CC BY
63
ТЕПЛОЕМКОСТЬ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ МИКРОЭМУЛЬСИЙ ВОДА - ПАВ - КО-ПАВ - 1,1,2,2-ТЕТРАФТОРДИБРОМЭТАН
Батов Д.В., д.х.н., Институт химии растворов имени Г.А. Крестова
РАН, г. Иваново
Мочалова Т.А., к.биол.н., Шакуров Ф.Ф. курсант, Ярабаев А.В. курсант, Ивановский институт ГПС МЧС России, г. Иваново
Микроэмульсии, содержащие воду и галогеноуглеводороды являются негорючими жидкостями. Это определяет их перспективное использование как огнетушащих веществ и гидравлических жидкостей для специальной техники.
Получены микроэмульсии вода - додецилсульфат натрия -триэтаноламин - 1-пентанол - 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан с различным соотношением H20/C2F4Br2 и содержанием ПАВ + ко-ПАВ ~ 22 мас.%. Визуальное наблюдение приготовленных микроэмульсий в течение 15 месяцев показало, что все микроэмульсионные системы сохраняют макрооднородность, выделения макрофаз не происходит в интервале температур 12 - 40 оС. Составы, результаты изучения горючести и типа микроэмульсий сообщались ранее [1, 2].
Теплоемкость является важным свойством, характеризующим охлаждающую способность огнетушащего средства, а также структурные особенности и изменения вещества. Изобарную удельную теплоемкость полученных микроэмульсий измеряли на дифференциальном сканирующем калориметре NETZSCH DSC 204 F1. Температурные зависимости удельной теплоемкости трех полученных микроэмульсий представлены на рис. 1.
Результаты измерения показали, что удельная теплоемкость всех микроэмульсий монотонно повышается в интервале ~(15 - 40) оС. Это может указывать на отсутствие в этом температурном интервале фазовых переходов и резких структурных изменений в системах. При 40 оС происходит резкое уменьшение теплоемкости микроэмульсии 1 (рис.1), содержащей наибольшее количество галогеноуглеводорода.
10 20 30 40 50 60 70
Температура, оС
Рис.1 Температурные зависимости удельной теплоемкости микроэмульсий вода - додецилсульфат натрия - триэтаноламин - 1-пентанол - 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан с различным соотношением Н2О/С2F4Br2.
Такой ход зависимости микроэмульсии 1 может быть интерпретирован изменением типа микроэмульсии: переходом от микроэмульсии «масло в воде» к микроэмульсии «вода в масле». Известно, что повышение температуры способствует указанным структурным превращениям в микроэмульсиях. Однако для более строгих выводов требуется проведения дополнительных структурных исследования.
Удельная электропроводность огнетушащего средства также является важной характеристикой, определяющей область его практического применения.
Установка для измерения электропроводности растворов электролитов состояла из измерительной части (мост переменного тока LCR-817 фирмы Instek) и кондуктометрической ячейки. Для проведения исследований использовались плоские, параллельные друг другу электроды из листовой платины, имеющие форму круга и покрытые платиновой чернью. Измерение сопротивления растворов проводилось при частоте 1000 Гц. Калибровка ячейки выполнялась по 0.1 М раствору KCl производства фирмы Radelkis при 298.15 К.
Концентрационные зависимости удельной электропроводности изученных микроэмульсий представлены на рис. 2.
Приведенный массовый процент 1,1,2,2-тетрафтордибромэтана вычисляли по следующей формуле:
100 •©
ю
C2Br4F2
пр,^^
ЮН2О + ^2F4Br2
где
ю
Н2О и
микроэмульсии.
ю
массовые проценты компонентов в
0.0170.0160.0150.0140.013-§ 0.012" 0.0110.010 0.0090.0080.007
О
N
МЭ-3
-1—
35 40 45 50 55 60 65
Приведенный массовый процент C_Br F2
МЭ-2
-V-
—I—
45
МЭ-1
—г-
55
~1—
60
V 318.15 K
А 308.15 K
О 298.15 K
288.15 K
Рис. 2. Зависимости удельной электропроводности микроэмульсий от содержания 1,1,2,2-тетрафтордибромэтана при различных температурах.
Видно, что все исследованные системы обладают электрической проводимостью, существенно большей по сравнению с дистиллированной водой (-10° См/см) и тем более 1,1,2,2-тетрафтордибромэтаном. Наблюдается закономерная тенденция к снижению электропроводности с ростом содержания 1,1,2,2-тетрафтордибромэтана в системе, особенно при переходе от МЭ-2 к МЭ-1. Высокие значения электропроводности даже микроэмульсии 1 при 318.15 К свидетельствуют о том, что водная фаза в данной системе находится выше порога перколяции.
Список литературы
1. Батов Д. В., Манин Н. Г., Воронова М. И., Карцев В. Н., Штыков С.Н. XI Международная конференция «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах» и VI Конференция молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения)». 10 - 14 октября 2011. Тезисы докладов. Иваново. С. 45 - 46.
2. Батов Д. В., Мочалова Т. А., Петров А.В. Получение и изучение горючести микроэмульсий вода - ПАВ - со-ПАВ - 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан. // Пожаровзрывобезопасность. -2012. № 4. С.55 - 57.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОЖАРА В ОБВАЛОВАНИИ РЕЗЕРВУАРА НА ДАТЧИК ПОЖАРА
Басманов А.Е., д.т.н., профессор, Михайлюк А.А., с .н.с., к.т.н.,
Кулик Я.С.
Национальный университет гражданской защиты Украины, г. Харьков
Резервуарные парки являются основным местом хранения нефти и нефтепродуктов в процессе их переработки и транспортировки. Разлив и воспламенение нефтепродукта в обваловании резервуара является одной и опаснейших чрезвычайных ситуаций, способных привести как к серьезному материальному ущербу, так и человеческим жертвам.
Подразделениям МЧС для прибытия, развертывания и подачи стволов также требуется около 15 минут. Этого времени может оказаться достаточно, чтобы под тепловым воздействием пожара произошла разгерметизация наземных продуктопроводов, заходящих в резервуар. Наиболее радикальной возможностью, предотвращающей распространение пожара на его начальной стадии, является использование систем автоматического пожаротушения, обеспечивающих подачу воды на охлаждение резервуара и пены для тушения очага горения. Использование существующих на сегодня систем автоматического пожаротушения в резервуарных парках сдерживается, во-первых, частыми ложными срабатываниями, а, во-вторых, большой площадью внутри обвалования, что делает невозможным полное покрытие ее пеной. В связи с эти возникает
