Виды пен. Их физико-химические и огнетушашие свойства, область при­менения. Пенообразователи: назначение, виды, состав, свойства. Правила хране­ния и проверка его качества

УЧЕБНЫЙ ПУНКТ

ФЕДЕРАЛЬНОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

по дисциплине

« Пожарная техника»

Тема 1.6. «Приборы и аппараты пенного

Тушения».

Г. Ульяновск

УТВЕРЖДАЮ

Начальник Учебного пункта

подполковник внутренней службы

С.А. Николаев

« ___ » _____________ 2009 года

ДИСЦИПЛИНА

«Пожарная техника»

Тема 1.6. «Приборы и аппараты пенного тушения».

Обсуждено на педагогическом совете Учебного пункта

Протокол № _______ от «_____» ________________ 2009г.

Разработала:

преподаватель Учебного пункта

старший лейтенант внутренней службы

Гильманова З.Р.

Содержание.

1.Виды пен. Их физико-химические и огнетушашие свойства, область при­менения. Пенообразователи: назначение, виды, состав, свойства. Правила хране­ния и проверка его качества

2.Смачиватели: назначение, виды, способы приготовления водяного раство­ра. Правила хранения.

3.Пеносмесители. Назначение, виды, устройство, принцип действия, техни­ческая характеристика. Возможные неисправности и пути их устранения. Проверка работоспособности пеносмесителя.

4.Пеносливные и пенообразуюшие устройства, назначение, виды, техниче­ская характеристика, порядок применения, техническое обслуживание. Правила по охране труда при эксплуатации приборов. Оказание первой доврачебной помощи при попадании пенообразователя на кожный покров и слизистую оболоч­ку глаз.

5.Основные правила использования огнетушащего порошка при его заправ­ке в емкости пожарных автомобилей и при тушении пожаров. Правила по охране труда при использовании огнетушащих порошков.

6.Литература, используемая при проведении занятия.

Виды пен. Их физико-химические и огнетушашие свойства, область при­менения. Пенообразователи: назначение, виды, состав, свойства. Правила хране­ния и проверка его качества

К огнетушащим веществам, оказывающим изолирующее действие, относятся пена, огнетушащие порошки, негорючие сыпучие вещества (пе­сок, земля, флюсы, графит и др.), листовые материалы (войлочные, асбес­товые, брезентовые покрывала, щиты). В некоторых случаях, например, при тушении сероуглерода, в качестве изолирующего вещества может быть использована вода.

Пена - наиболее эффективное и широко применяемое огнетушащее вещество изолирующего действия, представляет собой коллоидную систему из жидких пузырьков, наполненных газом.

Пленка пузырьков содержит раствор ПАВ в воде с различными стаби­лизирующими добавками. Пены подразделяются на воздушно-механичес­кую и химическую.

В настоящее время в практике пожаротушения в основном приме­няют воздушно-механическую пену. Для ее получения используют различ­ные пенообразователи.

Воздушно-механическую пену получают смешением водных раство­ров пенообразователей с воздухом в пропорциях от 1:3 до 1:1000 и более в специальных стволах (генераторах).

Устойчивость пены.Пена - это структурированная дисперсная сис­тема, состоящая из деформированных пузырьков воздуха и жидкости, содержащейся в пленках и каналах.

Отношение объема пены Vj к объему жидкости в пене V₀ называется кратностью К:

к = v₁1 v₀.

Пена является неустойчивой дисперсной системой. С момента обра­зования в пене начинается процесс диффузионного переноса воздуха из маленьких пузырьков в большие, в результате число пузырьков со временем уменьшается, а их средний размер увеличивается.

Водный раствор через систему каналов постепенно выделяется из пены. Этот процесс традиционно называют синерезисом.

Общей характеристикой устойчивости пены является ее способность сохранять параметры исходной структуры.

Различают следующие показатели устойчивости пены:

Устойчивость объема пены. Характеризуется временем разрушения 25% от исходного объема.

Устойчивость к обезвоживанию (синерезису). Характеризуется време­нем выделения из пены 50% жидкости.

Устойчивость структурная. Характеризуется временем изменения среднего диаметра пузырьков на 25% от исходной величины.

Контактная устойчивость на поверхности полярных горючих жид­костей. Характеризуется временем полного разрушения пены.

Термическая устойчивость. Характеризуется временем разрушения всего объема пены под действием теплового потока от факела пламени.

Устойчивость изолирующего действия. Характеризуется временем, в течение которого слой пены препятствует воспламенению жидкости открытым источником пламени.

Причиной контактного теплового разрушения пены является десорб­ция молекул поверхностно-активного вещества - пенообразователя, потеря поверхностной активности молекул при высокой температуре раствора в пленках пены.

При контакте пены с органическими водорастворимыми ГЖ в кана­лах пены образуется смешанный раствор, в котором молекулы пенообразо­вателя хорошо растворимы. В таком растворителе не образуется мицелл, поскольку растворы являются истинными, молекулярными, т. е. молекулы не адсорбируются на границе "раствор-воздух".

Аналогичная ситуация возникает и при нагревании раствора пено­образователя. По мере увеличения температуры повышается молекулярная (истинная) растворимость молекул ПАВ и они перестают концентрирова­ться на поверхности.

Снижение поверхностной активности молекул ПАВ происходит по мере увеличения в водно-органической смеси концентрации горючего ком­понента или по мере увеличения температуры водного раствора.

Кратность пены. В зависимости от величины кратности пены разде­ляют на четыре группы:

- пеноэмульсии (К < 3);

- пены низкой кратности (3 < К < 20);

- пены средней кратности (20 < К < 200);

- пены высокой кратности (К > 200).

Изолирующее свойство пены - способность препятствовать испаре­нию горючего вещества и прониканию через слой пены паров, газов и различных излучений. Изолирующие свойства пены зависят от ее стойкости, вязкости и дисперсности. Низкократная и среднекратная воздушно-меха­ническая пена на жидкостях обладает изолирующей способностью в пре­делах 1,5...2,5 мин при толщине изолирующего слоя 0,1...1 м.

Низкократными пенами тушат в основном горящие поверхности. Они хорошо удерживаются и растекаются по поверхности, препятствуют прорыву горючих паров, обладают значительным охлаждающим действием.

Низкократную пену используют для тушения пожаров на складах древесины, так как ее можно подать струей значительной длины; кроме того, она хорошо проникает через неплотности и удерживается на поверх­ности, обладает высокими изолирующими и охлаждающими свойствами.

Высокократную пену, а также пену средней кратности применяют для объемного тушения, вытеснения дыма, изоляции отдельных объектов от действия теплоты и газовых потоков (в подвалах жилых и производст­венных зданий; в пустотах перекрытий; в сушильных камерах и вентиля­ционных системах и т. п.).

Пена средней кратности является основным средством тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах и разлитых на открытой поверхности.

Воздушно-механическую пену часто применяют в сочетании с огнетушащими порошковыми составами, нерастворимыми в воде. Огнетушащие порошковые составы высокоэффективны для ликвидации пламенного горе­ния, но почти не охлаждают горящую поверхность. Пена компенсирует этот недостаток и дополнительно изолирует поверхность.

Пены - достаточно универсальное средство и используются для тушения жидких и твердых веществ, за исключением веществ, взаимо­действующих с водой. Пены электропроводны и коррозируют металлы. Наиболее электропроводна и активна химическая пена. Воздушно-механи­ческая пена менее электропроводна, чем химическая, однако, более элек­тропроводна, чем вода, входящая в состав пены.

В практике тушения пожаров используются все четыре вида пены, которые получают различными способами и устройствами:

- пеноэмульсии - соударением свободных струй раствора;

- пены низкой кратности - пеногенераторами, в которых эжектируемый воздух перемешивается с раствором пенообразователя;

- пена средней кратности образуется на металлических сетках эжекционных пеногенераторов;

- пена высокой кратности получается на генераторах с перфорированной поверхностью тонких металлических листов или на специальном оборудовании, в результате принудительного наддува воздуха в пеногенератор от вентилятора.

Устойчивость пены к обезвоживанию во многом определяет ее изолирую­щее действие, которое выражается в снижении скорости поступления паров горючего в зону горения. Чем больше пена теряет жидкости, тем тоньше стано­вятся пленки пены, тем меньше они препятствуют испарению горючего.

Скорость синерезиса определяется эффективным диаметром пенных каналов, высотой слоя пены и подвижностью поверхности пенных каналов. Если стенки каналов жесткие, то течение жидкости будет определяться вязкостью раствора