследований по тушению модельных очагов пожаров (класс В1) установлено, что экспериментальные огнетушащие составы по своим качественным характеристикам соответствуют выпускаемому в промышленных условиях огнетушащему порошку Волгалит-АВС
Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что количественный (концентрация добавки в порошке) и качественный (степень гидрофобности ГМД) состав ГМД будет зависеть и от ингредиентов минеральной части огнетушащего состава. В этом случае появляется реальная возможность снизить степень насыщения торфяной матрицы дополнительными гидрофобными компонентами и, соответственно, стоимость конечного продукта.
Кроме химического состава порошка и добавок, на процесс тушения значительно влияют и физические свойства гидрофобного модификатора. Например, при снижении насыпной плотности экспериментального порошка ГМД 10-3W соответственно увеличивается его расход.
Таким образом, разработанные составы огнетушащих порошков с гидрофобно-модифицированными добавками на основе органического вещества торфа соответствуют критериям по огнетушащей способности и позволяют организовать их производство в промышленных условиях без изменения реально применяемых технологических процессов.
Список использованной литературы
1. Дмитриев О.В. Исследование свойств огнетушащих составов, модифицированных гидрофобными добавками на основе торфа / О.В. Дмитриев, О.С. Мисников, В.И. Попов // Пожаровзрывобезопасность. 2013. - Т. 22 - № 5. - С. 81-85.
2. Баратов А.Н. Огнетушащие порошковые составы / А.Н. Баратов, Л.П. Вогман - М.: Стройиздат, 1982.- С. 26-27.
3. Абдурагимов И.М. О механизмах огнетушащего действия средств пожаротушения / И.М. Абдурагимов // Пожаровзрывобезопасность. 2012. - Т. 21 - № 4. -С. 60-82.
4. Сабинин О.Ю. Оптимальные характеристики огнетушащих порошков и параметры их подачи для импульсных модулей порошкового пожаротушения: автореф. дис...канд. техн. наук: 05.26.03 / О.Ю. Сабинин. - М., 2008. - 14 с.
5. Бухтояров Д.В. Лабораторные испытания и методика определения огнетушащей концентрации порошковых составов при их подаче сверху / Д.В. Бухтояров // Пожарная безопасность. 2010. - № 3. - С. 130-133.
КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО И ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ЗАДАЧАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ ОРГАНИЗАЦИИ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ РАБОТ ПРИ
ПОЖАРЕ НА СУДНЕ)
Ю.И. Жуков, профессор, д.т.н., профессор В.В. Клюй, начальник кафедры, к.п.н., доцент Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России,
г.Санкт-Петербург
Задачей функционального моделирования является формальное представление последовательности действий, связанных с обеспечением пожарной безопасности, проводимых по инструкциям и распоряжениям для выявления «узких мест» и недостатков в существующих процессах.
Общепризнанным в мировой практике подходом к формализации и структурному анализу сложных процессов является построение диаграмм этих процессов. Диаграммы в стандарте IDEF0 (Integration Definition for Function Modeling) используют для описания процессов, работ и операций с указанием для них входных и выходных данных, а также с конкретизацией ресурсов, привлеченных для выполнения работ и ограничений, наложенных на правила их проведения. Такие диаграммы содержат прямые и обратные связи между отдельными составляющими проводимых работ, с помощью которых могут быть отображены особенности их проведения, что рассмотрим на примере аварийно-спасательных операций в процессе пожаротушении с использованием спасательного судна (рис. 1).
