ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КАПЕЛЬ ОГНЕТУШАЩИХ СОСТАВОВ С ФРАГМЕНТАМИ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Abstract

Актуальность. Наиболее распространенным огнетушащим составом для локализации и ликвидации возгораний природного и техногенного характера является вода. Практически ежегодное увеличение площадей возгораний бореальной зоны, а также удаленности очагов возгорания от водоисточников обуславливает необходимость повышения ресурсоэффективности тушения. Основной задачей при тушении техногенных возгораний является снижение расхода огнетушащих средств, что позволит снизить риск чрезмерного заливания водой помещений и сократить материальные затраты на восстановление объектов. Для этих целей целесообразно совершенствовать существующие и разрабатывать новые огнетушащие составы. Недостаточная изученность процессов, происходящих при взаимодействии капель различных типичных огнетушащих жидкостей с поверхностью горючих материалов, и высокая научно-практическая значимость подобных исследований обуславливает актуальность. Цель: установление закономерностей смачивания, растекания и испарения капель огнетушащих составов по поверхностям горючих материалов при кондуктивном нагреве. Объект: огнетушащие составы (вода; растворы антипирена, ФР-Лес, бишофита; суспензии бентонита; эмульсии пенообразователя) различной концентрации. Методы. Исследование процессов смачивания и испарения капель огнетушащих составов проводились методом «неподвижной» капли (размещенной на твердой поверхности с помощью электронного дозатора). Для определения геометрических характеристик капель применялась теневая оптическая система, полученные изображения обрабатывались с помощью специального программного обеспечения методами «тангенциальный 1» и «Юнга–Лапласа». Результаты. Установлены основные закономерности смачивания и испарения капель огнетушащих составов на поверхностях горючих материалов (листьев березы, древесины, ламинированной древесно-стружечной плите, линолеуме и поливинилхлориде). Показано, что при подавлении пиролиза горючих материалов в глубине слоя более эффективными будут составы с меньшим поверхностным натяжением, проникающие в более глубокие слои горючего материала. В таких условиях охлаждаются нагретые до высоких температур фрагменты материалов и подавляется процесс генерации горючего – газообразных продуктов термического разложения. Установлено, что доминирующим механизмом подавления горения и пиролиза при тушении горючих материалов (а именно при использовании антипиренов, бишофита, бентонита, ФР-Лес) является формирование защитного слоя на поверхности элементов веществ и материалов, а не поглощение теплоты при испарении растворителя. Зависимости средних по времени скоростей испарения капель огнетушащих составов от температуры нагрева поверхности описаны экспоненциальной кривой WE  = a∙Tb.