CC BY
3ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ (TECHNICAL SCIENCE)
УДК 614.843.9
Бодров М.А.
заместитель руководителя исследовательского центра пожарной безопасности
АНО «Центр Гражданского патриотизма» (Россия, г. Пенза)
Столяров Д.В.
руководитель исследовательского центра пожарной безопасности АНО «Центр Гражданского патриотизма» (Россия, г. Пенза)
Шапошник Д.С.
доцент кафедры «Пожарная безопасность» ФГБОУ ВО «МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ)» (ПФ)
ПОЛИГОННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПО ТУШЕНИЮ МОДЕЛЬНЫХ ОЧАГОВ ПОЖАРА КЛАССА А ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
Аннотация: в данной статье рассматривается ход проведённых исследований по тушению модельных очагов пожаров класса А электромагнитным полем на примере тушения древесных брусков, а также приводятся параметры процесса тушения.
Ключевые слова: электромагнитное поле, напряженность поля, древесные бруски, разность потенциалов, сила Лоренца, время тушения.
Принцип действия электроустановки для пожаротушения основан на эффектах поляризации и рекомбинации электромагнитным полем носителей электрических зарядов в пламени, возникающий вследствие действия силы Лоренца на данные носители. Пламя представляет собой низкоэнергетическую плазму, и, как любой вид
плазмы, является смесью ионизированных газов. При внесении пламени в электромагнитное поле, происходит движение отрицательно и положительно заряженных частиц (носителей зарядов) к соответствующим электродам, тем самым, разрывается течение цепных химических реакций, в результате чего пламя гаснет. Повторного возгорания горючего материала, потушенного электромагнитным полем не происходит по причине того, что вследствие интенсивного теплообмена с окружающей средой, наблюдается снижение температуры горючего материала и продуктов горения. Не происходит достижение температуры самовоспламенения, как горючего материала, так и газообразных продуктов пиролиза данного материала, следовательно, необходимое количество тепловой энергии для повторного воспламенения отсутствует.
Цель исследований: произвести тушение электромагнитным полем модельных очагов пожара класса А размерами: 500х350х350 мм в количестве 2-х штук и 300х150х210 в количестве 3-х штук.
Оборудование: подготовленные деревянные бруски, электроустановка для пожаротушения, комплект сменных электродов - излучателей электромагнитного поля, высоковольтные проводники (2 шт.), штативы для крепления электродов - излучателей электромагнитного поля (2 шт.), листы бумажные (5 кг), источник зажигания, секундомер.
Проведение исследования:
Полигонное исследование по тушению электромагнитным полем модельных очагов
пожара класса А размером500х350х350 мм.
Ход работы:
1. Подготовительная часть:
- нарезка деревянных брусков по размерам 500х30х40 мм в количестве 28 штук.
- формирование модельного очага пожара - основание модельного очага пожара 2 бруска, затем горизонтальные ряды формируются из расчёта 3 бруска на 1 ряд, было сформировано 4 ряда (рисунок №1) [1].
Рисунок 1. Модельный очаг пожара класса А размерами 500x350x350 мм.
- расположение в двух противолежащих вертикальных плоскостях попарно электродов
- излучателей электромагнитного поля, закреплённых на штативах.
- прокладка бумажными листами основания модельного очага пожара. Масса бумаги составляет 1 кг.
2. Основная часть:
Производится зажигание бумажных листов, ожидание полного их прогорания и установления устойчивого горения древесных брусков. Устойчивое горение считалось установившимся по характерному обугливанию верхнего ряда древесных брусков. Время от воспламенения бумаги до установления устойчивого горения брусков составило - 6 (мин.). Определение времени полного прогорания модельного очага пожара (рисунок №2). Время от установления устойчивого горения до полного прогорания модельного очага пожара составило 12 (мин.).
Рисунок 2. Горение модельного очага пожара размерами 500x350x350 мм.
Для тушения подготавливался новый модельный очаг пожара.
Тушение модельного очага пожара:
- подключение источника высокого напряжения к контактным площадкам электродов - излучателей электромагнитного поля при помощи высоковольтных проводников.
- производится зажигание бумаги.
- по истечении 6 (мин.) производится включение электроустановки для пожаротушения, осуществляется подача максимальной величины напряжения испытательной установки на электроды, начинается процесс тушения.
В первом исследовании время тушения составило тг =2 (мин.) 42 (с) (рисунок №3).
Во втором исследовании время тушения составило т2=3 (мин.) 06 (с) (рисунок №°4).
Рисунок №3. Тушение модельного очага пожара класса А, размерами 500х350х350 мм
в первом исследовании.
Рисунок №4. Тушение модельного очага пожара класса А, размерами 500х350х350 мм
во втором исследовании.
По окончании тушения пламенем повреждено 65% горючей нагрузки модельного очага пожара в обоих исследованиях.
Полигонное исследование по тушению электромагнитным полем модельных очагов
пожара класса А размером300х150х210 мм.
Ход работы:
1. Подготовительная часть:
- нарезка деревянных брусков по размерам 300x30x40 мм в количестве 33 штук.
- формирование модельного очага пожара - основание модельного очага пожара 2 бруска, затем горизонтальные ряды формируются из расчёта 3 бруска на 1 ряд, было сформировано 4 ряда.
- расположение в двух противолежащих вертикальных плоскостях попарно электродов
- излучателей электромагнитного поля, закреплённых на штативах.
- прокладка бумажными листами основания модельного очага пожара. Масса бумаги составляет 1 кг.
1. Основная часть:
Производится зажигание бумажных листов, ожидание полного их прогорания и установления устойчивого горения древесных брусков. Устойчивое горение считалось установившимся по характерному обугливанию верхнего ряда древесных брусков. Время от воспламенения бумаги до установления устойчивого горения брусков составило - 2,5 (мин.). Определение времени полного прогорания модельного очага пожара (рисунок №5). Время от установления устойчивого горения до полного прогорания модельного очага пожара составило 9 (мин.). Для тушения подготавливался новый модельный очаг пожара. Тушение модельного очага пожара:
- подключение источника высокого напряжения к контактным площадкам электродов -излучателей электромагнитного поля при помощи высоковольтных проводников.
- производится зажигание бумаги.
- по истечении 2,5 (мин.) производится включение электроустановки для пожаротушения, осуществляется подача максимальной величины напряжения испытательной установки на электроды, начинается процесс тушения.
Рисунок №5. Горение модельного очага пожара размерами 300х150х210 мм.
Рисунок №6. Тушение модельного очага пожара размерами 300х150х210 мм в первом
исследовании.
Рисунок №7. Тушение модельного очага пожара размерами 300х150х210 мм во втором
исследовании.
Рисунок №8. Тушение модельного очага пожара размерами 300х150х210 мм в третьем
исследовании.
В первом исследовании время тушения составило тх=0 (мин.) 56 (с) (рисунок №6). Во втором исследовании время тушения составило т2=0 (мин.) 37 (с) (рисунок №7).
В третьем исследовании время тушения составило т3=0 (мин.) 59 (с) (рисунок №8). В первом и втором исследованиях, по окончании тушения, пламенем повреждено 35% горючей нагрузки модельного очага пожара. В третьем исследовании, по окончании тушения, пламенем повреждено 55% горючей нагрузки модельного очага пожара.
Вывод: По окончании серии полигонных исследований, установлена эмпирическим путём высокая эффективность в тушении очагов пожаров класса А электромагнитным полем, ввиду сравнительно низкого времени тушения горючего материала, отсутствия подводимых извне в очаг пожара огнетушащих веществ, крайне малой мощности испытательной установки, составляющей 0,4 кВт, а также ввиду отсутствия видимых дефектов неповрежденных материалов, находящейся в зоне, смежной с модельными очагами пожара.
Список литературы:
Приложение «В». ГОСТ Р 51057-2001 Техника пожарная. Огнетушители переносные. Общие технические требования. Методы испытаний.
