Дослідження вимог до перспективних засобів пожежогасіння тонкорозпиленою водою

 

Дубінін Дмитро Петрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-8948-5240

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2021-33-2

 

Ключові слова: тонкорозпилена вода, пожежа, пожежогасіння, дисперсність, інтенсивність подавання, засоби пожежогасіння

 

Анотація

Проведені дослідження, щодо застосування тонкорозпиленої води для гасіння пожеж. Встановлено, що тонкорозпилена вода в закордонних джерелах трактується відповідно до відсоткового розподілу дрібних та великих крапель води, а в вітчизняних зазначено тільки дисперсність крапель води, а відсотковий розподіл не наведений. Визначена можливість її застосування для гасіння практично всіх речовин і матеріалів, в тому числі пірофорних, за винятком речовин, що реагують з водою з виділенням теплової енергії та горючих газів (висока ефективність при гасінні пожеж класів А, В, С, F та електроустановок під напругою). Встановлені критерії ефективності застосування засобів пожежогасіння тонкорозпиленою водою при цьому основним критерієм є розмір крапель води (дисперсність), другим інтенсивність подавання тонкорозпиленої води, а третім додавання добавок з метою підвищення вогнегасної ефективності. Встановлено, що критерії ефективності застосування тонкорозпиленої води для гасіння пожежі буде залежати на-самперед від технічних засобів пожежогасіння. Визначені техніко-економічні показники сучасних технічних засобів закордонних виробників до яких відносять принцип роботи за рахунок підвищеного тиску в системі, продуктивність насосу, об’єм (запас) вогнегасної речовини, загальна вага мобільної установки і вартість. Встановлена ефективність гасіння пожеж тонкорозпиленою водою, яка обумовлена підвищеним охолоджуючим ефектом за рахунок високої питомої поверхні крапель, рівномірним розподілом крапель води в зоні горіння, зниженням концентрації кисню і розведенням горючих парів і газів в зоні горіння парами води. На підставі цього проведено розрахунок впливу дисперсності тонкорозпиленої води під час подавання її в осередок пожежі за результатом якого встановлено, що відбір тепла від полум’я пожежі буде здійснюватися за рахунок нагрівання крапель води до температури кипіння, витрат тепла на пароутворення і витрат тепла на нагрівання пари води до температури середовища при пожежі.

 

Посилання

  1. Dubinin, D., Korytchenko, K., Lisnyak, A., Hrytsyna, I., Trigub, V. (2018). Improving the installation for fire extinguishing with finely­dispersed water. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2/10 (92), 38–43. doi:10.15587/1729-4061.2018.127865
  2. Korytchenko, K., Sakun, O., Dubinin, D., Khilko, Y., Slepuzhnikov, E., Nikorchuk, A., Tsebriuk, I. (2018). Experimental investigation of the fire-extinguishing system with a gas-detonation charge for fluid acceleration. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3/5 (93), 47–54. doi: 10.15587/1729-4061.2018.134193
  3. Liu, J., Liao, G., Li, P., Fan, W., Lu, Q. (2003). Progress in research and application of water mist fire suppression technology. Chinese Science Bulletin, 48, 718–725. doi: 10.1016/j.proeng.2011.04.659
  4. NFPA 750. (2019). Standard on Water Mist Fire Protection Systems. National Fire Protection Association. Retrieved from https://catalog.nfpa.org/NFPA-750-Standard-on-Water-Mist-Fire-Protection-Systems-P1366.aspx
  5. Santangelo, P. E., Tartarini, P. (2010). Fire Control and Suppression by Water-Mist Systems. The Open Thermodynamics Journal, 4, 167–184. doi: 10.2174/1874396X01004010167
  6. CEN/TS 14972:2011. (2011). Fixed firefighting systems – Watermist systems – Design and installation. Retrieved from https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/normdocs/88b1bf16dc7e47e9a2cc6d7e9f03a723.pdf
  7. СП 5.13130.2009. (2009). Svod pravil. Sistemy protivopozharnoj zashhity. Ustanovki pozharnoj signalizacii i pozharotushenija avtomaticheskie. Normy i pravila proektirovanija. Retrieved from https://static.mchs.ru/upload/site1/document_file/660A5vsQib_d1.rtf
  8. Ferng, Y. M., Liu, C. H. (2011). Numerically investigating fire suppression mechanisms for the water mist with various droplet sizes through FDS code. Nuclear Engineering and Design, 241, 3142–3148. doi: 10.1016/j.nucengdes.2011.06.002
  9. Lal, S., Gupta, M., Kushari, A., Kapoor, J., Maji, S. (2013). Suppression of pool fire in a large enclosure with water mist. International journal of spray and combustion dynamics, 5, 181–200. doi: 10.1260/1756-8277.5.3.181
  10. Zhu, D. M., Liang, D., Liu, J. Y. (2014). Numerical Simulation of Ultra-fine Water Mist Extinguishing Mechanism. Procedia Engineering, 71, 28–33. doi: 10.1016/j.proeng.2014.04.005
  11. Kuti, R. (2015). Advantages of Water Fog Use as a Fire Extinguisher. AARMS, 14 (2), Р. 259–264. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/322869120_Advantages_of_Water_Fog_Use_as_a_Fire_Extinguisher
  12. Zhuo, J, Yinshui, L, Xufeng, Z, Wudi, F. (2013). A portable piston-type water mist fire extinguisher for spacecraft. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E // Journal of Process Mechanical Engineering, 229 (1), 52–63. doi: 10.1177/0954408913511612
  13. Cao, X., Ren, J., Bi, M., Zhou, Y., Li, Y. (2017). Experimental research on the characteristics of methane/air explosion affected by ultrafine water mist. Journal of Hazardous Materials, 324, 489–497. doi: 10.1016/j.jhazmat.2016.11.017
  14. Ananth, R., Mowrey, R. (2008). Ultra-Fine Water Mist Extinction Dynamics of a Co-Flow Diffusion Flame. Combustion Science and Technology, 180 (9), 1659–1692. doi: 10.1080/00102200802197569
  15. Pei, B., Yang, Y., Li, J., Yu, M. G. (2018). Experimental Study on Suppression Effect of Inert Gas Two Fluid Water Mist System on Methane Explosion. Procedia Engineering, 211, 565–574. doi: 10.1016/j.proeng.2017.12.049
  16. Zhu, P., Wang, X., Wang, Z., Cong, H., Ni, X. (2015). Experimental and numerical study on attenuation of thermal radiation from large-scale pool fires by water mist curtain, Journal of Fire Sciences, 33 (4), 269–289. doi: 10.1177/0734904115585796
  17. Lusch, V. I., Loik, V. B., Shtanhret, N. O., Matuszkiewicz R. (2017). Badania wpływu elementów konstrukcyjnych urządzeń do wytwarzania rozproszonych strumieni wody w celu zmniejszenia produktów spalania i redukcji temperatury podczas pożaru. Zeszyty Naukowe SGSP, 64, 125–149. Retrieved from https://sci.ldubgd.edu.ua/bitstream/123456789/4134/1/C%20Poland_new%20-poprawione%20RM.docx
  18. Skorobagat'ko, T. M., Antonov, A. V., Kopyl'nyj M. I. (2013). Efektyvnist' gasinnja binarnyh sumishej dyzel'nogo ta biodyzel'nogo palyva tonkorozpylenymy vodnymy vog-negasnymy rechovynamy. Naukovyj visnyk UkrNDIPB, 27, 92–99. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvundipb_2013_1_18
  19. Chang, W. Y., Fu, P. K., Chen, C. H., Shu, Y. L. (2008). Evaluating the performance of a portable water-mist fire extinguishing system with additives. Fire Materials, 32 (7), 383–397. doi:10.1002/fam.967
  20. Speranskij, A. A., Mamagin, S. V., Borozdin, S. A., Aleshin, Je. L. (2018). Ognetushashhaja jeffektivnost' ustanovok pozharotushenija tonkoraspylennoj vodoj s orositeljami s soudarjajushhimisja strujami. Sovremennye problemy grazhdanskoj zashhity, 2 (27), 34–39. Retrieved from https://cyberleninka.ru/article/n/ognetushaschaya-effektivnost-ustanovok-pozharotusheniya-tonkoraspylennoy-vodoy-s-orositelyami-s-soudaryayuschimisya-struyami
  21. FOGTEC Fire Protection. Retrieved from https://fogtec-international.com
  22. Fireco S.R.L. Retrieved from https://www.fireco.eu
  23. Rosenbauer International AG. Retrieved from https://www.rosenbauer.com/de/int/world
  24. EmiControls. Retrieved from https://www.emicontrols.com
  25. HNE Technologies AG. Retrieved from https://www.hne.ag
  26. Murli Techno PVT. LTD. Retrieved from http://www.murlifiresafety.com
  27. Everbest Fire Equipment Co., Ltd. Retrieved from https://www.ebfire.com
  28. Corporation NEOTECHKOREA. Retrieved from http://www.corpwin.com
  29. Safequip (Pty) Ltd. Retrieved from http://www.safequip.co.za
  30. Aquasys Technik GmbH. Retrieved from https://www.aquasys.at/en
  31. IFEX. Retrieved from https://www.ifex3000.com/en/home
  32. Svensson, S. (2019). Experimental Study of Gas Cooling During Firefighting Operations. Fire Technology, 55 (7), 285–305. doi: 10.1007/s10694-018-0790-3
  33. CFBT-US LLC. Retrieved from http://cfbt-us.com

Удосконалення установки гасіння пожеж гелеутворюючими сполуками

 

Остапов Костянтин Михайлович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-1275-741X

 

Сенчихін Юрій Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5983-2747

 

Сировий Володимир Васильович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0001-6676-5565

 

Аветісян Вадим Георгійович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-5986-2794

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2021-33-1

 

Ключові слова: гелеутворюючі сполуки, ствол-розпилювач, установка гасіння, плоско-радіальний струмінь, дистанційне пожежогасіння, вихідний перетин

 

Анотація

Встановлено, що організація гасіння пожеж із застосуванням гелеутворюючих сполук є перспективним напрямом підвищення ефективності гасіння, особливо в багатоповерхових будівлях і спорудах різного функціонального призначення. Враховуючи недоліки існуючих технічних рішень, щодо використання гелеутворюючих сполук для ефективного гасіння пожеж, обґрунтована необхідність розробки нових конструкцій (стволів-розпилювачів). Запропоновані рішення мають забезпечувати перед усім, безпеку пожежного рятівника. Нові конструкції стволів-розпилювачів повинні мати дистанцію подачі гелеутворюючих сполук безпечну для оператора-ствольщика, а також відповідати загальним технічним вимогам до засобів пожежогасіння. Розроблено автономну установку гасіння гелеутворюючими сполуками для дистанційного пожежогасіння плоско-радіальними струменями компонент гелеутворюючих сполук. Запропоновано виконувати фіксацію стволів-розпилювачів за допомогою спеціального пристосування для наведення їх на об’єкт пожежогасіння з верифікацією за кутами до горизонту, кутами відхилення відносно площини прицілювання, висоті і ширині симетричного розміщення. Таким чином це дозволяє більш ефективно подавати на відстань до 10 метрів дві компоненти гелеутворюючих сполук і не допускає передчасного або запізненого їх змішування. Сконструйовані і виготовлені натурні зразки стволів-розпилювачів РС-10 для подачі плоско-радіальних струменів гелеутворюючих сполук на відстань до 10 м. Для розрахунку раціональних значень геометричних параметрів вихідного перетину ствола-розпилювача РС-10 використано методику оптимального планування експериментів. Сформульовано і здійснено постановку задачі 4-х факторного (другого порядку) оптимального планування експерименту процесу подачі плоскорадіальних струменів за допомогою стволів-розпилювачів РС-10. Визначені основні конструктивні параметри ствола-розпилювача (виріз сектору жорсткої пластини та її товщина), які відповідають області раціональних геометричних параметрів. Отримані результати можуть бути використані під час проектування установок гасіння гелеутворюючими сполуками

 

Посилання

  1. Brushlinsky, N. N., Ahrens, M., Sokolov, S. S. (2020). World Fire Statistics // International Association of Fireand Rescue Services, 25, 67. Retrieve from https://www.ctif.org/sites/default/files/2020-11/CTIF_Report25_Persian-Edition-2020.pdf
  2. Norman, J. (2019). Fire Officers Handbook of Tactics 5th Edition // South Sheridan Road Tulsa. Oklahoma, 618. Retrieve from https://books.google.com.ua/books?id=BQRAvQEACAAJ&printsec=copyright&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false
  3. Dubinin, D., Korytchenko, К., Lisnyak, А. (2018). Improving the installatio for fireex tinguishing with finely-dispersed water // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(10 (92)), 38–43. doi: 10.15587/1729-4061.2018.127865
  4. Korytchenko, К., Sakun, О., Dubinin, D. (2018). Experimentalin vestigation of the fire-extinguishingsystemwith a gas-detonation charge fo rflui dacceleration // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3/5 (93), 47–54. doi: 10.15587/1729-4061.2018.134193
  5. Chow, W. K., Li, Y. F. (2013). A review on study index tinguishin groom fires by water mist // Journal of Applied Fire Science, 11(4), 367–403. doi: 10.2190/AF.23.1.d.
  6. Pospelov, B., Rybka, E., Meleshchenko, R. (2017). Results of experimental research into correlations between hazardous factors of ignition of materials in premises // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6, 10 (90), 50–56. doi: 10.15587/1729-4061.2017.117789
  7. Galla, S., Stefanicky, B., Majlingova, A. (2017). Experimental comparison of the fire extinguishing properties of the firesorb gel and water // 7th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM, 17(51), 439-446. doi: 10.5593/sgem2017/51/S20.058
  8. Stefanick, B., Poledňák, P., Rantúch, P. (2016). Assessment of wood fire protection effectiveness using blocking gel Firesorb // Production Management and Engineering Sciences, 4, 535–538. Retrieve from http://ndl.ethernet.edu.et/bitstream/123456789/12244/1/237.pdf#page=512
  9. Saveliev, D, Khrystych, O, Kirieiev, O. (2018). Binary fire-extinguishing systems with separate application as the most relevant systems of forest fire suppression // European Journal of Technical and Natural Science, 1, 31–36. Retrieve from http://repositsc.nuczu.edu.ua/bitstream/123456789/8354/1/EJT-1_2018-pages-1-2%2C31-36%2C42.pdf
  10. Gennady, N. Kuprin, Denis, S. (2017). Fast-Hardening Foam: Fire and Explosion Prevention at Facilities with Hazardous Chemicals // Journal of Materials Science Research, 6, 4, 56–61. doi:10.5539/jmsr.v6n4p56
  11. Dadashov, I., Kireev, A., Kirichenko, I. (2018). Simulation of the insulating properties of two-layer material. Functional Materials, 25, 4, 774–779. Retrieve from https://onlinelibrary.wiley.com/toc/16163028/2018/28/4
  12. Dadashov, I., Loboichenko, V., Kireev, A. (2018). Analysis of the ecological characteristics of environment friendly fire fighting chemicals used in extinguishing oil products. Pollution Research, 37, 1, 63–77. Retrieve from http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/6849
  13. Ostapov, K., Kirichenko, I., Senchykhyn, Y. (2019). Improvement of the installation with an extended barrel of cranked type used for fire extinguishing by gel-forming compositions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(10 (100)), 30–36. doi: 10.15587/1729-4061.2019.174592
  14. Ostapov, K. M., Senchihin, Yu. N., Syrovoy, V. V. (2017). Development of the installatio for the binary feed fgelling for mulations to extinguis hing facilities // Scienceand Education a New Dimension. Naturaland Technical Sciences, 132, 75–77. Retrieve from http: // repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/3891