Введение к работе
Актуальность работы. По мере освоения менее опасных для окружающей среды автомобильных топлив, таких как бензин с добавками спиртов, становится актуальной проблема обеспечения пожарной безопасности резервуаров для хранения автомобильных топлив. В экологическом отношении смесевые топлива имеют явное преимущество перед бензином, поскольку не загрязняют атмосферу тяжелыми металлами и выделяют при сгорании минимальное количество окиси углерода . Содержание спирта в смесевых топливах достигает 20 % масс. В состав смесевых топлив входят спирты и компоненты, которые позволяют лучше совмещать спирты с бензином.
В последнее время в России проявляется повышенный интерес к подслой-ному способу тушения пожаров в резервуарах, в котором низкократную пену подают в основание резервуара - непосредственно в слой горючего. Предварительные исследования показали принципиальную возможность применения подслойного способа для тушения пламени смесевых топлив, но при этом должны использоваться фторсинтетические пенообразователи, в состав которых на ряду с фторированными стабилизаторами могут входить полимерные компоненты. Известно, что тушение пожаров спиртов пенами затруднено из-за разрушения пен спиртами. Поскольку концентрация спирта в смесевых топливах достигает 20 %, то возникает вопрос о принципиальной возможности применения подслойной системы для тушения пожаров в резервуарах со смесевым автомобильным топливом. Поэтому, выявление механизма и определение оптимального режима и технологии тушения пожаров смесевых топлив подслой-ным способом является актуальной задачей .
Диссертация выполнена в соответствии с планом НИР ВНИИПО МВД РФ в рамках проведения работ, вытекающих из Федеральной целевой программы "ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И СОЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА на 1995-1997 годы" , п.4.1.5. "Обеспечить разработку противопожарных мероприятий и вывод из черты городской застройки объектов хранения нефти и нефтепродуктов".
Целью диссертационной работы является выявление закономерностей процесса тушения пожаров смесей углеводородов с низкомолекулярными спир-
тами пленкообразующими составами, способными образовывать водную или полимерную пленку раствора пенообразователя на поверхности горючей жидкости при тушении пожаров, и на их основе определение оптимальной концентрации и режима тушения для подслойного способа тушения пожаров. Для осуществления поставленной задачи необходимо решить ряд экспериментальных и теоретических вопросов:
провести экспериментальные исследования по тушению пламени смесевых топлив: при различном режиме ввода пены; при различном времени свободного горения; при различном содержании спирта в смеси; при различной концентрации пенообразователей ;
выявить закономерности контактного разрушения пены;
- выявить оптимальную концентрацию пенообразователя с полимерным компонентом при подслойном тушении смесевых топлив;
изучить механизм процесса тушения смесевых топлив пенами из пенообразователей с полимерными компонентами и разработать модель процесса тушения;
создать экспериментальную установку, имитирующую систему подслойного пожаротушения;
разработать рекомендации по оптимальному проведению процесса тушения смесевых топлив подслойным методом.
Научная новизна работы заключается в следующем :
- выявлена взаимосвязь между огнетушащей эффективностью фторированных
составов и определяющими параметрами, включающими: пленкообразующую
эффективность, коэффициент растекания раствора по поверхности смесевого
топлива, поверхностное и межфазное натяжение водного раствора, пороговую
концентрацию пенообразователя в водно-спиртовом растворе, при которой ут
рачивается поверхностная активность молекул фторированных стабилизато
ров;
-определен оптимальный режим процесса тушения пламени смесевых топлив при различном режиме ввода пены с использованием различных типов фтор-синтетических пенообразователей, при различных температурах топлива;
- выявлен механизм стабилизации и контактного разрушения пен на поверх
ности смесевых топлив и выявлен механизм формирования на поверхности
органических жидкостей изолирующей пленки при контактном взаимодействии горючего с пеной ;
- создана экспериментальная установка, для определения основных парамет
ров тушения смесевых топлив ;
Практическая значимость На основе результатов исследований :
разработаны рекомендации по оптимизации процесса тушения пожаров смесевых топлив подслойным методом.
разработаны и внедрены "Рекомендации по проектированию и применению системы подслойного тушения пожаров нефтепродуктов в резервуарах объединения АО "ТРАНСНЕФТЬ".
Апробирование материалов диссертации проведено на Международной конференции по проблемам информатизации систем безопасности (Москва,1995 г.), Международной конференции по проблемам безопасности крупных городов (Москва, 1996), Научно-практической конференции «Пожарная безопас-ность96» (Москва, 1996).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано шесть работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов . Общий объем диссертации составляет 203- страницы, в том числе 94 рисунка, 10 таблиц, список литературы из 129 наименований. На защиту выносятся:
методика экспериментальных исследований процесса разрушения пен на поверхности смесевых топлив.
комплекс результатов экспериментальных исследований по тушению пламени смесевых топлив подслойным способом, результаты исследования изолирующей эффективности и термической устойчивости пен.
модель процесса тушения, в которой учтены эффекты, вызванные прохождением пены через смесевое топливо, а также результаты влияния кратности, капиллярного давления пенных каналов и структуры пены на время тушения;
- механизм тушащего действия пен, полученных из пенообразователей с по
лимерным компонентом, в котором детализируется влияние доли полимерного
вещества на скорость растекания и эффективную толщину тушащего, слоя пе
ны.