Огнегасительные свойства охлаждающие вода

§ 2. Охлаждающие огнегасительные вещества

Вода. Важнейшим представителем группы охлаждающих огнегасительных веществ является вода. Ее применяют в чистом виде и с различными добавками поверхностно-активных веществ, солей и т. д.

Вода обладает большой теплоемкостью, что очень важно при тушении пожаров. Так, для перевода 1 л воды из жидкого в парообразное состояние потребуется 539 ккал тепловой энергии. При этом образуется 1725 л водяного пара, который снижает процентное содержание кислорода в воздухе и в данном случае проявляет изолирующие свойства.

Вода обладает большой силой поверхностного натяжения. Это значительно снижает ее огнегасительный эффект, так как ее смачивающая способность в этом случае невелика. Чтобы снизить поверхностное натяжение воды и увеличить ее способность проникать внутрь твердых органических веществ, в ней растворяют определенное количество поверхностно-активных веществ. Однако вода не универсальное огнегасительное средство. Со многими веществами, например, со щелочными и щелочно-земельными металлами она вступает в химическую реакцию с выделением водорода, сопровождающуюся значительным тепловым эффектом. Поэтому в подобных случаях она не может рекомендоваться в качестве огнегасительного средства.

На пожарах воду подают в виде сплошных и распыленных струй. Сплошные струи используют при тушении развившихся пожаров как наружных, так и внутренних, когда требуется подача больших масс воды. Недостатками сплошных струй являются: низкий коэффициент использования теплоемкости воды из-за короткого времени ее контакта с зоной горения и превращение сплошной струи в проводник электрического тока.

Распыленные струи получают при помощи насадок. При одинаковом расходе воды распыленные струи значительно больше, чем сплошные струи, отводят тепла из зоны горения в единицу времени. Распыленные струи рекомендуют применять при тушении небольших пожаров, для охлаждения конструкций, веществ и материалов, находящихся в зоне теплового воздействия, а также для тушения нефтепродуктов.

Углекислота. Двуокись углерода или углекислый газ — одно из распространенных веществ в природе. В нормальных условиях углекислый газ — без цвета и запаха. Он тяжелее воздуха в 1,5 раза. При 0° С и давлении 36 ат легко переходит в жидкое состояние и называется углекислотой.

Жидкую углекислоту хранят и транспортируют в стальных баллонах, окрашенных в черный цвет. При быстром испарении углекислоты образуется твердая снегообразная углекислота, которая затем переходит в газообразное состояние. При этом из каждого литра углекислоты образуется 500 л газа.

В зоне горения углекислый газ оказывает охлаждающее и изолирующее действие. В сфере углекислого газа или воздуха, содержащего 30—35% (по объему) углекислого газа, прекращается горение большинства веществ. Углекислота не электропроводна и испаряется, не оставляя после себя следов.

Углекислый газ чаще всего применяют при тушении горящего электрооборудования и двигателей внутреннего сгорания, а также при тушении пожаров в хранилищах ценных материалов, в архивах, библиотеках и т. д.

Перемешивание горящих веществ. При горении некоторых жидких веществ (нефтепродуктов и др.), а также и твердых сыпучих веществ огнегасительный эффект может быть достигнут путем их перемешивания. При перемешивании понижается температура верхнего слоя, снижается поступление горючих паров и газов в зону сгорания и горение постепенно прекращается. При этом надо учитывать, что температура ненагретой массы жидкости должна быть ниже температуры вспышки не менее чем на 5°.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Огнегасительное свойство — вода

Огнегасительные свойства воды заключаются в том, что она имеет большую теплоемкость, способна отнимать от горящих веществ значительное количество тепла, снижая температуру очага горения до такой, при которой горение становится невозможно. Затем, переходя из одного физического состояния в другое ( из жидкого в парообразное), за счет скрытой теплоты парообразования отнимет еще 2260 кДж, При этом выделяющийся при испарении воды пар ( 1700 л пара из 1 л воды), препятствуя доступу кислорода к горящему веществу, дополнительно способствует прекращению горения. [1]

Огнегасительные свойства воды заключаются в ее большой: теплоемкости, что обеспечивает снижение интенсивности горения. Вместе с тем, испаряясь, вода образует пар, который занимаег определенный объем над поверхностью горючих веществ, затрудняет доступ кислорода воздуха к месту горения и тем самым сокращает, а иногда и прекращает горение. Стекая по горящим конструкциям, вода смачивает поверхности, не затронутые горением, затрудняя их воспламенение. [2]

Огнегасительные свойства воды заключаются в том, что она имеет большую теплоемкость, способна отнимать от горящих веществ значительное количество тепла, снижая температуру очага горения до такой, при которой горение становится невозможно. При этом выделяющийся при испарении воды пар ( 1700 л пара из 1 л воды), препятствуя доступу кислорода к горящему веществу, дополнительно способствует прекращению горения. [3]

Огнегасительные свойства воды повышают, растворяя в ней такие соли, как двууглекислый натрий, хлорид натрия, хлорид кальция, хлорид алюминия. [4]

Огнегасительные свойства воды объясняются ее большой теплоемкостью [ 1 ккал / ( кг-град) ], способностью отнимать большое количество тепла от горящего вещества. При тушении пожара 1 л воды, нагреваясь и испаряясь, поглощает 539 ккал / кг, тем самым снижая интенсивность горения. С другой стороны, при испарении 1 л воды образуется до 1700 л пара, который занимает определенный объем над поверхностью горючих веществ, затрудняет доступ кислорода воздуха к его поверхности, тем самым уменьшая, а иногда и прекращая горение. [5]

Огнегасительные свойства воды заключаются в ее большой теплоемкости ( 1 дж / г-град), в способности отнимать большое количество тепла от горящего вещества. При тушении пожара 1 л воды, нагреваясь и испаряясь, поглощает более 2 26 кдж / кг. Этим самым снижается интенсивность горения, а с другой стороны, пар, выделяющийся из 1 л воды, в количестве до 1700 л занимает определенный объем над поверхностью горючих веществ, затрудняет доступ кислорода воздуха к его поверхности, тем самым сокращая, а иногда и прекращая горение. [6]

Огнегасительные свойства воды заключаются в ее большой теплоемкости, что обеспечивает снижение интенсивности горения. Вместе с тем, испаряясь, вода образует пар, который занимает определенный объем над поверхностью горючих веществ, затрудняет доступ кислорода воздуха к месту горения и тем самым сокращает, а иногда и прекращает горение. Стекая по горящим конструкциям, вода смачивает поверхности, не затронутые горением, затрудняя их воспламенение. [7]

Огнегасительные свойства воды можно повысить, используя ее в виде 5 — 20 % раствора MgCl2 — 6H2O, насыщенных растворов NaCl, СаСЬ, Na2CO3 и др. Солевые растворы сохраняют в бутылях, устанавливаемых в рабочем помещении, в определенном и известном всем работающим месте. [8]

Усилить огнегасительные свойства воды можно добавлением в нее каустической соды, поташа, глауберовой соли, фосфорной кислоты, хлористого кальция: Эти химикаты способствуют испарению воды и выделяют газы, затрудняющие доступ кислорода. Химическая пена образуется путем соединения щелочного и кислотного растворов. Щелочной частью является водяной раствор бикарбоната натрия с экстрактом пенообразователя солодкового корня, а кислотной — водный раствор соляной кислоты, сернокислого натрия или сернокислотного железа. [9]

Смоченные водой поверхности горючих веществ ограничивают доступ кислорода, замедляя окислительный процесс. Кроме того, механическое действие компактной струи воды сбивает пламя и тормозит горение. В этом заключаются огнегасительные свойства воды . [10]

Источник

Огнегасящие свойства воды.

Огнегасительные действия воды заключатся в следующем:

а) поданная под напором струя воды механически сбивает пламя с горящей поверхности.

б) Отличаясь высокой теплоёмкостью и большой скрытой теплотой парообразования, вода охлаждает горящую поверхность ниже температуры необходимой для поддержания горения.

в) Смачивая смежные с горящей поверхностью участки и предметы, вода предотвращает распространение пламени и тления.

г) Пар, образующийся при попадании воды на горящую поверхность, изолирует её на некоторое время от кислорода и воздуха.

Вместе с тем при тушении пожаров необходимо учитывать следующие отрицательные свойства воды, как огнегасительного средства:

а) При попадании воды внутрь очага в количестве недостаточном для его полного подавления происходит бурное парообразование, диассоциация на кислород и водород, а так же скопления взрывчатых пожарных газов и возникающие при этом, большое внезапное парообразование могут привести к несчастным случаям. По этому, при тушении компактной струёй воды её следует направлять не в центр, а на менее раскалённую периферию очага, постепенно перемещая её к центру по мере затухания огня по периферии.

б) Вода является проводником электричества, поэтому прежде чем, приступить к тушению горящих электроприёмников, необходимо выключить ток.

в) Тушить компактной струёй несмешивающейся с водой горючие жидкости нельзя, т.к. они всплывают поверх воды, что приводит лишь к увеличению горящей площади, тонкораспыленной водой можно тушить горючие жидкости с температурой вспышки выше 45º С (мазут, масло и т.д.).

Противопожарное водоснабжение может осуществляться с использованием систем водоснабжения, для хозяйственно питьевых и производственных нужд и поступающей воды из шахтного водоотлива, но при этом оно должно полностью обеспечивать подачу воды в любое время суток с необходимым расходом и напором для тушения пожара как внутри и снаружи зданий и сооруженийна поверхности, так и в горных выработках.

Емкость противопожарного водоёма не менее 250 м 3 , для предотвращения замерзания воды, водоём и расположенные при нём насосы должны быть утеплены. Противопожарный водопровод от водоёмов до основных объектов должен иметь диаметр не менее 100 мм и закладывается в траншее на глубину ниже отметки промерзания грунта или утепляется другим способом не допускающим промерзания в нём воды. Максимальный срок восстановления неприкосновенного запаса воды в водоёме после расхода на тушение пожара 36 часов. Сеть наружного противопожарного водопровода на пром. площадке прокладывается кольцевая (165), что обеспечивает водоснабжение при выходе из строя одного из участков водопроводов. Тупиковые водопроводы разрешается прокладывать от кольцевых к отдельно стоящим зданиям и сооружениям на расстоянии не более 200м.

Автоматические системы пожаротушении водой

Для автоматического тушения пожара в зданиях и сооружениях, которые допускается тушить водой применяется спринклерные и дренчерные установки.

Она состоит из специальной водопроводной сети с размеченными над ней под потолком охраняемого помещения спринклерными головками, автоматически подающими раздробленную струю воды при повышении температуры. В отапливаемых зданиях трубопроводная сеть заполнена водой, а вне отапливаемых сжатым воздухом, которые после вскрытия спринклера замещается водой. Расстояние между спринклерными головками 7,5 – 8 м с таким расчётом, чтобы каждая головка орошала не менее 8 м 2 пола.

Она отличается от Спринклерной тем, что её головки въезда открыты для прохода воды, которая автоматически или вручную подаётся к группе головок для создания водяной завесы, а так же для орошения водой некоторых частей зданий и сооружений и целью предохранения их от разрушения под действием огня. Диаметр отверстия дренчерной головки составляет 7,1 или 12,7 мм. Напор воды перед ней должен быть не менее 0,3 атмосфер, а расход воды 0,6 л на секунду. Расстояние между головками не менее 2,5 м. Дренчерными установками оборудуются здания и сооружения шахт, резервов, обогатительных и брикетных фабрик четвёртой и пятой степени огнестойкости в местах примыкания галерей и эстакад к этим зданиям и др. сгораемые конструкции, а так же устья стволов, закреплённые деревянной крепью.

Углекислотные огнетушители.

Самым распространённым, для тушения огня газом является углекислый газ. Он применяется в огнетушителях, а так же для тушения пожаров в закрытых помещениях камерах и изолированных перемычками выработок, путём их заполнения. Ручные углекислотные огнетушители предназначеныдля тушения пожаров в самом начале его возникновения для приведения в действие огнетушитель подносят возможно ближе к месту загорания, поворачивают трубку с раструбом снегообразователем примерно на 90º по отношению к баллону и открывают вентиль. Углекислый газ устремляетсячерез сифонную трубку в раструб, в котором происходит расширение температуры газов, при этом углекислый газ частично переходит в снегообразное состояние. Струя газа и снега сбивает пламя, направляющийся снег снижает температуру и уменьшает концентрацию кислорода в зоне горения, что приводит к затуханию огня.

Источник

Мир водоснабжения и канализации

все для проектирования

Вода как огнетушащее средство

Вода является наиболее широко применяемым и эффективным средством тушения пожаров.

Таблица 1: Сравнение эффективности огнетушащих веществ (ОВ)

Класс пожара	Горючие материалы	Вода	Пена	Порошок		СО2	Хладон CF3Br	Другие хладоны
				ПСБ	ПФ
А	Твердые вещества, образующие уголь (бумага, древесина, текстиль, каменный уголь и др.	4	4	1	3	1	2	1
В	ГЖ и ЛВЖ (бензин, лаки, растворители), плавящиеся материалы (гидрон, парафин)	4	4	4	4	3	4	4
С	Газы (пропан, метан, водород, ацетилен и др.)	2	1	4	3	1	3	2
D	Металлы (Al, Mg и тд.)	—	—	1	1	—	—	—
E	Электрооборудование (трансформаторы, распределительные щиты и др.)	2	—	2	2	3	4	3

Примечание: «1» — подходит, но не рекомендуется; «2» — подходит удовлетворительно; «3» — подходит хорошо; «4» — подходит отлично; «-» — не подходит.

Как следует из таблицы 1, вода и пена являются наиболее эффективными средствами тушения пожаров классов А и В (класа В в основном тонко- или ультрараспыленной водой).

Основу огнетушащего эффекта воды составляет ее охлаждающая способность, которая обусловлена большой теплоемкостью и теплотой парообразования.

Обладая самой высокой теплопоглощающей способностью, вода является наиболее эффективным природным материалом для тушения пожаров. Капли воды, попадая в очаг горения, проходят две стадии теплопоглощения: при нагреве до 100°С и испарении при постоянной температуре 100 °С. На первую стадию 1 литр воды тратит 335кДж энергии, на вторую фазу — испарение и превращение в водяной пар — 2260кДж.

Вода при проникновении в высокотемпературную зону или при попадании на горящее вещество частично испаряется и превращается в пар. При испарении объем воды увеличивается почти в 1670 раз, благодаря чему воздух вытесняется водяным паром из очага пожара, и , как следствие, зона горения обедняется кислородом.

Вода обладает высокой термической стойкостью. ее пары только при температуре выше 1700°С могут разлагаться на водород и кислород. В связи с этим тушение водой большинства твердых материалов безопасно, так как температура горения их не превышает 1300 °С.

Вода способна растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли. Поэтому ею можно осаждать продукты горения при пожарах в зданиях. Для этих целей применяют тонкораспыленные и ультрараспыленные (водный туман) струи.

Хорошая подвижность воды обеспечивает легкость ее транспортировки по трубопроводам. Воду используют не только для тушение очагов пожара, но и для охлаждения объектов, находящихся вблизи очага горения. Тем самым предотвращая их разрушение, взрыв и загорание.

Механизм тушение пожаров водой:

• охлаждение поверхности и зоны реакции горящих веществ;
• разбавления (флегматизации) окружающей среды в зоне горения паром, образующимся при испарении;
• изоляции зоны горения от воздушной среды;
• деформации реакционного слоя и срыва пламени за счет механического воздействия на пламя струи воды.

При тушении водой горящих нефтепродуктов в резервуарах существенное значение имеют капли, подаваемые на очаг горения. Оптимальный диаметр капель воды составляет 0.1мм при тушении бензина; 0.3 мм- керосина и спирта; 0.5мм — трансформаторного масла и нефтепродуктов с температурой вспышки выше 60 °С.

Высокая эффективность тушения горючих веществ, имеющих высокую температуру горения и создающих большой напор пламени, достигается благодаря использованию смеси мелких и крупных водяных капель. В этом случае мелкие капли, испаряясь в зоне пламенного горения, снижают ее температуру, а крупные капли, не успев полностью испариться, достигают горящей поверхности, охлаждают ее и, если их кинетическая энергия к моменту достижения горящей поверхности достаточно высока, разрушают установившийся в процессе горения реакционный слой.

Таблица 2: Область применения воды для различных классов пожара

Класс пожара	Подкласс	Горючие вещества и материалы (объекты)	Вода, разбрызгиваемая оросителями	Тонкорыспы-ленная вода	Распыленная вода со смачивателем
А	А1	Твердые тлеющие вещества, смачиваемые водой (дерево и т.п.)	3	3	3
	А2	Твердые тлеющие вещества, не смачиваемые водой (хлопок, торф и т.п.)	1	1	2
	А3	Твердые нетлеющие вещества (пластмассы и т.п.)	2	3	3
	А4	Резинотехнические изделия	2	2	3
	А5	Музеи, архивы, библиотеки и т.п.	1	1	1
В	В1*	Предельные и непредельные углеводороды (гептан и т.п.)	—	2	1
	В2*	Предельные и непредельные углеводороды (бензин и т.п.)	—	2	1
	В3*	Спирты водорастворимые (С1-С3)	—	2	1
	В4*	Спирты водонерастворимые (С4 и выше)	—	2	1
	В5**	Кислоты — ограниченно водорастворимые	3	3	3
	В6**	Эфиры простые и сложные (диэтиловый и т.п.)	3	3	3
	В7**	Альдегиды и кетоны (ацетон и т.п.)	3	3	3
С, Д	С1,С2,С3 Д1,Д2,Д3,Д4	—	—	—
Е***	Е1	ЭВЦ	1	1	1
Е2	Телефонные узлы	2	2	2
Е3	Электроцентрали	1	1	1
Е4	Трансформаторные подстанции	2	2	2
Е5	Электроника	1	1	1

Примечание: «1» — подходит, но не рекомендуется; «2» — подходит удовлетворительно; «3» — подходит хорошо; «4» — подходит отлично; «-» — не подходит, «*» — для ЛВЖ и ГЖ с температурой вспышки до 90 °С; «**» — для ЛВЖ и ГЖ с температурой вспышки более 90 °С; «***» — электрооборудование под напряжением.

Воду нельзя применять для тушения следующих материалов:

• калия, натрия, лития, магния, титана, циркония, урана, плутония;
• алюминийорганических соединений (реагирует со взрывом);
• литийорганических соединений, азида свинца, карбидов, щелочных металлов, гидридов ряда металлов, магния, цинка, карбидов кальция, бария (разложение с выделением горючих газов);
• железа, фосфора, угля;
• гидросульфита натрия (происходит самовозгорание);
• серной кислоты, термитов, хлорида титана (сильный экзотермический эффект);
• битума, перекиси натрия, жиров, масел, петролатума (усиление горения в результате выброса, разбрызгивания, вскипания).

Нефтепродукты и многие другие органические жидкости при тушении водой всплывают на ее поверхность, вследствие чего площадь пожара может значительно увеличиться. Например: в случае возгорание нефтепродуктов, расположенных в резервуаре, не рекомендуется тушить водой. Нефтепродукты сплывают над водой. Вода, в результате нагрева, переходит в пар. Водяной пар порциями поднимается вверх, что вызывает разбрызгивание горящих нефтепродуктов из резервуара и затрудняет доступ пожарных к очагу пожара.

К недостаткам воды относится высокая температура замерзания. Для понижения температуры замерзания применяют специальные добавки (антифризы), некоторые спирты (гликоли), минеральные соли (K₂CO₃, MgCl₂, CaCl₂). Однако указанные соли повышают коррозионную способность воды, поэтому их практически не используют. Применение же гликолей существенно повышает стоимость огнетушащего вещества.

Пенообразователи, антифризы и другие добавки также повышают коррозионную способность и электропроводность воды. В качестве защиты от коррозии, можно на металлические детали и трубопроводы нанести специальные покрытия, либо добавить к воде ингибиторы коррозии.

Расширение области применения воды для тушения электротехнического оборудования под напряжением возможно при использовании ее в тонко- и ультрараспыленном состоянии.

Невысокая смачивающая способность и малая вязкость воды затрудняют тушение волокнистых, пылевидных и особенно тлеющих материалов. Тлению подвержены материалы с большой удельной поверхностью, в порах которых содержится воздух, необходимый для горения. Такие материалы могут гореть при сильно сниженном содержании кислорода в окружающей среде. Проникновение огнетущащих средств в поры тлеющих материалов, как правило, довольно затруднительно.

При введение смачивателя (сульфоната) расход воды на тушение снижается в четыре раза, а время тушения — в два раза.

В ряде случаев тушение водой становится весьма эффективным, если ее загустить с помощью, например, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы или альгината натрия. Повышение вязкости до 1-1,5 Н*с/м 2 позволяет сокатить время тушение примерно в 5 раз. Наилучшими добавками в этом случае являются растворы альгината натрия и натрийкарбоксиметилцеллюлозы. Например, 0.05%-й раствор натрийкарбоксиметилцеллюлозы обеспечивает существенное сокращение расхода воды на пожаротушение. Если при определенных условиях тушения обычной водой ее расход составляет от 40 до 400 л/м 2 , топри использовании «Вязкой» воды — от 5 до 85л/м 2 . Средний ущерб от пожара (в том числе в результате воздействия воды на материалы) снижается при этом на 20%.

Наиболее часто используются следующие добавки, повышающие эффективность применения воды:

• водорастворимые полимеры для повышения адгезии к горящему объекты («Вязкая вода»);
• полиоксиэтилен для повышения пропускной способности трубопроводов («скользкая вода»);
• неорганические соли для повышения эффективности тушения;
• антифризы и соли для уменьшения температуры замерзания воды.

В настоящее время одним из наиболее перспективных направлений в области противопожарной защиты объектоа различного назначения является использование в качестве средства тушения пожаров тонко- и ультрараспыленной воды. В таком виде вода способна поглощать аэрозоли, осаждать продукты горения и тушить не только горящие твердые вещества, но и многие горючие жидкости.

При подаче воды в тонко- или ультрараспыленном состоянии достигается наибольший огнетушащий эффект. Особенно актуально применение тонко- и ультрараспыленной воды на объектах, где требуется высокая эффективность тушения, имеются ограничения по водоснабжению и актуальна минимизация ущерба от проливов воды.

С помощью тонко- и ультрараспыленной воды может быть обеспечена защита многих особо социально и промышленно значимых объектов. К их числу относятся: жилые помещения, гостиничные номера, офисы, образовательные учреждения, общежития, административные здания, банки, библиотеки, больницы, компьютерные центры, музеи и выставочные галереи, спорткомплексы промышленные объекты, т.е. такие объекты, на которых тушение пожаров необходимо осуществлять в начальной стадии достаточно быстро и с малым расходом воды.

Дополнительные преимущества использование распыленной воды по сравнению с компактной струей или разбрызгиваемым потоком:

• возможность тушения практически всех веществ и материалов за исключением веществ, реагирующих с водой с выделением тепловой энергии и горючих газов;
• высокая эффективность тушения, обусловленная повышенным охлаждающим эффектом и равномерным орошением водой очага пожара;
• минимальное потребление воды — незначительный расход позволяет избежать существенного ущерба от последствий пролива и обеспечить возможность использования при условии лимита воды;
• экранирование лучистого теплового излучения — использование для защиты обслуживающего персонала, принимающего участие в тушении пожара, личного состава подразделений пожарной охраны, несущих и ограждающих конструкций, а также рядом расположенных материальных ценностей;
• разбавление горючих паров и снижение концентрации кислорода в зоне горения в результате интенсивного образования водяного пара;
• снижение температуры в помещениях при пожаре в них;
• равномерное охлаждение чрезмерно разогретых металлических поверхностей несущих конструкций за счет высокой удельной поверхности капель — исключает их локальную деформацию, потерю устойчивости и разрушение;
• эффективное поглощение и удаление токсичных газов и дыма (дымоосаждение);
• низкая электрическая проводимость тонко- ультрараспыленной воды — обеспечивает возможность ее применения в качестве эффективного средства пожаротушения на электроустановках, находящихся под напряжением;
• экологическая чистота и токсикологическая безопасность в сочетании с защитой людей от воздействия опасных факторов пожара — позволяет персоналу спасать ценность во время работы автоматической установки пожаротушения.

Ультрараспыленная вода в зоне горения интенсивно испаряется. Защитный слой водяного пара может изолировать зону горения, препятствуя доступу кислорода. Когда концентрация кислорода в очаге горения снизится до 16-18%, огонь самозатухает.

Используемая литература: Л.М.Мешман, В.А.Былинкин, Р.Ю.Губин, Е.Ю.Романова. Автоматические водяные и пенные установки пожаротушения. Проектирование. г.Москва. — 2009г.

Источник