Научная статья на тему 'Пленкообразующее действие фторсинтетической пены на поверхности углеводородных и углеводородно-спиртовых смесевых топлив'

Пленкообразующее действие фторсинтетической пены на поверхности углеводородных и углеводородно-спиртовых смесевых топлив Текст научной статьи по специальности «Машиностроение»

CC BY
9
3
Поделиться
Область наук

Аннотация научной статьи по машиностроению, автор научной работы — Воевода С. С., Макаров С. А., Маркеев В. А., Шароварников А. Ф.

I Представлены результаты экспериментальных исследований по определению скорости растекания водной I пленки из фторсинтетической низкократной пены по поверхности углеводородно-спиртовых смесевых топлив.

Похожие темы научных работ по машиностроению , автор научной работы — Воевода С. С., Макаров С. А., Маркеев В. А., Шароварников А. Ф.,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Пленкообразующее действие фторсинтетической пены на поверхности углеводородных и углеводородно-спиртовых смесевых топлив»

ТУШЕНИЕ ПОЖАРОВ

Д-р техн. наук, начальник кафедры "Общей и специальной химии" Академии ГПС МЧС РФ, полковник вн. службы

С. С.Воевода

иШт

Канд. техн. наук, докторант кафедры "Общей и специальной химии" Академии ГПС МЧС РФ, майор вн. службы

С. А. Макаров

Соискатель кафедры "Общей и специальной химии" Академии ГПС МЧС РФ

В. А. Маркеев

Д-р техн. наук, профессор кафедры "Общей и специальной химии" Академии ГПС МЧС России, заслуженный деятель науки РФ

А. Ф. Шароварников

УДК 614.84.664

ПЛЕНКООБРАЗУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ФТОРСИНТЕТИЧЕСКОЙ ПЕНЫ НА ПОВЕРХНОСТИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ И УГЛЕВОДОРОДНО-СПИРТОВЫХ СМЕСЕВЫХ ТОПЛИВ

Представлены результаты экспериментальных исследований по определению скорости растекания водной пленки из фторсинтетической низкократной пены по поверхности углеводородно-спиртовых смесевыхтоплив.

В России вместе с ростом объемов нефтепереработки происходит постепенный переход топ-лив на евростандарт. Разработанный технический регламент устанавливает обязательные требования на всех стадиях производства и реализации нефтепродуктов по показателям экологической безопасности, соответствующим нормам ЕС 98/70. После вступления в силу регламента производить бензин ниже норм Евро-2 будет запрещено. Существенно изменен состав топлив, введены ограничения по концентрации серы, свинца, ароматических и оле-финовых углеводородов, а некоторые топлива, так называемые смесевые, для повышения октанового числа будут содержать спирты. Мировой и отечественный опыт последнего десятилетия показывает, что тушение пожаров осложняется наличием в одном парке резервуаров, заполненных различными углеводородными топливами, в том числе и смесе-выми. Считается, что основным, а в отдельных случаях и единственным средством тушения пожаров в современных резервуарных парках выступает пленкообразующая фторсодержащая пена. Целью данной работы является определение пленкообразующего действия фторсинтетической пены на поверхности различных углеводородных и углеводо-родно-спиртовых топлив.

Изменения скорости растекания водных пленок определялось измерением электрической емкости

конденсатора, одной из пластин которого являлась водная пленка на поверхности углеводорода, а другой — наружная плоскость металлической пластины, находящейся под горючим. Рост электрической емкости соответствует увеличению площади поверхности горючей жидкости, покрытой пленкой*.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В работе использованы и исследованы водные растворы пленкообразующего пенообразователя 6%-ного использования, соответствующего требованиям ГОСТ Р 50588-93 и НПБ 203-98. Растворы приготавливались на дистиллированной воде, пресной мягкой воде, пресной жесткой воде и на соленой морской воде. Дистиллированная вода модель — вода дистиллированная один раз по ГОСТ 6709. Пресная мягкая вода модель — вода питьевая по ГОСТ 2874 с жесткостью не более 7 мг-экв/л. Пресная жесткая вода модель — вода дистиллированная с содержанием 0,0381% магния хлористого 6-вод-ного по ГОСТ 4209 и 0,0825% кальция хлористого 2-водного по ТУ 6-09-5077-87. Морская соленая вода модель — вода дистиллированная с содержанием 1,1% магния хлористого 6-водного по ГОСТ 4209, 0,16% кальция хлористого 2-водного, 0,4% натрия сернокислого безводного по ГОСТ 4166, 2,5% натрия хлористого по ГОСТ 4233.

Пленкообразующее действие фторсинтетиче-ской пены характеризовали скоростью растекания водной пленки. Зависимости скорости растекания

Шароварников А. Ф. и др. // Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. — М.: Издательский дом "Калан", 2002. — 448 с.

2

Я а

I

о -

=

«

о я

ч

0 =

к X

1

§

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

о

■о

й &

о &

8 о

Пенообразователь 6% -ного использования на: ■ дистиллированной воде • пресной мягкой воде О пресной жесткой воде □ соленой морской воде

----•

о 1 | У

С

— ■ ■ 1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Концентрация гептана, % масс.

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Концентрация изооктана, % масс.

Рис. 1. Зависимости скорости растекания водной пленки по поверхности горючего. Горючее — смесь гептана и изооктана

3,0 ,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2,5

к

а х

<а Ч

с

«

о Ж

?! и

2,0

1,5

х

&

О

а а ■с

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

О

о а

8 и

1,0

0,5

< N

Пенообразователь 6%-ного использования на: ■ дистиллированной воде

( Э пр есной есной жест ой вод кой в( е де

к

\ к

\ « \

N

0 ' \

1—

0123456789 10 Концентрация ИПС в изооктане, % масс.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 3. Зависимости скорости растекания водной пленки по поверхности горючего. Горючее — смесь изооктана и ИПС

6

5

4

3

2

и к н е л п й о

н

д

о в я и н а к е т с

а р

о р

орк С

Пенообразователь 6%-ного использования на: ■ дистиллированной воде • пресной мягкой воде О пресной жесткой воде □ соленой морской воде -

ч »

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Ч э

Ч < э \

\ ■ \

г к 1-

3,0

2,5

и к

ен2,0

л п й о

н дно

в я и ниа к

1,5

а р

ь т с

о р

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

орк С

1,0

0,5

0123456789 10 Концентрация ИПС в гептане, % масс.

Пенообразователь 6% -ного использования на: ■ дистиллированной воде • пресной мягкой воде О пресной жесткой воде —

N \

1 \

\ <

\

\

0123456789 10 Концентрация этанола в изооктане, % масс.

Рис. 2. Зависимости скорости растекания водной пленки по поверхности горючего. Горючее — смесь гептана и ИПС

Рис. 4. Зависимости скорости растекания водной пленки по поверхности горючего. Горючее — смесь изооктана и этанола

6

5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4

3

2

1

водной пленки по поверхности различных углеводородных топлив представлены на рис. 1. Из графика видно, что пена приготовленная на жесткой соленой воде, обладает пленкообразующим действием только на поверхности гептана. Самая высокая скорость растекания зафиксирована у пленки, выделяющейся из пены, приготовленной на пресной мягкой воде. При этом скорость растекания достаточно высока как на поверхности гептана и изо-октана, так и их смесей. Минимальная скорость растекания составляет около 3 мм/с в районе смесей гептана и изооктана с содержанием изооктана более 90%. Скорость растекания пленки из той же пены, но по поверхности гептана уже увеличивается практически вдвое. Скорость растекания водной пленки из низкократной пены, приготовленной на пресной жесткой воде, несколько ниже.

Скорости растекания пленки в районе изоокта-на уже составляют около 2 мм/с, а в районе гептана — около 4,5 мм/с. Вероятно это связано с резким снижением поверхностного натяжения водного раствора пенообразователя при содержании в воде солей жесткости.

Несмотря на низкое поверхностное натяжение водных растворов, приготовленных на дистиллированной воде, скорость растекания водной пленки в этой системе самая низкая. В районе изооктана она составляет около 0,5 мм/с, а в районе гептана — 3,5-3,8 мм/с.

Таким образом, видно, что состав углеводородного топлива играет существенную роль в пленко-

образующей способности пены, полученной на воде различной жесткости.

На рис. 2 представлены кривые скорости растекания водной пленки по поверхности горючего, основными компонентами которого являются гептан и изопропиловый спирт. Существенное, практически в 2-3 раза, снижение скорости растекания водной пленки происходит уже при 5%-ном содержании спирта в топливе, а содержание спирта около 10% вообще уничтожает пленкообразующее действие пены.

Аналогичная ситуации наблюдается при рассмотрении систем смесей изопропилового спирта и изооктана (рис. 3). Этанол оказывает меньшее действие на снижение пленкообразующей способности пены (рис. 4). Кривые начинают более резкое снижение после 6%-ного содержания этанола в топливе, поэтому несколько изменена и сама форма кривых.

Таким образом, было определено, что пленкообразующее действие пены прекращается уже при 10%-ном содержании спирта в топливе.

Следует отметить, что существенную роль в пленкообразующем действии пены на поверхности различных топлив оказывает не только состав топлива, но и жесткость воды. Изменение жесткости воды может приводить как к росту скорости растекания пленки, так и к снижению и полному прекращению растекания.

Поступила в редакцию 01.12.06.