Введение к работе
Актуальность темы. Современные здания и сооружения должны иметь системы, направленные на предотвращение воздействия опасных факторов пожара и обеспечивающие безопасность людей и материальных ценностей, которые могут быть достигнуты как применением средств коллективной и индивидуальной защиты, так и организацией противодымной защиты
Одним из самых опасных факторов пожара является дым, который представляет собой высокотоксичную аэровзвесь продуктов горения, резко снижающий видимость и, как следствие, значительно усложняет эвакуацию людей и действия спасателей Особенно сложно вести борьбу с задымлением в помещениях, ограниченных по связи с окружающей средой (подвальные и полуподвальные помещения, тоннели и др )
Особые перспективы в решении проблемы в настоящее время связываются с применением средств коллективной защиты, основанных на физико-химических способах очистки воздушной среды (ВС) при пожаре Одним из них является способ, основанный на явлении захвата дисперсных дымовых частиц и нейтрализации токсичных продуктов горения каплями распыленной воды Это техническое решение находит широкое применение для очистки газов и воздуха в различных технологических процессах
Несмотря на перспективность использования, подобные устройства еще находятся в стадии разработки для дальнейшего их применения в системах пожарной безопасности
Вододиспергационный метод снижения задымленности может быть реализован посредством применения установок водяного тушения Однако не на всех объектах жизнедеятельности оправданными материальными затратами следует считать залив помещений или путей эвакуации Кроме того, большая энергонасыщенность современных помещений требует
минимизации использования воды в системах противопожарной защиты
В связи с этим существует необходимость проведения экспериментальных и теоретических исследований, направленных на разработку и создание экономичных способов и технических средств, обеспечивающих возможность эффективной борьбы с задымлением и токсичными компонентами продуктов горения
Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является проведение теоретических и экспериментальных исследований по снижению содержания дымового аэрозоля и концентрации оксида углерода в замкнутом строительном объеме методом конденсационного улавливания в аппаратах с использованием трубы Вентури и диспергированием модифицированной воды
В соответствии с поставленной целью решены следующие задачи
-
Осуществлено теоретическое обоснование возможности применения вододиспергационного и конденсационного методов очистки воздуха от дымового аэрозоля и для снижения концентрации оксида углерода и их практическое использование в системах коллективной защиты
-
Созданы лабораторные установки, моделирующие процессы очистки воздуха от дымового аэрозоля и снижения концентрации оксида углерода в замкнутом объеме при пожаре
-
Изучено влияние переменно-частотного модулированного потенциала (ПЧМП) на изменение физико-химических свойств воды, как способа изменения дисперсных характеристик распыленной воды
-
Проведены лабораторные исследования эффективности очистки воздуха от дымового аэрозоля и снижения концентрации оксида углерода способом диспергирования модифицированной воды и конденсационным улавливанием в аппаратах с использованием трубы Вентури
-
Проведена обработка результатов данных дисперсного состава
капель в факеле орошения при диспергировании модифицированной и исходной воды методом математической статистики
6 Разработаны рекомендации по применению средств коллективной защиты, основанных на конденсационном методе снижения задымленности
Объект исследования — вододиспергационный и
пароконденсационныи методы снижения задымленности при пожаре от аэрозолей, паров и газов
Предмет исследования - условия, повышающие эффективность очистки воздуха от дымового аэрозоля и снижающие концентрацию оксида углерода при пожаре
Методы исследования. Электрофизический метод изменения физико-химических свойств воды Инструментальные методы исследования физико-химических свойств воды Избирательный метод определения размеров капель воды при диспергировании (улавливание капель воды на стеклянные пластинки, покрытые слоем технического углерода) Методы математической статистики
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:
- установлено влияние ПЧМП на физико-химические свойства воды
(поверхностное натяжение, вязкость), изменяющие дисперсные
характеристики распыленной воды,
- экспериментально установлены закономерности изменения
содержания оксида углерода и дымового аэрозоля в объеме в зависимости
от физико-химических свойств и размера капель распыляемой воды,
- обоснована возможность применения вододиспергационного метода
на основе модифицированной воды и паро-конденсационного метода с
применением аппарата с трубой Вентури для снижения задымленности и
концентрации оксида углерода в замкнутом строительном объеме
Практическая значимость работы состоит в следующем:
- предложен и научно обоснован новый способ очистки воздуха от
дымового аэрозоля и оксида углерода (угарного газа) методом
конденсационного улавливания и диспергирования модифицированной
воды,
- предложено аппаратурное оформление средств коллективной
защиты с применением трубы Вентури, предназначенных для обеспечения
безопасности людей, путем снижения времени воздействия дымового
аэрозоля и токсичного компонента — оксида углерода в замкнутых
помещениях при пожарах,
- показана эффективность работы системы по очистке воздуха в
помещении от оксида углерода (снижение концентрации до предельно
допустимой — 20 мг/м) и очистки воздуха от твердой фазы дыма
(обеспечение условий видимости)
На защиту выносятся:
-
Теоретические основы пароконденсационного и вододиспергационного методов очистки воздуха от продуктов горения при пожарах в замкнутых помещениях
-
Результаты экспериментальных исследований применения пароконденсационного и вододиспергационного методов с использованием модифицированной воды в системах очистки воздуха, эффективности уменьшения оксида углерода (угарного газа), осаждения твердой фазы дымового аэрозоля
-
Результаты математической обработки по оценке влияния размера капель на динамику распыла в зависимости от физико-химических свойств диспергированной воды
-
Рекомендации по использованию систем коллективной защиты, основанных на пароконденсационном методе снижения задымленное при пожаре
Апробация работы. Основные положения диссертации представлены и обсуждены на международных научно-практических конференциях «Международный опыт подготовки специалистов пожарно-спасательного профиля» (Санкт-Петербург, 2004г), «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях» (Санкт-Петербург, 2004г), «Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России» (Санкт-Петербург, 2005г), «Актуальные проблемы защиты населения и территорий от пожаров и катастроф» (Санкт-Петербург, 2006г), «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых» (Санкт-Петербург, 2006 г )
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 7 работ, из них 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по каждой главе, заключения и приложений, изложена на 133 листах машинописного текста, содержит 37 рисунков, 13 таблиц и список литературы из 103 наименований
