Введение к работе
Актуальность работы. Ликвидация пожаров гидрофобных твердых горючих материалов (ТГМ) и нефтепродуктов связана с определенными трудностями в выборе эффективных средств тушения, способов их подачи, а также с риском для жизни личного состава подразделений пожарной охраны. Одним из решений этой проблемы является применение термовспениваю-щихся составов, сочетающих в себе эффективность пены и возможность подачи в очаг пожара компактными струями. При попадании водного термовспенивающегося состава, содержащего газообразующие и поверхностно-активные вещества (ПАВ), на нагретые поверхности происходит его самопроизвольное вспенивание с образованием высокодисперсной пены.
Несмотря на появление за рубежом термовспенивающихся составов в открытой печати отсутствует анализ закономерностей процесса тушения пожаров этими составами и научное обоснование их рецептуры. Поэтому выявление закономерностей процесса тушения термовспенивающимися составами гидрофобных ТГМ и нефтепродуктов является актуальным.
Диссертация выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ВИПТШ МВД РФ в рамках программы, основанной на постановлениях Совета Министров СССР № 516 от 19.12.86 г. "О мерах по усилению пожарной безопасности в РСФСР" и № 1058 от 29.08.88 г. "О мерах по дальнейшему укреплению пожарной безопасности в стране".
Цель работы и задачи исследования. Целью настоящей работы является выявление закономерностей процесса тушения термовспенивающимися составами гидрофобных твердых горючих материалов и нефтепродуктов и разработка на их основе рецептуры огнетушащего состава.
Для реализации поставленной цели необходимо в комплексе решить следующие задачи:
определить влияние природы и содержания компонентов термовспенивающегося состава на параметра его огнетушащеи
эффективности при тушении гидрофобных твердых горючих материалов и нефтепродуктов;
исследовать процесс образования водных огнетушащих гермовспенивающихся составов и их взаимодействия с гидрофобной поверхностью ТГМ и нефтепродуктов;
исследовать процесс термического вспенивания водных огнетушащих термовспекивающихся составов и разрушения образующейся пены, установить и обосновать показатели, характеризующие термическое пенообразование;
создать комплекс экспериментальных методов исследования коллоидно-химических свойств термовспенивающихся сос-тавоз и определения их огнетушащей эффективности при тушении гидрофобных ТГМ и нефтепродуктов;
разработать оптимальный по огнетушащей эффективности термовспенивающийся состав для тушения гидрофобных твердых горючих материалов и нефтепродуктов.
. Научная новизна работы заключается в разработке основ, позволяющих осуществить тушение гидрофобных твердых горючих материалов и нефтепродуктов термовспенивающимися составами, которые включают:
выявление основных закономерностей тушения гидрофобных ТГМ и нефтепродуктов термовспенивающимися составами, при подаче огнетушащего состава в виде водного раствора, образующего пену в очаге пожара;
определение влияния природы и содержания компонентов термовспенивающегося состава на его огнетушащую эффективность и установление корреляции параметров огнетушащей эффективности с параметрами пенообразования и термодинамическими свойствами огнетушащего состава;
выявление условий повышения огнетушащей эффективности составов при тушении гидрофобных ТГМ и нефтепродуктов посредством обеспечения: фазовой устойчивости водных составов и их концентратов; устойчивости к контактному загрязнению нефтепродуктом; термодинамически самопроизвольного смачивания и растекания составов по гидрофобной поверхности ТГМ
и нефтепродуктов; оптимальных пенообразующих свойств; увеличения термической устойчивости образующейся пены;
определение условий использования в водных термовспе-нивающихся составах l качестве пропеллента углеводородов;
установление и обоснование показателей, характеризующих термическое вспенивание водных составов: пенообразую-щей способности; степени увеличения объема; коэффициента вспенивания; предельной концентрации углеводородного пропеллента; температуры вспенивания;
разработку модели образования слоя пены под воздействием потока тепла с учетом механизма термического вспенивания водных составов и разрушения образующейся пены, позволяющей описать изменение во времени величины слоя пены и невспенившегося слоя водного состава в зависимости от таких параметров, как величина теплового потока, начальная толщина слоя водного состава, начальная концентрация пропеллента, молярная масса пропеллента, температура вспенивания водного состава и температура разрушения образующейся пены;
создание комплекса экспериментальных методов исследования коллоидно-химических свойств термовспенивающихся составов и определения их огнетушащей эффективности при тушении гидрофобных ТГМ и нефтепродуктов;
разработку оптимального термовспенивающегося состава для тушения гидрофобных ТГМ и нефтепродуктов на основе выявленных синергетических комплексов веществ, позволяющих повысить эффективность и надежность тушения при минимальном содержании компонентов в водном составе посредством обеспечения ему требуемых физико-химических свойств.
Практическая ценность работы заключается в том, что: разработан термовспенивающиися состав для тушения ТГИ и нефтепродуктов, по огнетушащей эффективности не уступающий зарубежным аналогам, причем одна лз рецептур пенообразователя содержит вместо галоидоуглеводорода пентан - эк'./^г,:-чески безопасный пропелленг предложены эмпирически:- г.. -\ -
мулы расчета критической интенсивности подачи в зависимости от физико-химических параметров огнетушащего состава и горючего; создан комплекс экспериментальных методов исследования свойств термовспенивающихся составов и определения их огнетушащей эффективности при тушении гидрофобных твердых горючих материалов и нефтепродуктов.
Реализация результатов работы. Выпущена опытно-промышленная партия термовспенивающегося состава на опытном заводе НПО ГИПХ в г. Санкт-Петербурге.
Апробация работы. Результаты проведенных исследований обсуждались на научно-технической конференции "Организация тушения пожаров и аварийно-спасательных работ" (Москва, ВИПТШ, 1989 г.). на научно-технической конференции "Совершенствование деятельности органов государственного пожарного надзора" (Москва. ВИПТШ, 1990 г.). на 3 Всесоюзной научно-технической конференции "Взрывобезопасность технологических процессов, пожаро- и взрывозащита оборудования и зданий" (Северодонецк. НИИТБХП, 1990 г.), на кафедральных заседаниях ВИПТШ МВД РФ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано одиннадцать работ, в том числе описания пяти авторских свидетелі/ств на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и выводов, списка литературы, приложения. Общий объем диссертации составляет 381 страницу, в том числе 149 рисунков, 10 таблиц, список литературы из 353 наименований.
