Размер капель температурно активированной воды составляет

Размер капель температурно активированной воды составляет

Вода – одно из самых древних, дешевых, широко распространенных и эффективных огнетушащих веществ, используемых для пожаротушения. Найти более дешевое, доступное, восполняемое и экологически чистое огнетушащее вещество, чем вода, практически невозможно.

Однако использование воды при тушении пожаров имеет один существенный недостаток, который в последние годы все чаще вызывает претензии к пожарным, – большие проливы воды. Нередкопроблемы из-за больших проливов воды возникают при тушении жилых и административных зданий. Связано это с тем, что большинство современных технических средств пожарной охраны позволяют использовать непосредственно на тушение очага пожара только 5–10 % поданной воды. Фактически 90–95 % воды при этом можно считать излишне пролитой, ущерб от которой гораздо больше, чем от пожара. Поэтому одна из основных задач,которая стоит в настоящее время перед наукой и производителями пожарной техники, – создание такой техники, которая позволит повысить эффективность использования воды при тушении пожаров, уменьшить проливы воды.

При решении этой задачи большинство отечественных и зарубежных производителей пожарной техники пошли по пути улучшения огнетушащих свойств воды за счет применения на пожарных автомобилях насосов высокого давления (более 10 атм) и последующего получения за счет высокого давления воды струй мелкого распыла. Струи воды мелкого распыла, как правило, называют струями тонкораспыленной воды(ТРВ).

Все большее количество пожарных автоцистерн отечественного производства оснащаются насосами высокого давления моделей НЦПВ-4/400, НЦПВ-20/200 или НЦПК-40/100-4/400. Разработаны и производятся пожарные автомобили первой помощи, успех использования которых целиком зависит от применения при тушении пожара ТРВ, так как эти автомобили вывозят всего 500–800 л воды. При установке насосов высокого давления струи ТРВ получают при использовании специальных стволов СРВД-2/300, поставляемых в комплекте с рукавными катушками моделей СРВДК-2/400-60 и СРВДК-2/400-90.

Применение ТРВ позволило сократить расход воды на тушение
пожара, уменьшить количество излишне пролитой воды. Однако при использовании ТРВ имеются следующие недостатки:

– возможность засора проточных частей стволов для подачи ТРВ;

– быстрое промерзание технических средств для подачи ТРВ при отрицательных температурах, особенно при кратковременном перекрытии стволов;

– необходимость расположения позиций ствольщиков вблизи места горения ввиду ограниченной дальности струи воды. Рукавные линии для подачи ТРВ имеют ограниченную длину 60–90 м. Это связано с большими гидравлическими сопротивлениями рукавов, имеющих диаметр до 25 мм;

– обеспечение большой скорости струи для подачи ТРВ (от 100
до 200 м/с) из-за малого размера капель приводит к интенсивной подаче
в очаг пожара воздуха, инжектируемого струей. Вследствие этого при недостаточной интенсивности или подаче огнетушащего вещества мимо очага пожара может произойти не тушение пожара, а увеличение интенсивности горения.

При тушении ТРВ не образуется устойчивого, всепроникающего, обеспечивающего объемное пожаротушение «водяного тумана» (используется также термин объемно-локальное пожаротушение). Капли струи ТРВ, полученные за счет механического дробления воды, быстро сливаются, образуя более крупные капли, или оседают; при попадании на стены или другие препятствия стекают по ним, при этом не образуется «водянойтуман» с необходимой для прекращения горения концентрацией. По данным экспериментов, даже при размере капель ТРВ, полученных за счет механического дробления воды, менее 30 мкм (капли воды с такими диаметрами витают в воздухе) не удается обеспечить устойчивый «водяной туман».

Необходимо отметить, что для получения «водяного тумана» в зарубежных и отечественных установках используются либо большое давление (например, в пожарном автомобиле «Гюрза» и установке «Кобра» используется давление 300–400 атм), либо газодинамический способ дробления капель и химически подготовленная вода, очищенная от механических примесей и растворимых в воде солей (например, в ранцевых огнетушителях ТРВ «Игла»), либо специально сконструированные распылители.
Но даже при использовании специально подготовленной воды (фактически дистиллированной) распылители установок высокого давления имеют очень малые площади сечений проточных каналов и поэтому склонны
к засорению или замерзанию в зимнее время.

Исследованиями, проведенными учеными Академии ГПС МЧС России профессором Роенко В.В. и доцентом Пряничниковым А.В., доказано, что возможно и другое, принципиально новое, техническое решение по улучшению огнетушащих свойств воды, которое не имеет перечисленных недостатков получения ТРВ,– улучшение огнетушащих свойств воды за счет ее температурной активации. При реализации этого направления удается одновременно добиться как улучшения текучести воды без использования добавок, так и уменьшения размера капель воды до 0,1–10 мкм без увеличения давления перед пожарным стволом более 12–16 атм и без использования пожарных стволов со сложными, дорогостоящими и профилированными насадками с минимальной площадью сечений проточных каналов (диаметр проточных частей стволов для подачи этого огнетушащего вещества составляет от 4,8 до 7,0 мм).

Термин «температурно-активированная вода» (ТАВ) был впервые введен учеными Академии ГПС МЧС России в 2005 г. Новый термин ТАВ предлагается использовать для воды, полученной в установке, где вода приобретает уникальные свойства, аналогичные тем, которые в природе вода приобретает в поровых породах при высоких температурах и давлениях. Сущность разработанного способа получения уникальных свойств ТАВ заключается в том, что пресная вода вследствие ее нагревания в специальном теплообменнике при определенном сочетании температуры
(более 165 °С) и давления (более 1,6 МПа) изменяет свои свойства. После возвращения к обычным атмосферным условиям такая вода находится
некоторое время в особом, так называемом метастабильном,состоянии, проявляющемся в повышенной растворяющей способности карбонатов, сульфатов, силикатов и других соединений, в способности длительно удерживать в своем составе аномальное количество растворенного
вещества (больше в 300–500 раз) и значительно повышать кислотность.
В работе академика Ф.А. Летникова такая вода названа активированной,
а сам процесс – температурной активацией.

В разработанной пожарной технике получение ТАВ (рис. 12.36)
сводится к подаче воды под большим давлением (от 1,6 до 10,0 МПа)
в прямоточный водотрубный теплообменник. В теплообменнике вода сначала нагревается до температуры 160–280 °С (такую воду принято называть недогретой, поскольку температура жидкости меньше температуры насыщения при заданном давлении), затем недогретая вода по рукавным линиям или металлическим трубопроводам подается к стволам-распылителям, где она за считанные доли секунды (10 –4 –10 –9 с) переходит в метастабильное состояние. В результате последующего взрывного вскипания образуются струи ТАВ с размером капель от 0,1 до 10 мкм, которые по своим свойствам близки к теплым туманам и облакам. Таким образом, ТАВ – парокапельная смесь, полученная в результате мгновенного перехода недогретой воды в область метастабильного состояния и последующего взрывного вскипания.

Установка пожаротушения температурно-активированной водой
Теплообменник
Горелка
Ствол
Рукав
4
5
3
2
1
Емкость
Насос

Рис. 12.36. Получение температурно-активированной воды:

1–5 – участки температурной активации воды, соответствующие параметрам,

представленным в табл. 12.11

Участки температурной активации воды Параметры воды Состояние Время τ,с
Температура t,°С Давление P,МПа
1 4–60 ≤ 0,01 Вода 1–3
2 4–60 1,6–10,0 Вода 3–5
3 160–280 1,3–8,0 Недогретая вода 40–60
4 160–280 0,6–1,9 Перегретая вода 10 –4 –10 –9
5 ≤ 60 ≤ 0,01 ТАВ 300–1800

Физическую сущность получения струй ТАВ можно уяснить при анализе диаграмм фазовых состояний воды Р–Т и P–V (рис. 12.37).
Для различных модификаций воды характерно существование метастабильных состояний, т. е. таких состояний, при которых одна фаза существует
в области температур и давлений другой фазы. Такие же метастабильные состояния существуют и для фазовых переходов из одного агрегатного
состояния в другое.

Читайте также:  Голубые куры несушки что за порода

На рис. 12.37,а схематически изображены области метастабильных состояний при фазовом переходе жидкость-газ (вода-пар). Выше линии 2 находится область, соответствующая переохлажденному пару, а ниже – перегретой жидкости.

При конденсации пара (рис. 12.37, б) область метастабильного состояния на диаграмме расположена между бинодалью, т. е. кривой, соединяющей точки, отвечающие равновесным состояниям при разных температурахТ для жидкости и пара (соответственно точки А и Б), и спинодалью – кривой, соединяющей точки, в которых /dV = 0(точки В и Г).

Метастабильные состояния
Р
Р
1
Т
Ттp
К
Ртp
Переохлажденный пар
3
2
фаза
Твердая
Газообразная фаза фаза
Жидкая фаза
Перегретая жидкость
4
Г
3
5
2
1
ТК
В
А
Б
V

а
б

Рис. 12.37. Диаграммы фазовых состояний воды:

а – диаграмма метастабильных состояний при фазовом переходе жидкость-газ:

1 – кривая плавления; 2 –кривая испарения; 3 – кривая возгонки;

ВГ – лабильные состояния (состояниянеустойчивости не только

к сильным, но и к слабым возмущениям);

прямая 3 соединяет равновесные состояния жидкости и пара;

4 – бинодаль; 5 – спинодаль; ТК – критическая точка

При подаче ТАВ через стволы-распылители, в которых давление воды быстро (за несколько миллисекунд) уменьшается до атмосферного, происходит почти мгновенное вскипание воды. В работах академика В. П. Скриповатакое вскипание названо взрывным вскипанием.При взрывном вскипании одна часть воды переходит в переохлажденный пар (до 30 %), а другая часть воды дробится на капли диаметром от 0,1 до 10 мкм, при этом формируется струя парокапельной смеси – струя ТАВ. Так как диаметр большинства капель составляет от 0,1 до 10 мкм, то струи ТАВ витают в воздухе и многими наблюдателями ошибочно воспринимаются как пар. Струи ТАВ долго не осаждаются (по экспериментальным данным, не менее 20 мин), огибают без осаждения препятствия, не оседают на вертикальных и горизонтальных плоскостях, даже при подаче на горизонтальные поверхности стремятся вверх. На рис. 12.38 представлены струи ТАВ, полученные из различных стволов с насадками.

Рис. 12.38. Струи ТАВ, полученные из различных стволов с насадками:

а – подача ТАВ стволами-пиками и трансформером для создания водяной завесы;

б – подача ТАВ стволом-пикой с насадком для раскрытия струи на 180°;

в – подача ТАВ стволом-пикой и через напорный патрубок дымососа

для тушения пожаров в замкнутых объемах;

г – подача ТАВ стволами-пиками для распространения водяного тумана

по горизонтальной поверхности

Струи ТАВ обладают уникальными свойствами, позволяющими
реализовать при тушении пожаров принципиально новые способы пожаротушения,которые не могут быть одновременно реализованы ни одним
из известных способов.

Струи ТАВ могут быть использованы для тушения практически всех видов горючих веществ,которые не вступают в химическую реакцию
с водой с выделением большого количества тепла или горючих газов.
Они эффективно тушат бензины различных марок, нефтепродукты, спирты, ацетон, другие углеводороды и водорастворимые жидкости, а также твердые горючие материалы: древесину, резину, поливинилхлорид, полистирол. Наиболее эффективно струи ТАВ тушат пожары в замкнутых объемах, так как образуют большой объем «водяного тумана», который эффективно осаждает дым и пары ядовитых веществ, выделившихся при горении, а также вытесняет воздух и тем самым уменьшает процентное содержание кислорода в зоне горения.

Эффективное (быстрое) уменьшение температуры при тушении ТАВ обеспечивается тем, что размер большинства капель «водяного тумана» составляет всего 0,1–10 мкм, а температура струи на расстоянии 30–50 см
от ствола-распылителя ТАВ – 50–60 °С. Большая площадь поверхности
капель и температура «водяного тумана», близкая к 100 °С, обеспечивает быстрое испарение воды, что и понижает температуру в зоне горения,
а также увеличивает объем пара.

Кроме того, эффективность пожаротушения струями ТАВ обеспечивается тем, что капли воды размером менее 10 мкм долго не осаждаются (витают) и вместе с конвективными потоками воздуха инжектируются в очаг
пожара. Это существенно расширяет тактические возможности подразделений, использующих пожарные автомобили с установками пожаротушения ТАВ, по тушению пожаров в сложных условиях: появляется возможность тушить очаги пожаров «вслепую», направляя струи ТАВ в пустоты или
в конвективные потоки. Эта возможность становится принципиально важной при тушении пожаров в транспортных и кабельных тоннелях. При подаче ТАВ через напорные патрубки дымососов (см. рис. 12.38, в) можно не только осадить дым, но и изменить направление распространения дыма («опрокинуть» поток дыма) без риска увеличения интенсивности горения.

Также использование струй ТАВ позволяет эффективно тушить
завалы, внутри которых после пожара или чрезвычайных ситуаций продолжается горение или тление горючих материалов и, главное, могут находиться пострадавшие люди. Струи ТАВ уже на расстоянии примерно
30 см от ствола имеют температуру не выше 60 °С и не могут причинить вред человеку (рис. 12.39).

Причем ТАВ позволяет обеспечить многофункциональность тушения не только по виду горючих материалов, но и по способу их тушения.
При подаче ТАВ возможен как поверхностный, так и объемный способ пожаротушения.

Рис. 12.39. Безопасность ТАВ для человека:

а – нахождение руки человека в струе ТАВ;

б – измерение температуры ТАВ с помощью тепловизора

Еще одна тактическая возможность пожаротушения, которая реализуется при использовании ТАВ, – выбор оптимальных параметров «водяного тумана» за счет изменения температуры. Регулирование температуры воды позволяет изменять соотношение между паровой и водяной фазами «водяного тумана», а также размер капель воды. В истории развития техники пожаротушения впервые появилась возможность плавного, бесступенчатого регулирования параметров водяной струи от компактной (при температуре воды перед стволом-распылителем ТАВ менее 100 °С) до мелкодисперсной с размером капель от 0,1 до 10 мкм (при температуре воды перед стволом
160 °С и более). Главное, эти изменения параметров струи возможны без замены стволов и каких-либо манипуляций ствольщика со стволом: достаточно подать команду водителю пожарного автомобиля увеличить или уменьшить температуру воды на выходе из установки пожаротушения.
При расходе стволом-распылителем ТАВ около 1 л/с минимальный диаметр проточных частей ствола-распылителя ТАВ не будет менее 6–7 мм, а размер большинства капель воды струи недогретой воды будет составлять всего 0,1–10 мкм. Очевидно, что отверстие диаметром 6–7 мм засорить водой, прошедшей через насос модели НЦПВ или НЦПК, практически невозможно.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9125 — | 7290 — или читать все.

МОСКВА 28 сен — РИА Новости. Артем Токарев. Созданный российскими учеными искусственный туман позволит потушить горящую квартиру, не заходя в нее и не залив соседей снизу, а также остановить лесной пожары или облако ядохимикатов. В ближайшее время новейшая пожарная машина должна поступить в Липецк. На кануне этого события о секретах новой пожарной техники с авторами инновационной разработки – профессором кафедры пожарной техники Академии государственной противопожарной службы МЧС России, полковником внутренней службы Владимиром Роенко и замначальника отдела организации научных исследований и научной информации, полковником внутренней службы Виктором Пряничниковым беседовал Артем Токарев.

— Расскажите, пожалуйста, чем ваша пожарная система эффективнее тех, которые применяются?

Читайте также:  Ipad a1432 как разблокировать

В.Р.: Нынешняя пожарная техника такова, что в лучшем случае непосредственно для тушения огня используется до 10% воды, а оставшиеся 90% проливаются впустую.

При тушении температурно-активированной водой (так по-научному называется «туман») все наоборот: 90% воды используется по назначению, и при этом она не утекает, а висит облаком тумана течение почти 40 минут.

Таким образом, наш метод позволяет расходовать в 10 раз меньше воды при тушении на открытом воздухе и в 50-100 раз меньше воды при тушении в закрытом помещении.

— А вот конкретный вопрос: допустим, горит квартира. Как ваша система будет работать?

— Если горит квартира, то пожарным даже не надо вскрывать дверь, достаточно выбить глазок, вставить туда специальную «пику» — наконечник, с диаметром сопла около пяти миллиметров. Этого будет достаточно для образования тумана.

Важно и то, что в этом тумане может свободно находиться человек. Огонь можно погасить и, закачав в помещение азот, но что станет с человеком, оказавшимся в такой среде?

Вообще, мы называем нашу машину многофункциональной. Можно, например, поставить плотную завесу тумана на пути отравляющих веществ, аммиака или хлора. В случае лесного пожара можно на его пути создать искусственные облака – они как следует намочат лес, что значительно затруднит распространения огня, будь то верховой пожар или низовой.

— Расскажите, пожалуйста об истории создания машины.

Рассказывает один из авторов — установки доцент кафедры пожарной техники Виктор Пряничников:

В.П.: Идея использовать свойства температурно-активированной воды появилась у нас на кафедре пожарной техники еще в 90-е годы.

В 1992 году мы создали первую термоустановку – теплообменник. Поначалу система, собранная из подручных средств, размещалась у нас в кузове обычной «ГАЗели», она была длиной около трех метров и диаметром около двух, выглядела, конечно, грубовато, но именно тогда мы доказали, что наша технология принципиально работает.

В 1996 году мы создаем уже машину на базе КамАЗа, причем, не потратив ни копейки государственных денег, а зарабатывая самостоятельно. Кстати, наш «туман» имеет немало интересных свойств, например, удаляет грязь без моющих средств. Причем «грязь» — это «пятна на ткани», а машинное масло и мазут..

Первую машину, мы эксплуатировали в течение пяти лет, сожгли семь теплообменников, прежде чем опередлили из каких материалов его лучше делать. В создании машины большую помощь нам оказал начальник Академии ГПС МЧС России генерал-полковник внутренней службы Иван Тетерин.

— Как устроена ваша машина?

В.Р.: Изюминка – устройство теплообменника, которое, собственно, и производит температурно-активированную воду — рукотворный туман. Ростехнадзор дал этому устройству определение «экономайзер».

Внешне это цилиндр, весом около 860 килограммов, длиной около трех метров и диаметром вместе с кожухом около 700 миллиметров. Внутри система чем-то напоминает родной наш самогонный аппарат – в процессе преобразования не обойтись без змеевика.

База для установки экономайзера принципиального значения не имеет. Мы их монтируем на шасси КамАЗа, но это может быть и Урал, и ЗИЛ, и любая другая машина. Это не принципиально.

Окончательная сборка происходит у нас на заводе пожарной техники в Мытищах, а вообще, в создании самих теплообменников задействовано множество предприятий, в том числе и тех, которые занимаются выпуском оборудования для АЭС.

Рабочий пожарный рукав имеет диаметр больше 50 миллиметров, экономайзеру для подачи нашей воды достаточно шланга в 16 мм (не рукава, а именно шланга). Кстати конструкция шланга и насадок — это наше ноу-хау.

Кроме того, при тушении обычным способом есть сильная отдача, поэтому ствол пожарного рукава надо держать двумя руками, да еще сзади для подстраховки иногда нужен человек, а здесь отдача — нулевая. Таким шлангом можно управлять одной рукой и безо всяких усилий.

В машине установлена довольно сложная современная автоматика, работать на ней могут лишь специально обученные профессионалы, что, впрочем, сегодня для специалистов МЧС – обычное дело: кабины иных зарубежных пожарных машин напоминают пульт управления космическим кораблем. Здесь все же попроще.

— А Вам известны планы МЧС?

В.Р.: Машина официально принята для снабжения подразделений МЧС в мае этого года.

Сейчас на вооружении у пожарных есть две таких машины. Одна в подмосковном Реутове, в спецчасти, а иногда ее используют и для тушения пожаров в Москве. Вторая вот-вот сойдет с конвейера и в самом скором времени отправится в Липецк.

Изначально речь шла о том, чтобы в этом году МЧС получило десять таких машин, однако пресловутый мировой финансовый кризис несколько изменил эти планы. Каков будет заказ министерства на следующий год пока сказать сложно.

В идеале такая машина для начала должна попасть в каждый из семи Региональных центров МЧС России, потом — в каждый субъект федерации, и, на последнем этапе, хорошо бы иметь по одной такой машине на каждом опасном предприятии.

Чтобы, к примеру, «перекрыть» такой мегаполис как Москва надо порядка двух-трех десятков таких машин. При таких расчетах объем только внутренних заказов министерства оценивается примерно в 300 машин.

Сейчас есть предварительное решение использовать нашу технологию для противопожарной защиты объектов саммита АТЭС-2012, который пройдет на острове Русский. Роскосмос признает, что это наиболее передовая технология пожаротушения, которая может быть использована, в том числе, при защите космодромов.

— Как это работает?

В.Р.: Горячая вода лучше подходит для тушения пожаров. Это специалисты выяснили еще в начале прошлого века. Тогда кипятком заливали горящую нефть. Однако такая технология для человека была чревата серьезными травмами, причем как от огня, так и от кипящей воды.

Технология приготовления такой воды проста — ее нагревают до закипания, то есть она становится «перегретая» и после этого вода доставляется до очага огня. А вот наша вода является, наоборот, «недогретой».

Наша вода закипает мгновенно, когда попадает в атмосферу, но не за счет высокой температуры, а за счет разности давления. В нашей установке она нагревается до 160-210°С под давлением 130-200 атмосфер, а когда, наконец, выходит из распылителя, давление мгновенно падает до 1 атмосферы

Вскипающая таким образом вода – уже используется в атомной и гидро-энергетике. Правда, атомщиков, интересовал этот процесс, больше с точки зрения резкого сброса давления в контуре атомного реактора, а тех, кто занимался турбинами для ГЭС – момент максимальной силы, для воздействия на турбину. А мы первые, кто придумал, как использовать эту воду для пожаротушения.

— А почему «туман» так эффективно тушит пожары?

В.Р.: Из курса школьной химии, все знают, что горение – это реакция окисления, то есть соединение кислорода с горючим веществом.

Туман тушит огонь потому, что мельчайшие капли воды размером от 1 до 10 микрон «цепляют» частицы горючего вещества вместо кислорода — они замещают собой кислород и горение прекращается.

— Частицы воды очень малы, это что нанотехнологии?

В.Р.: Да, мы берем на себя «наглость» утверждать, что это — нанотехнологии. Вообще большинство обывателей считают, что нанотехнологии — это технологии, которые относятся к размерам частиц от 1 до 100 нанометров.

Читайте также:  Офис с перегородками называется

Мы не укладываемся по этому признаку — у нас размер частиц от 1 до 10 микрон. Но почему мы утверждаем, что это нанотехнологии?

Если внимательно разобраться, то станет понятно, что сейчас о нанотехнологии говорят не как о мельчайших частицах, а как об изменении свойств материала, за счет изменения его структуры. Мы меняем структуру воды и получаем ее новые свойства. Кстати, не все свойства такой воды изучены, нам многое еще предстоит изучить.

— Вам известно о планах поставки за рубеж?

В.Р.: Кроме вездесущих китайцев нашей новой машиной заинтересовались Белоруссия и Казахстан. Пока речь шла поставке двух наших образцов в пожарный гарнизон Астаны.

Белорусы предлагают кооперацию. Им бы хотелось, чтобы машина была сделана на базе автомобиля МАЗ, что вполне понятно — использование собственных шасси удешевит процесс. Наш модуль универсальный, его можно поставить на любую машину. Так что серьезных технических проблем у нас, я думаю, не возникнет.

— А сколько стоит такая машина?

В.Р: Стоимость такой машины будет зависеть от многих параметров, однако в среднем одна такая машина может обойтись в пару десятком миллионов рублей. В любом случае, это дешевле импортных пожарных машин, использующих для тушения обычную воду.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Зозуля С.С., Калач А.В.

Текст научной работы на тему «Обоснование использования технологии температурно- активированной воды (ТАВ) при тушении пожаров»

УПРАВЛЕНИЕ РИСКАМИ И ВОЗНИКНОВЕНИЕМ ПОЖАРОВ В ЖИЛОМ СЕКТОРЕ КРУПНЫХ ГОРОДОВ

ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ТЕМПЕРАТУРНО-

АКТИВИРОВАННОЙ ВОДЫ (ТАВ) ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВ

С.С. Зозуля, студент Воронежский государственный технический университет, А.В. Калач, заместитель начальника института по научной работе,

Воронежский институт ГПС МЧС России

Вода — одно из самых древних, дешевых и эффективных огнетушащих веществ (ОВ), используемых для пожаротушения. Широкое распространение воды, ее доступность и уникальные свойства являются основными причинами использования воды для целей пожаротушения. Найти более экологически чистое, доступное, восполняемое и дешевое ОВ, чем вода, практически невозможно.

Новый термин "ТАВ" предлагается использовать для воды, полученной в установке, после которой она приобретает уникальные свойства, аналогичные тем, которые в природе вода получает в поровых породах при высоких температурах и давлениях. Сущность разработанного учеными Академии ГПС МЧС России совместно со специалистами ООО "Аква-ПиРо-Альянс" способа получения уникальных свойств ТАВ заключается в том, что пресная вода вследствие её нагревания в специальном теплообменнике при определенном сочетании температуры (более 165°С) и давления (более 1,6 МПа) изменяет свои свойства. После возвращения к обычным атмосферным условиям такая вода находится некоторое время в особом, так называемом метастабильном состоянии, проявляющемся в повышенной растворяющей способности карбонатов, сульфатов, силикатов и других соединений, в способности длительно удерживать в своем составе аномальные количества растворенного вещества (больше в 300. 500 раз) и значительно повышать кислотность. Такая вода в работе академика Летникова Ф.А. названа активированной, а сам процесс — температурной активацией.

При подаче ТАВ через распылители, в которых давление ТАВ быстро (за несколько миллисекунд) уменьшается до атмосферного, происходит почти мгновенное вскипание воды. В результате вскипания одна часть ТАВ переходит в пар (до 30%), а другая часть дробится на капли диаметром 1,0-10,0 мкм, и формируется струя паро-воздушно-капельной смеси — струя ТАВ. Так как диаметр большинства капель составляет 1,0-5,0 мкм, то струи ТАВ витают в воздухе и многими наблюдателями ошибочно воспринимаются как пар. Струи ТАВ долго не осаждаются (по экспериментальным данным не менее 20 минут), огибают без осаждения препятствия, не оседают на вертикальных и горизонтальных плоскостях, даже при подаче на горизонтальные поверхности стремятся вверх.

Использование ТАВ при тушении пожаров позволяет решать следующие задачи.

Первая задача — эффективное удаление или осаждение продуктов горения:

• для осаждения дыма возможна как непосредственная подача струй ТАВ через стволы-распылители, так и подача ТАВ для осаждения дыма через напорные патрубки дымососов или системы дымоудаления и вентиляции;

• подача ТАВ через напорные патрубки дымососов или системы ды-моудаления и вентиляции позволяет одновременно обеспечить необходимый для дымоудаления подпор воздуха и осаждение дыма в больших объемах сложной конфигурации;

• струя ТАВ способна огибать препятствия и достаточно долго не осаждаться (по результатам экспериментов не менее 20 минут);

• струи ТАВ стремятся подняться вверх даже при подаче на горизонтальные поверхности;

• использование ТАВ позволяет "повесить" внутри замкнутого объема любой конфигурации или на открытом пространстве облако ТАВ, которое по своим свойствам близко к теплым облакам и туманам;

• облако ТАВ достаточно долговечно (не менее 20 минут) для того, чтобы проникнуть во все полости объема любой конфигурации и эффективно осадить и вытеснить продукты горения или любые другие газы;

• струи ТАВ абсолютно безопасны для людей.

Вторая задача — быстрое уменьшение температуры как на путях эвакуации, так и в непосредственной близости от очага пожара:

• эффективное (быстрое) уменьшение температуры при подаче ТАВ обеспечивается тем, что размер большинства капель "водяного тумана" составляет всего 1-10 мкм, поэтому капли витают и не осаждаются, огибают препятствия;

• скорость движения капель ТАВ мала по сравнению с компактными струями и каплями тонкораспыленной воды, поэтому капли ТАВ остаются в охлаждаемом объеме и практически вся вода участвует в процессе охлаждения, так как успевает испариться;

• ТАВ поднимается вверх в зону максимальных температур, занимает весь объем даже в том случае, если у ствольщика нет возможности направить ствол-распылитель (СР) вверх;

• есть возможность подать ТАВ в замкнутый объем даже в том случае, если входное отверстие в этот объем составляет чуть более 50 мм. Для этого используется ствол-пика с внешним диаметром 50 мм и длиной от 0,5 м до 2 м. Ствол-пика позволяет обеспечить подачу до 1 л/с перегретой воды, которая обеспечит объем облака ТАВ до 5 куб.м/с.

Третья задача — тушение очага пожара:

• струи ТАВ могут быть использованы для тушения практически всех видов горючих веществ, которые не вступают в химическую реакцию с водой с выделением большого количества тепла или горючих газов;

• при подаче ТАВ возможен как поверхностный, так и объемный способы пожаротушения;

• капли воды размером 1,0 — 5,0 мкм и пар долго не осаждаются (витают) и вместе с конвективными потоками воздуха инжектируются в очаг пожара.

Кроме того, струи ТАВ эффективно удаляют пожароопасные отложения с поверхностей из различных материалов (металл, стекло, природный камень, бетон, пластик) без применения большого давления и технических моющих средств, а также предварительной очистки воды.

Реализация нового пути развития многофункциональной пожарной и аварийно-спасательной техники МЧС России воплощена в разработке модельного ряда многоцелевых пожарных автомобилей (АПМ — автомобилей "ПиРо") с установками получения ТАВ при давлении 16, 25, 40 и 125 атм.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector