Исследование реологических свойств и закономерностей горения аэрозолеобразующих пожаротушащих топлив на основе фенолформальдегидной смолы

• Автор: Нгуен Дык Лонг
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Литературный обзор

1.1. Аэрозольный способ тушения пожаров

1.2. Характеристики аэрозолеобразующих пожаротушащих топлив

1.3. Свойства топлив на основе ФФС

1.4. Модификаторы горения пиротехнических композиций и топлив

1.5. Горение смесевых энергетических систем

1.5.1. Горение топлив на основе окислителей, способных к самостоятельному горению

1.5.2. Горение систем на основе быстрогорящих окислителей

1.5.3. Горение смесей на основе окислителей, не способных к самостоятельному горению

1.5.4. Горение пожаротушащих топлив
1.6. Постановка задачи работы
2. Экспериментальная часть
2.1. Объекты и методы исследования
2.1.1. Свойства компонентов топлив
2.1.2. Методы исследования
2.2. Разработка топлив холодного формования
2.2.1. Выбор оптимального пластификатора для изготовления топлив
2.2.2. Свойства топлив на основе ТЭГДОС и ДЭГДОС
2.2.3. Влияние состава окислителей на свойства топлив холодного формования
2.2.4. Влияние интенсивности и длительности воздействия при формовании на свойства топлив холодного формования
2.2.5. Влияние вида технологических добавок на свойства топлив холодного формования
2.3. Исследование закономерностей горения пожаротушащих топлив
2.3.1. Влияние содержания нитрата калия в составе топлив на скорость их горения и огнетушащую способность
2.3.2. Влияние соотношения НК с ПХК на скорость горения и ОТС топлива
2.3.3. Влияние катализаторов на скорость горения топлив
2.3.4. Влияние ингибиторов на скорость горения топлив
2.4. Исследование механизма горения пожаротушащих топлив
2.4.1. Распад компонентов топлив
2.4.2. Исследование поверхностей погашенных пожаротушащих топлив
2.4.3. Температурный профиль в волне горения пожаротушащих топлив
2.5. Обсуждение результатов
2.5.1. Разработка состава холодного формования
2.5.2. Модель горения топлив на основе ФФС с НК
2.5.3. Влияние катализаторов на горение топлив
Список литературы


Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка литературы, включающего 1 источник. Диссертация изложена на 5 страницах машинописного текста, содержит рисунков и таблиц. Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей. Автор выражает благодарность и признательность профессору Денисюку А. П. за руководство научной работой и помощь при проведении научных исследований и обсуждении результатов. Автор также благодарит преподавателей, сотрудников кафедры ХТВМС РХТУ им. Д.И. Менделеева профессора Русина Д. Л., доцента Шепелева Ю. Г., к. Демидову Л. А., инженера Кондакову H. H., студентов-дипломников: Филаткина И. И., Комарова Б. В., Гусева П. М., которые оказали большую помощь при проведении исследований. Часть 1. Горение и взрыв, вышедшие из-под контроля и управления, приносят колоссальные бедствия, лишая жизни многие тысячи людей, сжигая строения, уничтожая лесные массивы, разрушая заводы и фабрики, нанося тяжелый урон природе, в том числе и озоновому слою Земли. В последние десятилетия все большее внимание обращают к себе объемные методы тушения пожаров. Многие годы в качестве пожаротушащих агентов в этом методе использовались фреоны, но запрет на их применение явился причиной поиска новых средств пожаротушения. Одними из наиболее перспективных средств объемного пожаротушения являются системы, в которых используются специальные пожаротушащие топлива. Фактическое рождение этого способа можно отнести к первой половине -х годов прошлого века, когда были опубликованы изобретения на составы для тушения подземных пожаров дымовыми составами [1,2]. При их создании, вероятно, использовался опыт гашения дульного и обратного пламени при артиллерийском выстреле с помощью соединений калия, а также применение в предохранительных ВВ солей калия или натрия для предотвращения воспламенения метановоздушных смесей продуктами взрыва [3]. Широкие исследования по применению аэрозольного способа тушения ввиду его высокой эффективности начались в конце -ых годов [4-]. В настоящее время разработаны и выпускаются различные аэрозолеобразующие пожаротушащие топлива (АПТ), в которых в качестве связующего используются пластифицированные полимеры, а в качестве окислителя - нитрат калия (КЫОз), иногда частично заменяемый перхлоратом калия (КС4). Скорость этих реакций намного выше, чем у конкурирующих реакций с 3-мя частицами. Калий заменяет водород в радикалах Н*- и -ОН*, превращаясь в К*-и КО*, а реакции продолжения цепи с новыми радикалами идут гораздо медленнее. Обратная реакция протекает медленнее, в силу своей эндотермичности. Было замечено, что необходимая концентрация ингибитора, чтобы быть эффективной, сравнима с концентрацией Н*- и в равновесных продуктах, и единственное действие каждой молекулы ингибитора может быть достаточно адекватно для наблюдаемых явлений. Так как реакция (3) менее экзотермична, чем (4), то она может быть медленной. Если же нет, то ингибированию способствует только реакция (1). Далее проследим получение КОНг, который является основным агентом, связывающим радикалы пламени. При прочих равных условиях большей пожаротушащей эффективностью отличаются оксиды, гидроксиды и хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов. Получен ряд ингибирующей эффективности солей: К >№> Ы []. Термодинамически соединения К и Ыа достаточно схожи, но было обнаружено, что карбонат калия улетает легче, чем карбонат натрия, в то время как карбонат лития улетает с промежуточной скоростью. ЫОН более стабилен, и это может быть связано с неэффективностью литиевых солей как ингибиторов. Хлоридные соли щелочных металлов ингибируют эффективнее, чем кислородосодержащие соли, которые сначала разлагаются до Ме, в отличие от хлоридных, реагирующих напрямую. ПТ-4 и ПТ- (ФЦДТ «Союз») на основе калиевой селитры, сажи и нитрата целлюлозы, пластифицированного соответственно триацетином или нитроэфирным пластификатором, - методом проходного прессования. По огнетушащей эффективности АПТ в 3- раз [6,9,,] превосходят наиболее эффективные и широко применяемые хладоны, но в отличие от последних не оказывают разрушающего действия на озоновый слой Земли.