Тушение пламени углеводородов пленкообразующими пенообразователями

• Автор: Макаров, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 281 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Литературный обзор.

1.1. Пожары на объектах топливноэнергетического комплекса

1.2 Тушение нефтепродуктов пеной

1.3. Растекание водной пленки из раствора поверхностноактивных веществ

1.4. Электрокинетические свойства жидких пленок.

2. Экспериментальная часть

2.1. Методы исследований

2.1.1. Метод определения огнетушащей эффективности фторсинтетической низкократной пены.

2.1.2. Определение скорости растекания водной пленки по поверхности углеводорода.

2.1.3. Измерение поверхностного и межфазного натяжения растворов ПАВ метод Де Нуи.
2.1.4 Метод определения электрокинетического потенциала в модельных пенных пленках
2.2 Вещества, использованные в работе.
3. Результаты экспериментальных исследований
3.1. Результаты экспериментов определения огнетушащей эффективности низкократной фторсинтетической пены, при подаче ее в слой горючего.
3.2. Результаты экспериментального определения скорости растекания водной пленки по поверхности углеводорода.
3.3. Поверхностная активность водных растворов ПАВ.
3.4. Результаты исследований электрокинетических свойств модельных пленок
4. Анализ результатов экспериментальных исследований
4.1 Влияние скорости растекания водной пленки на огнетушащую эффективность фторсинтетической пены.
4.2. Скорость растекания водной пленки по поверхности углеводорода из пены различной кратности.
4.3. Скорость растекания водной пленки по поверхности углеводорода из составов с различным коэффициентом растекания
4.4. Скорость растекания водной пленки по поверхности углеводорода из составов с различным элекгрокинетическим потенциалом.
4.5 Механизм образования и растекания по углеводороду водной пленки выделяющейся из низкократной пленкообразующей пены
4.6 Влияние водной пленки на процесс тушения углеводородов пеной
Заключение и выводы
Список литературы


Показана эффективность изолирующего действия водной пленки, предотвращающей испарение нефти, в условиях крупномасштабного эксперимента тушения пожара []. Рис. Тушение нефти в РВС - подслойным способом при проведении натурных испытаний в Альметьевске. Детализацию механизма процесса тушения горючих жидкостей пеной провел в своих работах А. Ф. Шароварников. Применение пены позволяет снизить скорость испарения за счет создания механической преграды для диффузионного и конвективного выноса паров в зону взаимодействия с поступающим кислородом воздуха []. Поддержание на поверхности горючей жидкости определенного слоя пены возможно только при условии его постоянной подпитки свежей пеной, так как пена разрушается под действием теплового потока от факела пламени и в результате контактного взаимодействия с органической жидкостью. Поэтому в процессе тушения пена находится в непрерывном движении, перемещаясь по поверхности горючего, а скорость ее растекания будет зависеть от вязкости и предельного напряжения сдвига пены, от величины поверхностного давления, направленного навстречу движущейся пене, и удельной скорости конта1сгного разрушения пены горючей жидкостью. Тушение нефтепродуктов пеной средней кратности из эжекционных пеногенераторов на основе обычных углеводородных пенообразователей. Тушение пламени нефтепродуктов низкократной иеной на основе фторсинтетических пенообразователей. Тушение водо-растворимых полярных горючих жидкостей при помощи углеводородных и фторсодержащих пенообразователей. Способность пены предотвращать поступление горючего пара в зону горения характеризуется изолирующей эффективностью пены, которая в свою очередь зависит от типа пенообразователя, структуры пены и природы горючей жидкости. Чем меньше пара проходит через слой пены, тем выше се изолирующая эффективность. Огнетушащее дейст вие пены определяется, прежде всег о, ее способностью резко снижать скорость поступления паров горючего в зону горения. Структура пограничного слоя, формирующегося при соприкосновении пены с жидкостью, зависит от соотношения величин поверхностного натяжения раствора в пенных пленках и смешанного растворителя. Условием растекания водного раствора по поверхности углеводорода является снижение свободной энергии системы после образования водной пленки, то есть поверхностная энергия углеводорода и водной пленки должна быть ниже, чем у исходного углеводорода. Го- (сп+аю) > 0. Э| и сю -поверхностное натяжение водного раствора, горючей жидкости и граница раствор -углеводород, соответственно. Самопроизвольное растекание водной пленки произойдет при условии /т>0 , в этом случае пленка будет равновесной и устойчивой. Если величина коэффициента растекания раствора пенообразователя по горючей жидкости больше нуля, то возможно формирование пограничного слоя, схема которого представлена фрагментом "а" на рис. Эта структура наиболее эффективна в плане снижения скорости испарения горючего, поскольку вся поверхность покрыта слоем водной пленки. Параметры пенообразователя соответствовали условиям фрагмента «а» на рис. Наличие водной пленки на «открытых» участках поверхности нефти предотвращает повторное воспламенение горючего. В этом случае появление горючих паров возможно только после диффузионною проникновения молекул через водную пленку. Наличие сплошной водной пленки практически прекращает испарение органической жидкости, поскольку коэффициент диффузии молекул горючего в воде на 4. Обеспечить условие /i/o>0 удается только при использовании особой группы фторсодержащих пенообразователей, применение которых позволяет снизить поверхностное натяжение водного раствора до необычайно низких величин - меньших, чем поверхностное натяжение углеводорода. Этот случай ("а” рис. Параметр /о/i вводится для демонстрации возможности растекания углеводородной смеси по водному раствору, если концентрация пенообразователя очень мала и не обеспечивает существенное снижение поверхностного натяжения. В случае ("б" рис. Профиль контакта пенных пленок с топливом выглядит в виде смачивающих, но не растекающихся менисков (рис.