Билет №8 Вопрос 2 Вода как огнетушащее вещество: физико-химические параметры и их анализ, механизм прекращения горения, область применения, способы и приемы подачи воды

Вода – основное огнетушащее средство охлаждения, наиболее доступное и универсальное. При попадании на горящее вещество вода частично испаряется и превращается в пар (1 л. воды превращается в 1700 л. пара), благодаря чему кислород воздуха вытесняется из зоны очага пожара водяным паром. Огнетушащая эффективность воды зависит от способа подачи ее в очаг пожара (сплошной или распыленной струей). Наибольший огнетушащий эффект достигается при подаче воды в распыленном состоянии, т.к. увеличивается площадь одновременного равномерного охлаждения. Распыленная вода быстро нагревается и превращается в пар, отнимая большое количество теплоты. Распыленные водяные струи применяют также для снижения температуры в помещениях, защиты от теплового излучения (водяные завесы), для охлаждения нагретых поверхностей строительных конструкций, сооружений, установок, а также для осаждения дыма.

1) Вода обладает большой теплоемкостью (4187 Дж/кг · град) при нормальных условиях и высокой теплотой парообразования (2236 кДж/кг), поэтому, попадая в зону горения, на горящее вещество, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар, увеличиваясь в объеме в 1700 раз (из 1 л воды при испарении образуется 1700 л пара), благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.

2) Вода обладает высокой термической стойкостью . Ее пары только при температуре свыше 1700 0 С могут разлагаться на кислород и водород, усложняя тем самым обстановку в зоне горения. Большинство же горючих материалов горит при температуре, не превышающей 1300-1350 0 С и тушение их водой не опасно.

3) Вода имеет низкую теплопроводность , что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Это свойство, в сочетании с предыдущими, позволяет использовать ее не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения.

4) Малая вязкость и несжимаемость воды позволяют подавать ее по рукавам на значительные расстояния под большим давлением.

5) Вода способна растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли . Значит, водой можно осаждать продукты горения на пожарах в зданиях. Для этих целей применяют распыленные и тонкораспыленные струи.

6) Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.

7) Вода с абсолютным большинством горючих веществ не вступает в химическую реакцию .

Отрицательные свойства воды как огнетушащего вещества:

1) Основной недостаток у воды как огнетушащего средства заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения (72,8 · 10 -3 Дж/м 2) она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества . Для устранения этого недостатка к воде добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), или, как их называют, смачиватели. На практике используют растворы ПАВ, поверхностное натяжение которых в 2 раза меньше, чем у воды. Применение растворов смачивателей позволяет уменьшить расход воды на тушение пожара на 35-50 %, снизить время тушения на 20-30 %, что обеспечивает тушение одним и тем же объемом огнетушащего вещества на большей площади. Например, рекомендуемая концентрация смачивателя в водных растворах для тушения пожаров:

Ø Пенообразователь ПО - 1,5 %;

Ø Пенообразователь ПО-1Д - 5 %.

2) Вода имеет относительно большую плотность (при 4 0 С - 1 г/см 3 , при 100 0 С - 0,958 г/см 3), что ограничивает, а иногда и исключает ее применение для тушения нефтепродуктов, имеющих меньшую плотность и нерастворимых в воде.

3) Малая вязкость воды способствует тому, что значительная часть ее утекает с места пожара , не оказывая существенного влияния на процесс прекращения горения. Если увеличить вязкость воды до 2,5 · 10 -3 м/с, то значительно снизиться время тушения и коэффициент ее использования повысится более чем в 1,8 раза. Для этих целей применяют добавки из органических соединений, например, КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза).

4) Металлические магний, цинк, алюминий, титан и его сплавы, термит и электрон при горении создают в зоне горения температуру, превышающую термическую стойкость воды, т.е. больше чем 1700 0 С. Тушение их водяными струями недопустимо.

5) Вода электропроводна , поэтому ее нельзя применять для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.

6) Вода реагирует с некоторыми веществами и материалами (пероксидами, карбидами, щелочными и щелочноземельными металлами и т.п.) , которые поэтому нельзя тушить водой.

Водяной пар нашел широкое применение в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным количеством проемов, объемом до 500 м 3 (сушильные и окрасочные камеры, трюмы судов, насосные по перекачке нефтепродуктов и т.п.), на технологических установках для наружного пожаротушения, на объектах химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Его огнетушащая объемная доля 35 %. Наряду с разбавляющим действием водяной пар оказывает охлаждающее действие и механически отрывает пламя.

Тонкораспыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) - для получения ее применяют насосы, создающие давление свыше 2-3 Мпа (20-30 атм.) и специальные стволы распылители.

Попадая в зону горения, тонкораспыленная вода интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Применение тонкораспыленной воды очень эффективно, так как наряду с разбавляющим действием она оказывает и охлаждающее действие. Например, после 4-х минутной работы одного ствола высокого давления в замкнутом помещении температура снижалась с 700 до 100 0 С.

Для получения сплошных распыленных водяных, пенных и порошковых струй используют пожарные стволы. Они разделяются на ручные и лафетные. Комбинированный ствол служит для получения сплошной и распыленной струи.

Ручные стволы типа РС-50 и РС-70 служат для создания компактных водяных струй, различаются геометрическими размерами и диаметром насадков, широко применяются в народном хозяйстве.

Ствол воздушно-пенный СВП предназначен для получения воздушно-механической пены. Он надежен в работе, прост по устройству, широко применяется при тушении пожаров.

Ствол лафетный переносной ПЛС-П20 предназначен для получения мощной компактной водяной струи для тушения развившихся пожаров в населенных пунктах, на складах лесоматериалов, предприятиях лесной и деревообрабатывающей промышленности и других объектах.

Распыленные водяные струи применяются для снижения температуры в помещениях, защиты от теплового излучения (водяные завесы), для охлаждения нагретых поверхностей строительных конструкций, сооружений, установок, а также для осаждения дыма.

Для равномерного охлаждения площади горения сплошную струю воды перемещают с одного участка на другой. Когда с увлажненного горючего вещества сбито пламя и горение прекращено, струю переводят в другое место.

Неотложными мерами по локализации пожара являются также защита металлических несущих конструкций от обрушения, охлаждение нагретых аппаратов и коммуникаций, снижение теплоизлучения горящего факела газа, а также другие действия для предупреждения взрыва или опасного нагрева технологических аппаратов и конструкций.

Ствольщики, работая на рубежах локализации пожара внутри здания, должны подавать струи воды на возможно большую глубину по фронту пламени и постепенно продвигаться вперед. Работая на предлагаемых границах локализации открытых пожаров, при защите от воспламенения стен и кровель соседних зданий и сооружений, ствольщики, маневрируя стволами, орошают водой не только защищенные участки, но и горящие поверхности в глубину распространяющегося фронта пламени.

Билет №9 Вопрос 1 Лестница-штурмовка: назначение, устройство, техническая характеристика, сроки и порядок испытания

Лестница штурмовая (ЛШ) предназначена для подъема пожарных по наружной стене на этажи зданий и сооружений, для обеспечения работ при вскрытии кровли на крутых крышах, а также для учебно-тренировочных занятий и соревнований. Наиболее успешно штурмовую лестницу применяют в сочетании с трехколенной выдвижной лестницей или автолестницей.

Штурмовая лестница состоит из двух параллельных тетив , жестко соединенных тринадцатью поперечными опорными ступеньками , крюком с зубьями для подвески на опорную поверхность (подоконники, проемы и выступы зданий и сооружений), трех стальных стяжек (для ЛШ с деревянными ступеньками, на концах и посередине тетив). Нижние концы тетив заострены и снабжены металлическими башмаками.

Тетивы и ступени металлической штурмовой лестницы изготавливают из алюминиевого сплава. Ступени закреплены в отверстиях тетив путем развальцовки.

Самым первым в истории средством борьбы с огнем была вода. Она и сейчас остается самым действенным средством при пожаротушении. Водяное пожаротушение считается одним из самых безопасных для людей, что немаловажно, поэтому оно применяется для тушения пожаров в киноконцертных залах, спортивных комплексах, торговых центрах, офисных зданиях, в общем везде, где постоянно присутствует большое скопление людей.

Основные преимущества водяного тушения огня

Самое главное достоинство воды - ее доступность. Даже если не обустроен внутренний водопровод, подсоединенный к центральной магистрали, всегда имеются в наличии альтернативные водные резервуары. К ним относятся реки, озера, водоемы и иные водохранилища как естественного, так и искусственного происхождения.

Вода - достаточно эффективное средство, которым быстро можно потушить бумагу, дерево, уголь, ткани, резину либо горючие жидкости, которые имеют свойства растворения в воде: низший спирт, ацетон, органическая кислота и другие. Одежду лучше всего потушить водным раствором.

Самое качественное тушение огня происходит при помощи тонкораспыленных капелек, диаметр которых не превышает 0,8мм. При этом орошаемая поверхность значительно увеличивается, расходование воды уменьшается, повышается охлаждающий эффект, что способствует ее экономии. Вода обладает охлаждающими и смачивающими свойствами, в связи с чем ее применяют не только для тушения очага возгорания, но и для того, чтобы предотвратить распространение пожара на значительные площади.

Если тушение пламени первичными средствами пожаротушения не принесли желаемого результата, то все материальные ценности, расположенные в помещении, обильно обливают водой, предотвращая их возгорание, если нет реальной возможности их оттуда унести.

Отрицательные моменты водяного пожаротушения

Невзирая на массу достоинств, водяное пожаротушение не лишено недостатков. Прежде всего, вода является прекрасным проводником электрической энергии, поэтому, во избежание короткого замыкания, которое может привести к усилению возгорания, воду категорически запрещено применять для тушения электрооборудования, работающего от высокого напряжения.

Не стоит пользоваться водой в качестве огнетушащего вещества для ликвидации возгорания веществ, которые, при соприкосновении с ней, вступают в бурную реакцию. Водные растворы теряют свою эффективность при взаимодействии с горящими углеводородами, а также другими веществами, которые с ней не могут смешаться, если показатель их плотности не доходит до единицы.

При определенных обстоятельствах вода не только не приводит к ликвидации очага возгорания, но и помогает пламени разгореться с новой силой. Это касается горюче - смазочных материалов, которые с водой не смешиваются, а поднимаются на поверхность и продолжают там гореть с постоянно увеличивающейся мощностью, занимая все большие территории.

Возникает достаточно опасная ситуация при попадании воды в охваченные пламенем бани масляного типа, а также иные резервуары, в которых находятся горящие высококипящие жидкости или плавящиеся при нагревании твердые вещества. Нередки случаи получения людьми жутких ожогов открытых частей тела при тушении водой масла в бане.

Стоит также отметить негативное влияние водного раствора на электроприборы, электротехнику, бумажную документацию, предметы истории и искусства. Не рекомендуется применять воду при тушении пожаров в библиотеках, музеях, картинных галереях и выставках, архивных помещениях, серверных. Это может нанести непоправимый ущерб, может даже более существенный, чем урон от огня.

Виды водяного пожаротушения

Сейчас существуют такие виды водяного пожаротушения:

1. спринклерные системы;
2. спринклерные установки;
3. дренчерные системы;
4. модульные тонкораспылительные установки.

Спринклерные и дренчерные системы представляют собой совокупность таких элементов:

1. трубопроводы (необходимы для подачи воды к месту горения);
2. насосные станции (стабилизируют показатель давления воды в трубопроводах);
3. оросители (способствуют орошению мест возгорания).

Но все большую популярность приобретают мелкораспылительные системы пожаротушения модульного типа. Модульные установки применяются там, где защищаемый объект уже давно существует и отсутствует возможность определить точное количество воды для спринклерных и дренчерных систем, а также проложить другие дорогостоящие коммуникационные сети.

Спринклерное пожаротушение

Как правило, это самые элементарные и надежные системы, работающие в автоматическом режиме, которые включаются самостоятельно в момент повышения температурного режима в помещении до критической отметки.

В состав спринклерной системы входят трубы, в которых постоянно находится вода под определенным давлением. Заканчивается система спринклерами (оросителями) которые срабатывают после разрыва теплового замка и разбрызгивают жидкость на очаг возгорания. Причем срабатывают спринклеры не все сразу, а только те, которые расположены в месте с высокой температурой. Остальные оросители остаются неиспользованными.

Основным веществом в спринклерной системе является вода, которая поступает из обыкновенной водопроводной системы. Давление воды должно быть на определенном уровне, который поддерживается запорными клапанами. Если в системе трубопроводов произошла поломка или осуществилось его полное отключение, то давление воды в системе будет таким, чтобы устройство могло первоначально сработать.

Преимущества такой системы состоят в следующем:

1. автоматическое управление;
2. отсутствие необходимости в электроэнергии;
3. нет необходимости в сложных схемах обратной связи;
4. большой эксплуатационный срок;
5. нахождение в постоянной работоспособности.

К недостаткам можно отнести следующее:

1. инерционность;
2. прямая зависимость от водопроводных сетей;
3. нельзя тушить электропроводку;
4. срабатывает только при повышении температурного режима в помещении.

Дренчерное пожаротушение

Основным отличием дренчеров от спринклеров является отсутствие у первых теплового замка, и, как следствие, различия в способе срабатывания. Такая система активизируется не при достижении высокой температуры на объекте, а при получении сигнала тревоги с центрального пульта или от пожарных оповещателей. Это помогает уменьшить время срабатывания системы до минимума, что в разы повышает ее эффективность.

Дренчерные системы можно монтировать на любых объектах. При этом в трубопроводах может быть закачана вода, поэтому температура в помещениях должна быть положительной, чтобы вода в них не замерзла и трубы не лопнули. В систему может быть закачан воздух, тогда нет необходимости в отапливаемых помещениях.

Проектирование таких систем

Прежде, чем устанавливать систему водяного пожаротушения на объекте, необходимо разработать соответствующий проект, в котором в обязательном порядке должны фигурировать такие данные:

1. конкретные источники водоснабжения;
2. водопитатели;
3. трубопроводы;
4. оросители.

1. провести проверку совместимости материалов, которые использовались на объекте, с водным раствором;
2. определить оптимальный вид оборудования;
3. определиться с интенсивностью орошения;
4. рассчитать длительность процесса тушения огня;
5. вычертить схему монтажа оросителей.

Только правильно спроектированная и профессионально установленная система водяного пожаротушения сможет выполнить поставленную перед ней задачу - быстро и эффективно справиться с пожаром, сохранив имущество и не причинив вреда здоровью людей.

44. Огнетушащие свойства воды. Применение воды при тушении пожара

Вода является одним из наиболее доступных, дешевых и широко распространенных огнегасительных средств, пригодных для тушения как малых, так и больших пожаров. Огнегасительные свойства воды заключаются в том, что она имеет большую теплоемкость, способна отнимать от горящих веществ значительное количество тепла, снижая те

мпературу очага горения до такой, при которой горение становится невозможно. Воду нельзя применять:

· для тушения веществ, вступающих с ней в реакцию, например, металлов калия и натрия. Выделяющийся водород в смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь.

· при тушении электрических установок, находящихся под напряжением, а также при тушении карбида кальция из-за возможности взрыва выделяющегося при этом ацетилена.

Для пожаротушения вода применяется в виде компактных струй, в распыленном состоянии, тонкодисперсном состоянии, а также в виде воздушно-механической пены. Применять компактные струи при тушении горящих легковоспламеняющихся жидкостей нельзя, так как при этом происходит растекание жидкости, всплывающей на поверхность воды, что способствует увеличению зоны горения.

Если воду применять в распыленном состоянии, в виде мелкодисперсных частиц, когда большинство капель распыленной воды имеет размер менее 0,1 мм, то при этом увеличивается поверхность соприкосновения воды с горящими веществами, что способствует более интенсивному отбору водой тепла от очага горения и образованию пара, способствующего тушению. Распыленная струя воды при пожарах в помещениях может быть применена для снижения температуры и осаждения дыма. Вода в распыленном состоянии может применяться для тушения горящих нефтепродуктов с температурой-вспышки свыше 120° С. AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

Добавление к воде 0,2-2,0% (по массе) пенообразователей способствует понижению поверхностного натяжения, в результате чего улучшаются ее огнегасительные свойства, в 2-2,5 раза уменьшается расход воды, сокращается время тушения.

45. Пожароопасные свойства материалов и веществ. Первичные средства пожаротушения

Основными показателями пожарной опасности, определяющими критические условия возникновения и развития процесса горения, являются температура самовоспламенения и концентрационные пределы воспламенения.

Температура самовоспламенения характеризует минимальную температуру вещества или материала, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения; максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения. Область составов и смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним пределами воспламенения, называется областью воспламенения.

Концентрационные пределы воспламенения не постоянны и зависят от ряда факторов. Наибольшее влияние на пределы воспламенения оказывают мощность источника воспламенения, примесь инертных газов и паров, температура и давление горючей смеси.

Изменение пределов воспламенения с повышением температуры может быть оценено по следующему правилу: при повышении температуры на каждые 100° величины нижних пределов воспламенения уменьшаются на 8-10%, а верхних пределов воспламенения увеличиваются на 12-15%.

Концентрация насыщенных паров жидкостей находится в определенной взаимосвязи с ее температурой.

Используя это свойство, можно концентрационные пределы воспламенения насыщенных паров выразить через температуру жидкости, при которой они образуются.

Способностью образовывать с воздухом воспламеняющиеся с большой скоростью (взрывоопасные) смеси обладают также взвешенные в воздухе пыли многих твердых горючих веществ. Та минимальная концентрация пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание, называется нижним пределом воспламенения пыли. Поскольку достижение очень больших концентраций пыли во взвешенном состоянии практически нереально, термин «верхний предел воспламенения» к пылям не применяется.

К показателям пожарной опасности, характеризующим критические условия образования достаточного для горения газообразных горючих продуктов испарения или разложения конденсированных веществ и материалов, относятся температуры вспышки и воспламенения, а также температурные пределы воспламенения.

Температурой вспышки называется самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения. Пользуясь этой характеристикой, все горючие жидкости по пожарной опасности можно разделить на два класса:

1) жидкости с температурой вспышки до 61° С (бензин, этиловый спирт, ацетон, серный эфир, нитроэмали и т. д.), они называются легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ);

2) жидкости с температурой вспышки выше 61° С (масло, мазут, формалин и др.), они называются горючими жидкостями (ГЖ).

Температура воспламенения - температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение. Температурные пределы воспламенения - температуры, при которых насыщенные пары вещества образуют в данной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения жидкостей.

Пожароопасность веществ характеризуется линейной (выраженной в см/с) и массовой (г/с) скоростями горения (распространения пламени) и выгорания (г/м2-с или см/с), а также предельным содержанием кислорода, при котором еще возможно горение. Для обычных горючих веществ (углеводородов и их производных) это предельное содержание кислорода составляет 12-14%, для веществ с высоким значением верхнего предела воспламенения (водород, сероуглерод, окись этилена и др.) предельное содержание кислорода составляет 5% и ниже.

Помимо перечисленных параметров для оценки пожарной опасности важно знать степень горючести (сгораемости) веществ. В зависимости от этой характеристики вещества и материалы делят на:

· горючие (сгораемые),

· трудногорючие (трудносгораемые)

· негорючие (несгораемые).

К горючим относятся такие вещества и материалы, которые при воспламенении посторонним источником продолжают гореть и после его удаления. К трудногорючим относят такие вещества, которые не способны распространять пламя и горят лишь в месте воздействия импульса; негорючими являются вещества и материалы, не воспламеняющиеся даже при воздействии достаточно мощных импульсов.

46. Автоматические огнетушащие установки. Причины пожаров на производстве

Применяют в помещениях в повышенной пожароопасностью.

1) спилинкерные: выходное отверстие сплинклерной головки закрыто пластинками, кот. при воздействии температуры расплавляются и вода из системы под давлением выходит из отверстия головки и орошает конструкции помещения или оборудования в зоне действия спринклерной головки. Одна головка орошает площадь 10-12 м.

Вода является одним из наиболее широко распространенных и наиболее универсальных средств, применяемых для тушения пожаров. Она эффективна при тушении пожаров, связанных с горением веществ, находящихся во всех трех состояниях. Поэтому ее широко применяют для тушения пожаров практически повсеместно, кроме тех редких случаев, когда ее применить нельзя. Воду нельзя применять для тушения пожаров в следующих случаях:

нельзя тушить горючие вещества и материалы, с которыми вода вступает в интенсивное химическое взаимодействие с выделением тепла или горючих компонентов (например, пожары, связанные с горением щелочных и щелочно – земельных металлов, металлов типа лития, натрия, карбида кальция и других, а также кислот и щелочей, с которыми вода бурно взаимодействует);

водой нельзя тушить пожары, с температурой выше 1800 – 2000 0 С, так как при этом возникает интенсивная диссоциация паров воды на водород и кислород, которые интенсифицируют процесс горения;

нельзя тушить пожары, при которых применение воды не обеспечивает требуемых условий безопасности для личного состава. Например, пожары электроустановок, находящихся под высоким напряжением, и т. д.

Во всех остальных случаях вода является надежным, эффективным средством для тушения пожаров и поэтому она нашла наиболее широкое применение. Вода обладает рядом достоинств как огнетушащее средство: термической стойкостью, намного превышающей термическую стойкость других негорючих жидкостей, высокой теплоемкостью и теплотой испарения, относительной химической инертностью. К отрицательным свойствам воды относятся: высокая температура замерзания и аномалия изменения плотности воды при охлаждении, что затрудняет ее применение при низких отрицательных температурах, сравнительно малая вязкость и высокий коэффициент поверхностного натяжения, ухудшающие смачивающие способности воды и тем самым снижающие коэффициент ее использования в процессе тушения, а также электропроводность воды, содержащей примеси.

По механизму прекращения горения вода относится к категории охлаждающих огнетушащих средств. Но сам механизм прекращения горения зависит от режима горения, от вида горючего и его агрегатного состояния. При тушении пожаров, связанных с горением горючих газов (всегда) и жидкостей (иногда) доминирующим механизмом прекращения горения является охлаждение зоны горения, который реализуется в случае применения объемного метода тушения.

Воду можно подавать в зону горения в виде компактных струй, распыленных струй и тонкораспыленной воды. Два последних случая наиболее полно соответствуют понятию объемной подачи жидкого огнетушащего средства в зону горения. Компактная струя, пройдя сквозь зону горения, не окажет на нее почти никакого воздействия.

При тушении ЛВЖ и ГЖ компактная струя не окажет на факел пламени почти никакого воздействия. А, попав на поверхность ЛВЖ и ГЖ, она будет не очень эффективно ее охлаждать. Из-за большого удельного веса воды по сравнению с горючими углеводородами она быстро опустится на дно. Охлаждение прогретых до температуры кипения поверхностных слоев горючей жидкости будет не столь интенсивным, как если бы была подана распыленная или тонкораспыленная вода. При тушении ТГМ компактные струи воды, поданные в факел пламени, также, как и в первых двух случаях, не окажут влияния на зону горения, а попав на поверхность ТГМ, они не очень эффективно будут их охлаждать и тем самым будут мало способствовать тушению.

Мощные компактные струи воды подают при тушении крупных развившихся пожаров штабелей древесины, так как при таком интенсивном горении распыленные струи, а тем более тонкораспыленная вода не долетят не только к горящей древесине, но даже не попадут внутрь факела пламени. Они испарятся во внешних зонах факела пламени или унесутся вверх интенсивными газовыми потоками, практически не повлияв на процесс горения.

Во всех остальных случаях распыленные струи и тонкораспыленная вода более эффективны как при тушении пожаров объемным способом, так и при тушении по поверхности горючего материала. При прекращении пламенного горения компактная струя менее эффективна потому, что, пролетая сквозь зону горения, не обеспечивает охлаждающего воздействия, так как она имеет небольшую площадь поверхности контакта с пламенем и малое время взаимодействия. Тогда как распыленные струи имеют значительно большую поверхность контакта с факелом пламени и меньшую скорость пролета – большее время взаимодействия. А еще лучше условия теплоотвода из факела пламени у тонкораспыленной воды.

Значит, чем больше поверхность контакта жидкости с факелом пламени и время этого контакта при прочих равных условиях, тем интенсивнее теплоотвод, Очень малое тепловое и аэродинамическое взаимодействие с факелом пламени у компактной струи, большее – у распыленной, еще большее – у тонкораспыленной воды, подаваемой в зону пламени. Наибольший эффект тушения при подаче воды в факел пламени будет в том случае, когда ее охлаждающий эффект будет максимальным. То есть когда вся поданная на тушение пожара вода испарится за счет отвода тепла от факела пламени, непосредственно из зоны протекания химических реакций горения. Поэтому при таком механизме прекращения горения следует стремиться к тому, чтобы максимально возможное количество воды испарялось в объеме факела пламени, а не за его пределами. А при тушении водой путем подачи ее на поверхность горючих жидкостей или ТГМ более равномерная подача распыленной воды эффективна потому, что максимальный охлаждающий эффект будет иметь место при полном испарении всей поданной на тушение пожара воды за счет отъема тепла от горючего материала. Поэтому вода должна находиться в контакте с поверхностными (наиболее прогретыми) слоями ЛВЖ, ГЖ или ТГМ до полного ее испарения.

Вода является одним из самых эффективным средством тушения пожаров. Объясняется это рядом присущих ей специфических свойств, совокупность которых позволяет успешно тушить даже самые сложные пожары: высокая удельная теплоёмкость (4200 Дж/(кг∙К) ) и высокая удельная теплота парообразования (2,3·10 6 Дж/кг ). Оба фактора обусловливают высокую теплопоглощающую способность воды, что при подаче её в зону горения приводит к снижению температуры последней. При достижении температуры очага горения меньше температуры самовоспламенения горючего вещества происходит пожаротушение. Кроме того, при температуре в очаге пожара ~ 1700 °С из одного объёма воды образуется ~ 1760 объёмов водяного пара, что, вследствие разбавления окислителя и горючего вещества в пламени, приводит к снижению концентрации кислорода и горючего вещества. При достижении концентрации кислорода меньше МВСК и (или) горючего вещества меньше НКПРП происходит пожаротушение.

Однако вода, как средство пожаротушения, не может применяться там, где имеются щелочные металлы (при взаимодействии с водой они воспламеняются), карбид кальция (при взаимодействии с водой выделяется горючий газ ацетилен), электроустановки, находящиеся под напряжением (при контакте с водой возможны короткие замыкания и поражение людей электрическим током). Нельзя водой тушить горючие жидкости, плотность которых меньше плотности воды, например, нефть и нефтепродукты, так как вода опускается в слой горящей жидкости и не выполняет своих пожаротушащих функций.

Некоторые из указанных негативных факторов пожаротушения водой, например, невозможность тушения горящих нефтепродуктов, можно устранить за счёт использования её не в виде компактных струй, а в виде пены или распыления до капель микронных и субмикронных размеров. При этом значительно возрастает эффективность использования воды, так как увеличивается площадь теплообмена в системе «очаг пожара – вода», а, следовательно, скорость теплопоглощения и парообразования. Кроме того, и пена и аэрозольное облако с водной дисперсной фазой более длительное время удерживаются в зоне горения, например, пена покрывает твёрдый горящий предмет до 40 мин .

Пена, состоящая из воды, пенообразователя и воздуха (воздушно-механическая пена) получается при помощи пеногенераторов, один из вариантов устройства которых показан на рис. 1.

Рис. 1. Генератор воздушно-механической пены средней кратности ГПС – 200.

1 – насадок; 2 – кассета сеток; 3 – корпус генератора; 4 – корпус распылителя; 5 – распылитель; 6 – соединительная головка.

Более эффективным средством пожаротушения является химическая пена, в которой газовые пузырьки, образованные тонкой плёнкой воды, заполнены инертным по отношению к горению диоксидом углерода. Применение такой пены распространено преимущественно в ручных огнетушителях типа ОХП-10, устройство и принцип действия которых будут рассмотрены ниже.

Как было указано выше, ещё более эффективным способом использования воды в качестве средства пожаротушения является её распыление, т.е. создания аэрозольной системы, дисперсной фазой которой являются мельчайшие капельки воды. Такое пожаротушение является объёмным и позволяет охватить бóльшее пространство пожара при меньшем количестве воды по сравнению с традиционными способами.

Современные технологии объёмного пожаротушения водой используют уникальный пневмоакустический способ создания водного аэрозоля при помощи специальной форсунки, создающей так называемый «защитный туман»(тонкодисперсный водяной туман). Водяной туман эффективно воздействует на все факторы тушения пожара: быстро снижает его температуру; концентрацию горючих газов и паров, а также кислорода. Происходит это за счёт увеличения поверхности контакта воды с горящей средой в миллиарды раз по сравнению с традиционным использованием воды, что приводит к немедленному испарению воды. При этом пожаротушащий компонент обладает проникающей способностью газа, не наносит вреда людям, имуществу и окружающей среде, не вызывает замыканий в электропроводке.