Научная статья на тему 'ВОЗНИКНОВЕНИЕ СОПУТСТВУЮЩЕГО ЭФФЕКТА В МЕХАНИЗМЕ ТУШЕНИЯ ПЛАМЕНИ РАЗЛИЧНЫМИ ОГНЕТУШАЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ'

ВОЗНИКНОВЕНИЕ СОПУТСТВУЮЩЕГО ЭФФЕКТА В МЕХАНИЗМЕ ТУШЕНИЯ ПЛАМЕНИ РАЗЛИЧНЫМИ ОГНЕТУШАЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
44
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ТУШЕНИЯ ПЛАМЕНИ / СОПУТСТВУЮЩИЙ ЭФФЕКТ / ИНТЕНСИВНОСТЬ ПОДАЧИ ОГНЕТУШАЩЕГО ВЕЩЕСТВА / ОГНЕТУШАЩЕЕ ВЕЩЕСТВО / ТУШЕНИЕ ЛОКАЛЬНОГО РОЗЛИВА УГЛЕВОДОРОДА

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Корольченко Дмитрий Александрович

Показан двойственный универсальный механизм тушения пламени различными огнетушащими веществами. Установлено, что действие сопутствующего эффекта приводит к потерям огнетушащего вещества и снижению его огнетушащей эффективности. Рассмотрена процедура определения оптимальной интенсивности подачи на примере применения распылённого хладона при тушении розлива углеводорода. Рассмотрена структура сопутствующего фактора при подслойной подаче пены низкой кратности при тушении резервуара с нефтепродуктом.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CONCOMITANT EFFECT IN THE MECHANISM OF FLAME EXTINCTION BY VARIOUS EXTINGUISHING AGENTS

PURPOSE. The purpose of the study is to determine the optimal conditions for the application of extinguishing agents, providing reliable fire extinction of petroleum products in tanks and in case of emergency spillage and to observe the concomitant effect influence on the mechanism of flame suppression by fire extinguishants. METHODS. The main method of the research is to identify the experimental dependence of the specific discharge and flame extinguishment time on the delivery rate intensity of various extinguishing agents. FINDINGS. On the basis reasoning from the conducted research the conclusion has been drawn on the dual universal mechanism of flame suppression by extinguishing agents which includes the main and the concomitant effect of fire extinguishing agents (FEA). The main effect is reached by temperature reduction in the combustion zone by heat absorption during phase transformations; while the concomitant one is achieved by supplying additional air content to a combustion zone by means of a disperse system; or by the creation of conditions for preventing substance spread, temperature rise and expansion of the combustion zone as well, and consequently, reducing the effectiveness of FEA. The concomitant process action leads to additional losses of FEA and the reduction of their extinguishing efficiency. The more intensive is the supply of FEA, the more obvious the concomitant effect is. RESEARCH APPLICATION FIELD. The obtained results are recommended to be considered when choosing the means of fire extinguishment for oil and petroleum products and their accidental spillage. CONCLUSIONS. The presence of the dual mechanism of fire extinction by FEA stipulates the existence of their optimum supply rate and minimum specific discharge while extinguishing solid combustible materials and flammable liquids.

Текст научной работы на тему «ВОЗНИКНОВЕНИЕ СОПУТСТВУЮЩЕГО ЭФФЕКТА В МЕХАНИЗМЕ ТУШЕНИЯ ПЛАМЕНИ РАЗЛИЧНЫМИ ОГНЕТУШАЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ»

Корольченко Д. А.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ СОПУТСТВУЮЩЕГО ЭФФЕКТА

В МЕХАНИЗМЕ ТУШЕНИЯ ПЛАМЕНИ РАЗЛИЧНЫМИ ОГНЕТУШАЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Показан двойственный универсальный механизм тушения пламени различными огнетушащими веществами. Установлено, что действие сопутствующего эффекта приводит к потерям огнетушащего вещества и снижению его огнетушащей эффективности. Рассмотрена процедура определения оптимальной интенсивности подачи на примере применения распылённого хладона при тушении розлива углеводорода. Рассмотрена структура сопутствующего фактора при подслойной подаче пены низкой кратности при тушении резервуара с нефтепродуктом.

Ключевые слова: универсальный механизм тушения пламени, сопутствующий эффект, интенсивность подачи огнетушащего вещества, огнетушащее вещество, тушение локального розлива углеводорода.

По мере развития отраслей промышленности по переработке и транспортировке нефти и нефтепродуктов, а также роста масштабов их хранения возникла необходимость массового применения систем пожаротушения, в которых в зависимости от специфики производства используются различные огнетушащие вещества (ОТВ) [1, 2]. Постепенно применение огнетушащих составов перешло из стадии исследований в практическую плоскость, началась разработка систем пожаротушения, что продиктовано спецификой применения горючих жидкостей (ГЖ) и твёрдых горючих материалов. Одновременно изменялись и требования к методам исследования огнетушащих свойств веществ. На смену лабораторным маломасштабным установкам пришли стендовые, в которых использовались реальные способы подачи ОТВ для тушения очагов пламени [3-5].

Несмотря на разработку новых способов тушения пожаров нефтепродуктов, включая использование газопорошковых струй, хла-донов различной природы, пены, подаваемой на горящую поверхность жидкости и в основание резервуара с нефтепродуктом, тушение пожара остается большой проблемой, не теряющей своей актуальности. За последние 20 лет не удалось успешно потушить ни одного пожара нефтепродуктов в резервуарах автоматической системой пожаротушения.

Актуальной остается задача и по разработке эффективной системы пожаротушения, и определению оптимального режима применения ОТВ для тушения пожаров горючих жидкостей.

Огнетушащее действие не определяется только самим веществом, но зависит и от формы его применения при тушении пламени. Форма применения и способ подачи ОТВ, в свою очередь, во многом определяются конструкцией устройств, предназначенных для хранения и подачи ОТВ. При этом в качестве отдельного средства тушения пожара могут выделяться определённые формы применения вещества: вода или в виде компактных струй, или с высокой дисперсностью, или в виде перегретого пара. При подаче струи распылённой воды или огнетушащего порошка в зону горения происходит одновременно увлечение в неё кислорода воздуха. Рассмотрение этого эффекта и его структуры позволило выявить двойственную природу воздействия ОТВ на очаг пожара. Авторами работ [6, 7] была обнаружена экстремальная зависимость удельного ОТВ 0, используемого при тушении пламени, от интенсивности его подачи /. Было также высказано предположение, что такой вид связи между удельным расходом и интенсивностью подачи, возможно, имеет место при тушении пламени различными ОТВ. Графическая иллюстрация экстремальной зависимости удельного расхода от интенсивности подачи ОТВ приведена в работах [8, 9]. Анализ литературы подтвердил существование этой закономерности при тушении пламени древесины и резинотехнических материалов, а также нефтепродуктов пеной, причём эта закономерность сохраняется для пен, которые подаются в основание резервуара и на поверхность горящей жидкости [10].

Огнетушащую эффективность средств и способов тушения оценивают по минимальному удельному расходу ОТВ 0мин . Чем меньше величина 0мин , тем выше эффективность средства и способа пожаротушения. Обычно минимальный удельный расход 0мин для каждого

средства и способа достигается при оптимальных условиях, которые определяются по зависимости времени тушения от интенсивности подачи ОТВ.

Оптимальная интенсивность подачи огне-тушащего состава /опт при тушении пламени определяется анализом экспериментальной зависимости времени тушения и удельного расхода вещества на единицу площади тушения от интенсивности его подачи. Зависимость удельного расхода от интенсивности подачи ОТВ имеет экстремальный характер с чётко выраженным минимумом. Этот эффект связан с возникновением сопутствующего процесса, который сопровождает основной, и зависит от количества ОТВ или от интенсивности его подачи в зону горения. Сопутствующий эффект возникает только при реализации основного процесса, который определяется количеством вещества, подаваемого на тушение пламени в единицу времени. Сопутствующий эффект препятствует огнетушащему действию основного процесса, обусловленного превращениями ОТВ, подаваемого в зону горения, и ведёт к его необоснованным потерям.

При тушении пламени распылённой водой, порошками, фреонами или аэрозолями сопутствующий эффект нагнетает, т. е. эжек-тирует, в зону горения дополнительное количество кислорода воздуха. В результате пламя начинает хаотично разгораться, из-за чего процесс тушения затрудняется и, как следствие, площадь зоны горения увеличивается. В этих условиях для обеспечения тушащей концентрации необходимо введение дополнительного количества ОТВ.

В связи с направленностью действия основного и сопутствующего факторов в противоположные стороны возникает ситуация, при которой потери ОТВ становятся минимальными. В этом случае удельный расход огне-тушащего состава также будет минимальным. По этому признаку интенсивность подачи огне-тушащего вещества, соответствующая минимальному удельному расходу, принимается за оптимальную.

Как и в случае применения распылённой воды, сопутствующее действие при тушении горючих жидкостей пеной в резервуарах проявляется в увеличении толщины тушащего слоя выше оптимального, а в системе подачи пены в основание резервуара - в возбуждении встречного движения поверхностного слоя

горючего к пене и повышении уровня жидкости в месте её выхода.

Наиболее наглядно эффект эжекции струёй распылённой воды проявился в ходе разработки генератора пены высокой кратности. Так, при расходе водного раствора через распылитель генератора 1 л/с была получена пена кратностью 700, т. е. объём эжектируе-мого (вовлекаемого) воздуха составил 700 л на 1 л распылённого раствора.

Эффект увлечения воздуха распылённой струёй жидкости представляет собой явление, сопутствующее основному действию ОТВ -съёму тепла из зоны горения. По существу, одновременно протекают два процесса: первый - съём тепла, собственно тушение, а второй - повышение температуры в зоне горения и увеличение площади зоны тушения. Чем выше расход ОТВ, тем больше значимость второго фактора. Оптимальный режим тушения, при котором удельный расход вещества для тушения пламени минимален, определяется соотношением вклада эжекции воздуха и расхода тушащего вещества.

Тушение пламени газовыми, порошковыми, аэрозольными составами и распылённой водой целиком базируется на этой теории. Хотя решение задачи по снижению температуры пламени и уменьшению скорости тепловыделения в зоне горения достигается разными способами, в зависимости от физических свойств огнетушащего состава, используемого для тушения пожара, во всех случаях возникает сопутствующий эффект, осложняющий процесс тушения пламени.

Признаком общности процесса тушения пламени ОТВ, при использовании которых возникает сопутствующий фактор, является наличие минимума на экспериментально выявленной зависимости удельного расхода от интенсивности подачи вещества. Эта зависимость получена на базе кривых, показывающих влияние интенсивности подачи ОТВ на время тушения пламени. На рисунках 1-4 представлены результаты экспериментальных измерений процесса тушения пламени различными веществами, которые демонстрируют общий характер выявленного в экспериментах двойственного механизма процесса тушения пламени ОТВ [6, 7].

Характерным для всех диаграмм является наличие экстремальной зависимости удельного расхода от интенсивности подачи

18

16

14

с 12

и

н е 10

о; 8

м

е

т 6

4

2

0

01

Г

1 1 1

• Г

*

. % 1 \

\ 4 ч. 2'

11е \ ------

* 2

г

0,8

0,7

0,6 /м2

V

0,5 <

X

■0,4 го

0,3 I ь

Ф

■0,2

0,1

0

0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 Интенсивность, кг/(м2-с)

Рисунок 1. Зависимость времени тушения гептана (1, 2) и удельного расхода (1', 21) распылённой струи воды дисперсностью 20 мкм (1, 11) и 80 мкм (2, 2)

10 9 8

0 7

сс

1 6

е

I 5

1 4 е

а.

са з 2 1 0

0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5

Интенсивность, кг/(м2-с)

Рисунок 2. Зависимость времени тушения пламени бензина (1) и удельного расхода (2) огнетушащего порошка со средним размером частиц 80-100 мкм от интенсивности его подачи

2 0

/ /

1 / /

1 / /

О / / а

£ , \ ^ У -о'

1 V». 1

1 ■ 1

4

3,5 3

2,5 2

1,5 1

0,5

60

50

не 40

20

J 1 02 1

1 1

1 1 1

У

22 1 (| \

% а \ \

\ п; ГгСГ-

Дг-^ОЙК^ -

0,5

0

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 Интенсивность, кг/(м2-с)

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

Рисунок 3. Зависимость времени тушения (1, 11) и удельного расхода фреона (2, 2') при тушении пламени гептана (1, 2) и дизельного топлива (1', 2') от интенсивности подачи распыленной струи фреона 114В2 дисперсностью 20 мкм

100 90 80 " 70 -

ине 60

^ 50 -

о;

| 40т

30 20 10 0 -

0 0,05 0,1 0,15 0,2

Интенсивность, кг/(м2-с)

Рисунок 4. Зависимость времени тушения гептана (1) и удельного расхода (2) от интенсивности подачи пены, полученной из 6 %-го раствора пенообразователя «Шторм»

с

--О 2

-О 1

2,5

1,5

0,5

0,6

0,4

0,3

5 30

0,2

0,1

10

ОТВ. Наличие минимума на кривых ф-/ указывает на то, что для всех испытанных веществ существует оптимальная интенсивность, при которой процесс тушения проходит с минимальным расходом ОТВ, но главное, что механизм огнетушащего действия основан на одной закономерности - двойственном механизме действия ОТВ.

Особого внимания требует поведение сжатых струй ОТВ, включая традиционные водные струи различной степени распыла, порошковые струи под давлением, струи аэрозольного происхождения, флегматизаторы -хладоны с низкой температурой кипения и, на-

конец, направленные струи сжатого инертного газа и химически активных ингибиторов (ХАИ).

Моментом, объединяющим перечисленные выше огнетушащие средства, является вовлечение больших масс воздуха, сопутствующее их применению. В зависимости от условий их использования и конструкции подающих устройств количество вовлечённого воздуха может увеличиться в 50-800 раз относительно распылённой жидкости. Это явление может быть использовано целенаправленно, например, для получения пены высокой кратности из распылённого раствора пенообразователя в генераторах пены и в устройствах для

осаждения дыма. Однако это может привести к потере эффективности ОТВ при попадании вовлечённого кислорода воздуха вместе с флегматизаторами, порошками и аэрозольными струями огнетушащих компонентов в зону горения.

Применение распылённых струй воды в спринклерных системах ведёт к осаждению частиц дыма, скапливающегося под потолком. В зависимости от дисперсности распылённой воды слой дыма может либо опускаться вниз, препятствуя эвакуации, либо поглощаться каплями. Вопрос об эжекции дополнительного кислорода воздуха имеет важное значение для обоснования двойственного механизма тушения пламени ОТВ, поэтому особое внимание уделено анализу литературы, в которой приводятся экспериментальные данные по эжек-ции воздуха распылёнными струями воды.

Для количественного анализа двойственного механизма тушения пламени, например, газами используется определяющий параметр - флегматизирующая концентрация хладона, ХАИ и нейтральных газов (НГ). В работе [5] предложены расчётные соотношения для определения флегматизирующей концентрации хладонов и НГ, оптимальной и критической интенсивности подачи ОТВ -химически активных ингибиторов, НГ, распы-

лённой воды и пены при различных способах подачи их на горючую жидкость.

Двойственный механизм тушения пламени проявляется также при тушении пламени нефтепродуктов пеной. В настоящее время широко используется способ тушения пламени нефти подачей пены низкой кратности в основание резервуара с нефтью. На этом процессе можно проследить структуру сопутствующего фактора, но сложность заключается в условиях применения подслойного способа. Если резервуар с нефтью имеет стационарную крышу, то пена всплывает на открытую поверхность горящей нефти (рис. 5, а), а если плавающий понтон, то при его частичном затоплении пена поднимается непосредственно под твёрдую поверхность понтона (рис. 5, б).

Первоначально сопутствующий фактор проявляется в увлечении холодных масс нефти наверх, к горящей поверхности. Этот эффект имеет два положительных действия: первое -охлаждение поверхностного слоя нефти, что снижает скорость контактного разрушения пены; второе - уничтожение за счёт перемешивания нефти её гомотермического слоя, образующегося при длительном горении. В то же время он имеет и отрицательную сторону, связанную с увлечением пеной массы нефти. Это локальный подъём уровня

б

Рисунок 5. Движение потоков пены и нефти в резервуаре без понтона (а) и с понтоном (б)

в процессе тушения пламени нефти системой подачи пены в основание резервуара: 1 - резервуар с нефтью; 2 - полузатонувший понтон; 3 - пена; 4 - уровень взлива нефти; 5 - поток нефти; 6 - подслойная система пожаротушения

а

нефти в месте подъёма пены и формирование поверхностных потоков, препятствующих образованию сплошного слоя пены, который необходим для предотвращения повторного воспламенения нефти. Только благодаря особым плёнкообразующим свойствам пенообразователя пожар может быть локализован и полностью потушен, хотя визуально в месте подъёма пены поверхность нефти свободна от неё, так как поверхностные потоки нефти оттесняют пену к бортам.

При анализе процесса тушения под-слойной подачей пены в основание резервуара с частично затонувшим понтоном структура сопутствующего фактора утрачивает одну из составляющих: локальный подъём уровня нефти в месте подъёма пены. В данном случае пена при подъёме упирается в металлическую поверхность понтона и, скользя по его днищу, наклонно поднимается на поверхность горящей нефти (см. рис. 5, б). Здесь проявляется другой отрицательный момент сопутствующего фактора - высокая скорость поверхностных потоков нефти, что препятствует образованию сплошного пенного слоя.

Основываясь на результатах работ Блинова - Худякова [11], в которых исследовалась гидродинамика процесса движения жидкости, увлекаемой струёй воздуха, можно определить объём нефти, который поднимается вместе с пеной на поверхность.

В отличие от применения огнетушащих дисперсных систем, когда в зону горения увлекается окружающая среда - воздух, здесь увлекается жидкая среда - нефтепродукт, что снижает огнетушащую эффективность пены. В этом случае для достижения последней необходим слой пены большей толщины, чтобы она могла покрыть возвышенные участки нефтепродукта. Даже после локализаци и ликвидации пожара в месте выхода пены на поверхность из-за движения навстречу ей потоков ГЖ остаются практически незакрытыми пеной обширные участки нефтепродукта.

Характерные кривые зависимости времени тушения от интенсивности подачи пены, представленные на рисунке 4, показывают, что кривая удельного расхода проходит через хорошо выраженный минимум. Это подтверждает двойственный механизм тушения пеной, при котором повышение интенсивности подачи пены ведёт преимущественно к увеличению толщины её слоя, что не только не снижает

времени тушения, но и приводит к увеличению её удельного расхода. Кривая удельного расхода пены позволяет определить оптимальную интенсивность её подачи при тушении пламени гептана.

В процессе горения температура поверхностного слоя жидкости устанавливается на уровне температуры кипения за вычетом тепла, отбираемого испаряющимися молекулами углеводорода. Температура поверхности быстро растёт, несмотря на то, что внутри объёма жидкости сохраняется исходная температура, равная температуре окружающей среды. Чем дольше продолжается горение, тем выше становится температура в объёме горючего.

Если горит нефть или бензин, то прогревание жидкости происходит энергично, что ведёт к образованию гомотермического слоя, температура которого определяется температурой кипения высокомолекулярных гомологов топлива.

В случае экспериментов по тушению пламени гептана гомотермический слой не образуется, а жидкость прогревается в глубину постепенно. Профиль температуры от поверхности в глубину слоя имеет экспоненциальный характер. Уже в первые 15-20 с температура поверхностного слоя становится близкой к температуре кипения. Толщина прогретого слоя в случае горения индивидуальной жидкости зависит от времени свободного горения. Для анализа взаимодействия нагретой поверхности с раствором пенных плёнок примем, что толщина прогретого слоя определяется диапазоном температур - от температуры кипения углеводорода до температуры, при которой молекулы ПАВ пенообразователя утрачивают поверхностную активность. В этой модели разрушение пены будет продолжаться до тех пор, пока температура в поверхностном слое гептана не снизится до температуры, обусловленной природой пенообразователя. Эта температура (предельная) определяется путём измерения поверхностного натяжения водных растворов, которое проводят при различных температурах.

Контактное разрушение пены от взаимодействия с нагретой во время свободного горения жидкостью происходит по периметру растекающейся пены или по всей площади контакта. Удельная скорость контактного разрушения пены зависит от площади открытой

поверхности, ещё не покрытой пеной. В зависимости от природы стабилизатора пены удельная скорость её разрушения может сохранять постоянное значение или постепенно снижаться по мере покрытия пеной горящей поверхности.

На основании проведённых исследований можно сделать вывод о двойственном универсальном механизме тушения пламени ОТВ, который включает основное и сопутствующее действие ОТВ:

основное - снижение температуры в зоне горения поглощением тепла на фазовые превращения (испарение, разложение и нагревание, снижение интенсивности поступления горючего компонента);

сопутствующее - увлечение дисперсной системой дополнительного объёма воздуха

в зону горения (например, как при тушении газами или водой) или создание условий, препятствующих растеканию, например, пены, а также повышение температуры и расширение зоны горения и, как следствие, снижение эффективности ОТВ.

Действие сопутствующего процесса приводит к дополнительным потерям ОТВ и снижению его огнетушащей эффективности. Чем выше интенсивность подачи огнетушащего вещества, тем сильнее выражен сопутствующий эффект.

Наличие двойственного механизма тушения огнетушащим веществом обуславливает существование оптимальной интенсивности подачи и минимального удельного расхода его при тушении пламени твёрдых горючих материалов и ГЖ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Morgan H. P., Bullen M. L. A method of extracting smoke from buildings using a water-air jet pump [Метод удаления дыма из зданий с помощью водовоздушных струйных насосов] // Fire Technology, 1976, vol. 12, iss. 4, pp. 311-320. DOI: 10.1007/BF02624808.

2. Шрайбер Г., Порст П. Огнетушащие средства. Химико-физические процессы при горении и тушении. - М.: Стройиздат, 1975. - 240 с.

3. Корольченко Д. А, Шароварников А. Ф. Влияние дисперсности капель воды на эффективность тушения пожаров горючей жидкости // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. -Т. 22, № 12. - С. 69-74. DOI: 10.18322/PVB.2013.22.12.69-74.

4. Корольченко Д. А, Шароварников А. Ф. Тушение пламени огнетушащими порошками и аэрозольными составами // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23, № 8. - С. 63-68. DOI: 10.18322/PVB.2014.23.08.63-68.

5. Корольченко Д. А, Шароварников А. Ф. Оценка флег-матизирующих концентраций газовых огнетушащих составов // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23, № 1. - С. 62-67. DOI: 10.18322/PVB.2014.23.01.62-67.

6. Корольченко Д. А, Шароварников А. Ф. Универсальность механизмов тушения пламени различными огнетуша-

щими веществами // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. -Т. 23, № 11. - С. 84-88. DOI: 10.18322/PVB.2014.23.11.84-88.

7. Корольченко Д. А, Шароварников А. Ф. Анализ двойственного механизма тушения пламени // Пожаровзрывобе-зопасность. - 2014. - Т. 23, № 12. - С. 59-68. DOI: 10.18322/ PVB.2014.23.12.59-68.

8. Korolchenko D., Tusnin А, Trushina S, Korolchenko A. Physical parameters of high expansion foam used for fire suppression in high-rise buildings // International Journal of Applied Engineering Research, 2015, vol. 10, No. 21, pр. 42541-42548.

9. Korolchenko D. A, Sharovarnikov A. F, Byakov A. V. The analysis of oil suppression by aqueous film forming foam through a gas-salt layer of water // Advanced Materials Research, 2015, vol. 1073-1076, pp. 2353-2357.

10. Корольченко Д. А, Шароварников А. Ф. Тушение пламени гидрофобных материалов водными растворами смачивателей// Пожаровзрывобезопасность. - 2015. - Т. 24, № 3. -С. 61-68. DOI: 10.18322/PVB.2015.24. 03.61-68.

11. Блинов В. И., Худяков Г. Н. Диффузионное горение жидкостей. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 208 с.

Korolchenko D.

CONCOMITANT EFFECT IN THE MECHANISM OF FLAME EXTINCTION BY VARIOUS EXTINGUISHING AGENTS

ABSTRACT

Purpose. The purpose of the study is to determine the optimal conditions for the application of extinguishing agents, providing reliable fire extinction of petroleum products in tanks and in case of emergency spillage and to observe the concomitant effect influence on the mechanism of flame suppression by fire extinguishants.

Methods. The main method of the research is to identify the experimental dependence of the specific discharge and flame extinguishment time on the delivery rate intensity of various extinguishing agents.

Findings. On the basis reasoning from the conducted research the conclusion has been drawn on the dual universal mechanism of flame suppression by extinguishing agents which includes the main and the concomitant effect of fire extinguishing agents (FEA). The main effect is reached by temperature reduction in the combustion zone by heat absorption during phase transformations; while the concomitant one is achieved by supplying additional air content to a combustion zone by means of a disperse system; or by the creation of conditions for preventing

substance spread, temperature rise and expansion of the combustion zone as well, and consequently, reducing the effectiveness of FEA. The concomitant process action leads to additional losses of FEA and the reduction of their extinguishing efficiency. The more intensive is the supply of FEA, the more obvious the concomitant effect is.

Research application field. The obtained results are recommended to be considered when choosing the means of fire extinguishment for oil and petroleum products and their accidental spillage.

Conclusions. The presence of the dual mechanism of fire extinction by FEA stipulates the existence of their optimum supply rate and minimum specific discharge while extinguishing solid combustible materials and flammable liquids.

Key words: universal mechanism of flame extinction, concomitant effect, the intensity of extinguishing agent supply, extinguishing agent, local hydrocarbon spillage extinguishment.

REFERENCES

1. Morgan H.P., Bullen M.L. A method of extracting smoke from buildings using a water-air jet pump. Fire Technology, 1976, vol. 12, Issues 4, pp. 311-320. DOI: 10.1007/BF02624808.

2. Shraiber G., Porst P. Ognetushashchie sredstva. Khimiko-fizicheskie protsessy pri gorenii i tushenii [Extinguishing agents. Chemical and physical processes in combustion and putting]. Moscow, Stroiizdat Publ., 1975. 240 p.

3. Sharovarnikov A.F., Korol'chenko D.A. Impact of dispersion of water drops on the efficiency of fire extinguishing of combustible liquid. Pozharovzryvobezopasnost', 2013, vol. 22, no. 12, pp. 69-74. DOI: 10.18322/PVB.2013.22.12.69-74. (in Russ.).

4. Sharovarnikov A.F., Korolchenko D.A. Extinguishing of a flame by dry chemical powders and aerosol compositions. Pozharovzryvobezopasnost', 2014, vol. 23, no. 8, pp. 63-68. DOI: 10.18322/PVB.2014.23.08.63-68. (in Russ.).

5. Korolchenko D.A., Sharovarnikov A.F. Phlegmatizing consentrations of gas fire extinguishing compounds. Pozharovzryvobezopasnost', 2014, vol. 23, no. 1, pp. 62-67. DOI: 10.18322/PVB.2014.23.01.62-67. (in Russ.).

6. Korolchenko D.A., Sharovarnikov A.F. Universality of mechanisms of fire suppression by various extinguishing agents.

Pozharovzryvobezopasnost', 2014, vol. 23, no. 11, pp. 84-88. DOI: 10.18322/PVB.2014.23.11.84-88. (in Russ.).

7. Korolchenko D.A., Sharovarnikov A.F. Analysis of the dual fire suppression mechanism. Pozharovzryvobezopasnost', 2014, vol. 23, no. 12, pp. 59-68. DOI: 10.18322/PVB.2014.23.12.59-68. (in Russ.).

8. Korolchenko D., Tusnin А., Trushina S., Korolchenko A. Physical parameters of high expansion foam used for fire suppression in high-rise buildings. International Journal of Applied Engineering Research, 2015, vol. 10, No. 21, pp. 42541-42548.

9. Korolchenko D.A., Sharovarnikov A.F., Byakov A.V. The analysis of oil suppression by aqueous film forming foam through a gas-salt layer of water. Advanced Materials Research, 2015, vol. 1073-1076, pp. 2353-2357.

10. Korolchenko D.A., Sharovarnikov A.F. Extinguishing flames of hydrophobic materials by water solutions of wetting agent. Pozharovzryvobezopasnost', 2015, vol. 24, no. 3, pp. 61-68. DOI: 10.18322/PVB.2015.24. 03.61-68. (in Russ.).

11. Blinov V.I., Khudiakov G.N. Diffuzionnoe gorenie zhidkostei [Diffusion combustion of liquids]. Moscow, Akademiya Nauk SSSR Publ., 1961. 208 p.

DMiTRi KOROLCHENKO

Candidate of Technical Sciences

Moscow State University of Civil Engineering, Moscow, Russia

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.