Новые технологии тушения пожаров Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

3. То же кровли Р(т) .

4. Вероятность безотказности днища по нормативному ограничению на локальные коррозионные повреждения Р(т.

5. То же кровли р(т)крскр.

В качестве обобщающих показателей надежности могут быть использованы общая вероятность безотказности Р(т) резервуара

(вероятность нахождения резервуара в работоспособном состоянии) после т лет эксплуатации, его технический Т или остаточный ЛТ ресурс. Значение Р(т) наиболее объективно и надежно характеризуется его нижней оценке, которая определяется произведением:

1=к

Р(Т) = П Р(т)г (1)

1=1

Ресурсы Т и ЛТ целесообразно определять как минимальную продолжительность эксплуатации резервуара до первого (очередного) капитального ремонта (до наступления полного отказа) одного из его конструктивных элементов. То есть Т = Тшш и, соответственно, ЛТ = ЛТШШ.

Вероятности безотказности конструктивных элементов, которые являются составляющими для определения общих показателей надежности резервуара, определяются математическими моделями изменения технического состояния конструктивных элементов в течение всего периода их жизненного цикла, начиная от стадии проектирования и до наступления полного отказа.

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

А.С. Грунин, курсант, А.В. Гуров, начальник кафедры, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Глядя на сложившуюся обстановку возникающих пожаров в различных сферах человеческой деятельности, перед ГПС ставятся серьезные задачи по уменьшению количества, масштабов и силы пожаров, а так же разработкой новых средств пожаротушения. Для успешного выполнения всего комплекса задач, стоящих перед противопожарными службами и преодоления негативных тенденций увеличения количества пожаров и материального ущерба от них, необходимо перевооружение подразделений ГПС и оснащение объектов экономики и жилого фонда современными высокоэффективными техническими средствами пожаротушения, использующими принципиально новые технологии. В связи с нарастающей

90

угрозой террористических, диверсионных и природных факторов - эта задача приобретает важнейшее государственное значение. По мнению специалистов наиболее перспективными являются на сегодняшний день технологии пожаротушения тонкораспыленной водой и тонкораспыленными огнетушащими веществами.

Водой тушатся до 95 % всех пожаров. Это наиболее эффективное, экологически безопасное, общедоступное и дешевое средство пожаротушения. Повреждения, вызываемые при тушении водой обычного распыла, часто наносят ущерб больший, чем пожар, или сравнимый с ним, так как требуют большого времени тушения очага возгорания.

Имеющиеся в наличии другие средства пожаротушения: порошковые, газовые, аэрозольные и т.д.,— несмотря на высокую эффективность, часто неприменимы из соображений безопасности, по экологическим, экономическим или иным причинам.

В настоящее время все большую актуальность приобретает задача оснащения подразделений МЧС оперативными переносными средствами пожаротушения. Значительные материальные и людские потери на пожарах и других ЧС во многом связаны с недостаточной оперативностью применения традиционных средств пожаротушения. Так, если среднее время прибытия пожарных подразделений даже в условиях большого города составляет около 10 мин. (время прибытия можно сократить примерно до 6-7 мин. при использовании автомобилей быстрого реагирования), то время разведки и боевого развертывания, особенно в районах многоэтажной застройки, достигает 30-40 мин.

Индивидуальные переносные устройства пожаротушения способны сократить время от прибытия подразделений до начала пожаротушения в несколько раз, при этом они являются достаточно мощным средством борьбы с огнем и позволяют ликвидировать загорания на площади нескольких десятков квадратных метров.

Многочисленными исследованиями подтверждено, что пожаротушение с помощью тонкораспыленной воды (ТРВ) имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с существующими системами:

- высокая эффективность применения ТРВ уменьшает потребность воды для ликвидации загораний в 10-20 раз по сравнению с традиционными способами тушения;

- значительно уменьшается ущерб от пожара и от последствий его тушения;

- полная экологическая безопасность средств пожаротушения;

- снижение эксплуатационных расходов по сравнению с порошковыми, аэрозольными, газовыми системами.

В последнее время использование ТРВ привлекает большое внимание. Отказ от использования хладона по экологическим соображениям в соответствии с Монреальским соглашением, большие затраты органов власти

всех уровней на устранение последствий пожаров и особенно последствий их тушения значительно усилили интерес к ТРВ как агенту пожаротушения.

Основное преимущество ТРВ состоит в увеличении скорости поглощения тепла из горючих газов и пламени. Суммарная поверхность капельного объема, отнесенная к массе всех капель, увеличивается обратно пропорционально радиусу капель 1/К, поэтому, кроме увеличения скорости испарения, увеличивается суммарная площадь испарения мелких капель и общий уровень потерь тепла при пожаре.

Расчеты, основанные исключительно на тепловом балансе, не учитывают второго эффекта — оттеснение кислорода из зоны пламени. При быстром испарении водяной пар замещает воздух в зоне горения, что пропорционально уменьшает скорость горения материала и интенсивность тепловыделения.

Третьим механизмом подавления огня является затухание теплового излучения.

Эксперименты показали, что тепловой поток в области длин волн 1-6 мкм от стандартных очагов возгорания снижается более чем в 4 раза на расстоянии от них 1,7 м при наличии в помещении водяного тумана.

Главной угрозой для жизни людей и утраты материальных ценностей является быстрое и неконтролируемое распространение огня и дыма. В момент так называемого пробоя, перегретый слой дыма оказывает поджигающее воздействие, и шансы для распространения пожара в другие части помещения очень высоки, поскольку пламя и дым с раскаленными частицами сажи проникают в проемы и вентиляционные отверстия. ТРВ охлаждает дымовые газы в помещении и резко ослабляет мощность теплового излучения. В связи с этим представляется весьма интересным направлением стратегия поддержания контроля над пожаром. Это предотвратит распространение и не позволит вовлечь в пожар еще не воспламененные сгораемые предметы и тем самым защитит объект от большого пожара.

Отметим, что такая стратегия является прерогативой только при использовании ТРВ и не может быть применена для других огнетушащих веществ.

Для повышения эффективности воды целесообразно добиваться как можно большей дислергации воды, то есть ее измельчения, делая размер капель соизмеримым капелькам тумана, порядка 5-10 микрон. Однако, как показывают многочисленные опыты, эффективность подобных туманов при тушении даже незначительных пожаров невелика.

Это объясняется тем, что, рассматривая процесс испарения капли идеализированно, предполагают, что капли достигли своей цели — очага горения — и непосредственно воздействуют на пламя или горящее вещество, тогда как процесс доставки капли, заключающийся в преодолении теплового барьера и конвективных потоков от очага пожара, в значительной степени является лимитирующим фактором при тушении распыленной водой.

Очевидно, для доставки капель воды в зону горения им необходимо сообщить достаточную кинетическую энергию, величина которой пропорциональна произведению массы на квадрат скорости капли. В результате попытка уменьшить размер капель приводит к необходимости существенно увеличить начальную скорость потока капель, что приводит к значительному усложнению и удорожанию распылительных устройств.

В результате многочисленных исследований и попыток добиться положительных результатов по тушению распыленной водой был получен некий оптимум размера капель — 100±50 микрон, при котором достигается наибольший эффект по тушению чистой водой. Очевидно, что важным фактором, определяющим эффективность использования воды при пожаре, является способ подачи ее в очаг горения, обеспечивающий как необходимую среднюю дисперсность (не выше 100 мкм), так и высокую скорость струи. Таким образом, скорость подачи огнетушащего вещества является одним из критериев эффективности устройств пожаротушения с использованием ТРВ.

Несмотря на очевидные преимущества, использование ТРВ в оперативных средствах пожаротушения до недавнего времени имело ограниченное применение. Это происходило из-за отсутствия систем, способных доставить тонкодисперсный поток в очаг горения.

РАСПОЗНАВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ ОТКРЫТОГО ОГНЯ НА РАННИХ СТАДИЯХ ПОЖАРА С ПОМОЩЬЮ ВИДЕОДЕТЕКТОРА

М.С. Денисов, к.ф.-м.н., доцент, А.С. Кожевин, курсант, Е.С. Чалый, курсант, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Как показывает практика, проблема пожарной безопасности традиционно заслуживает большого внимания. В связи с этим особенно актуальны исследования по повышению эффективности и доступности для широких слоев населения средств предупреждения и оповещения пожаров. В частности одним из необходимых условий повышения пожарной безопасности объектов является постоянное совершенствование средств пожарной автоматики и, в частности, пожарной сигнализации (ПС). За последнее десятилетие в результате динамичного развития российского рынка средств и систем ПС и, прежде всего, в результате прогресса российских производителей значительно увеличилось количество сертифицированных изделий пожарной автоматики, в том числе пожарных извещателей. В связи с этим актуальным направлением является разработка пожарных извещателей и систем противопожарной сигнализации основанных на теории искусственного интеллекта. В последнее время эти