автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Оптимальные характеристики огнетушащих порошков и параметры их подачи для импульсных модулей порошкового пожаротушения

003455053

На правах рукописи

Сабинин Олег Юрьевич

ОПТИМАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОГНЕТУШАЩИХ ПОРОШКОВ И ПАРАМЕТРЫ ИХ ПОДАЧИ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ МОДУЛЕЙ ПОРОШКОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Специальность 05.26.03 «Пожарная и промышленная безопасность» (Технические науки, отрасль - химические технологии)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2008

Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России.

Научный руководитель: Кандидат технических наук, с.н.с.

А.В. Долговидов

Официальные оппоненты: Доктор технических наук

С.Г. Цариченко

Доктор технических наук, профессор С.С. Воевода

Ведущая организация:

Федеральное государственное унитарное предприятие Российский научный центр «Прикладная химия»

Защита состоится «23» декабря 2008 г. в 15 часов 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 205.002.02 в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 129366, Москва, ул. Б.Галушкина, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии Государственной противопожарной службы МЧС России.

Автореферат разослан «_»_2008 г.

Отзыв на автореферат с заверенными подписями и печатью просим выслать в Академию Государственной противопожарной службы МЧС России по указанному адресу.

Телефон для справок: (495) 683-19-05

Ученый секретарь диссертационного совета

Исх. №

доктор технических наук, профессор

С.В. Пузач

Актуальность темы. Научно-технический прогресс сопровождается ростом пожарной опасности на промышленных предприятиях, появлением в технологических процессах новых веществ и материалов, тушение возможных пожаров которых не может быть обеспечено с помощью таких традиционных веществ, как вода и пена. Особенно остро эта проблема стоит для химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, а также для транспортных средств. Поиски более эффективных веществ для тушения пожаров привели к созданию и внедрению в практику пожаротушения огнетушащих порошков, производство которых освоено предприятиями химической отрасли.

Процесс тушения огнетушащими порошками в значительной степени зависит от характеристик средств их подачи. Среди установок порошкового пожаротушения в середине 90-х годов ХХ-го века появились и получили значительное распространение модули порошкового пожаротушения импульсного действия. Достоинствами импульсного способа подачи огнетушащего порошка являются быстродействие, высокая огнетушащая способность при малом удельном расходе порошка, компактность установок. Однако, как показывает анализ научной литературы, в настоящее время в достаточной степени не определены и научно не обоснованы требования к химическому и дисперсному составу огнетушащих порошков в зависимости от области их применения, в частности для использования их в импульсных порошковых модулях.

При проектировании автоматических установок порошкового пожаротушения, их исполнительные устройства - модули устанавливаются таким образом, что огнетушащий порошок подается на тушение пожара сверху. Следовательно, процесс тушения следует рассматривать через призму взаимодействия двух струй. Одна струя формируется восходящими над очагом потоками и скорости в ней зависят от энергетики очага, другая, на нее воздействующая - газопорошковая. Таким образом, огнетушащая способность модулей порошкового пожаротушения, кроме прочих факторов, зависит от свойств очага горения. Согласно методикам, регламентированными действующими в настоящее время нормативными документами, огнетушащая способность модулей порошкового пожаротушения проверяется по их способности тушить модельные очаги

пожара класса 2В, характеристики горения которых не связаны со свойствами реальных очагов пожара. Огнетушащая способность порошковых составов определяется путем моделирования процесса тушения из ручных огнетушителей. Параметры газопорошковых струй, истекающих из ручных огнетушителей, радикально отличаются от свойств газопорошковых струй, создаваемых импульсными модулями порошкового пожаротушения. Следовательно, актуальным остается вопрос рассмотрения огнетушащей способности порошковых композиций во взаимосвязи с параметрами их подачи и характеристиками очага горения. Также действующие в настоящее время нормированные методики проверки огнетушащей способности модулей порошкового пожаротушения не позволяют в полной мере оценить возможности данных изделий по тушению реальных пожаров.

Цель работы. Целью настоящей работы является разработка и научное обоснование композиций огнетушащих порошков для использования их в импульсных модулях порошкового пожаротушения, а также оптимальных параметров подачи огнетушащих порошков такими устройствами для наиболее эффективного их применения.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- обосновать необходимость оптимизации химического и дисперсного состава огнетушащих порошков для применения их в импульсных модулях порошкового пожаротушения;

- разработать и исследовать новые композиции огнетушащих порошков для применения их в импульсных порошковых модулях;

- разработать лабораторную и полигонную методики проверки огнетушащей эффективность порошковых составов, применительно к импульсным модулям порошкового пожаротушения;

- установить зависимость огнетушащей способности порошковых составов от их физико-химических свойств и параметров подачи импульсными модулями.

Объект исследования. Огнетушащие порошковые составы.

Предмет исследования. Оптимизация свойств огнетушащих порошковых составов и параметров их подачи.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- показана возможность применения формул, полученных учеными Академии ГПС МЧС России (Ульяновым Н.И.), для расчета изменения параметров струи порошка заданной дисперсности, истекающей из импульсного модуля, путем введения в данные формулы дополнительных коэффициентов;

- впервые измерены реальные концентрации огнетушащего порошка, подаваемого импульсными модулями, в защищаемой зоне;

- установлена зависимость огнетушащей способности порошковых составов, применяемых в импульсных модулях, от их физико-химических свойств с учетом параметров подачи и характеристик очага горения;

- обоснованы оптимальные свойства огнетушащих порошковых составов для использования их в импульсных модулях;

- предложен новый подход к оценке эффективности импульсных модулей порошкового пожаротушения, учитывающий газодинамические характеристики реального очага пожара.

Практическая ценность. В результате экспериментальных исследований разработана методика проверки огнетушащей способности модулей порошкового пожаротушения, позволяющая более объективно оценивать способность таких устройств тушить реальные пожары, учитывая их газодинамические характеристики. Научно обоснованы требования к оптимальным характеристикам порошковых составов и параметрам их подачи для импульсных модулей порошкового пожаротушения, позволяющие наиболее эффективно применять такие устройства для тушения пожаров.

Реализация на практике. Результаты работы были реализованы при:

- разработке технических условий и технических требований на огнетушащий порошок для использования в импульсных модулях порошкового пожаротушения;

- выпуске опытной партии огнетушащего порошка для использования в импульсных модулях порошкового пожаротушения (ЗАО «Экохиммаш» г. Буй Костромской области);

- выпуске опытной партии модулей порошкового пожаротушения «Буран-0,3», заряженных огнетушащим порошком, оптимальным для

использования в импульсных модулях порошкового пожаротушения (ООО «ГК Эпотос» г. Москва).

Апробация работы. Основные положения работы были доложены на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы пожарной безопасности» (г. Москва, 2008 г.) и на совместном заседании кафедр «Пожарно-строевой и газодымозащитной подготовки», «Инженерной теплофизики и гидравлики», «Процессов горения», «Пожарной техники» (Академия ГПС МЧС России, г. Москва, 2008 г.)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано шесть печатных работ: статьи, тезис доклада на международной конференции.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и выводов, списка литературы и приложений. Общий объем работы - 178 страниц машинописного текста, в том числе 56 рисунков и 20 таблиц. Список литературы включает 101 наименование.

На защиту выносятся:

- результаты исследований по определению зависимости коэффициента дисперсности порошка, влияющего на угол расширения порошковой струи, от среднего диаметра частицы порошка;

- результаты экспериментальных исследований по определению требований к химическому и дисперсному составу огнетушащих порошков, применяемых в импульсных модулях порошкового пожаротушения, а также к параметрам подачи огнетушащих порошков такими устройствами в зависимости от характеристик очага горения;

- метод выбора оптимальных свойств порошковых составов, используемых в импульсном модуле порошкового пожаротушения, и определения его огнетушащей способности, применительно к реальным очагам пожара.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, сформулированы цель и задачи работы.

В первой главе рассмотрены особенности тушения порошковыми составами, механизм их огнетушащего действия. Определены свойства огнетушащих порошков, влияющие на их огнетушащую способность.

Изучены характеристики основных марок фосфорно-аммонийных огнетушащих порошков, выпускаемых как отечественными, так и зарубежными производителями. Показан значительный разброс их основных свойств, таких как: содержание в химическом составе фосфорных солей, удельная поверхность, дисперсный состав. Приведен обзор известных в настоящее время лабораторных методик определения огнетушащей способности порошковых составов.

Описаны существующие в настоящее время средства подачи огнетушащих порошков: ручные и передвижные огнетушители, пожарные автомобили порошкового пожаротушения, автоматические установки порошкового пожаротушения на основе модулей кратковременного и импульсного действия. Отмечено, что на рынке средств пожаротушения порошковые импульсные модули получают все более широкое распространение благодаря их высокой огнетушащей способности, компактности, отсутствии трубопроводной системы для подачи порошка и др. Установлено, что отсутствуют научно обоснованные требования к характеристикам огнетушащих порошковых составов, которые наиболее оптимально использовать в импульсных модулях.

Проанализированы регламентированные нормативными

документами лабораторные и полигонные методики проверки огнетушащей способности порошковых составов и модулей порошкового пожаротушения. Отмечено, что согласно требованиям нормативных документов испытания по определению огнетушащей способности порошковых составов проводятся путем тушения модельного очага пожара из огнетушителя. Однако характеристики истечения порошковой струи из огнетушителя и импульсных модулей (давление выброса, начальная скорость) существенно различаются. Следовательно, при использовании огнетушащего порошка в импульсных установках данный метод проверки его огнетушащей способности может не дать объективных результатов.

Были проанализированы работы следующих авторов в области порошкового пожаротушения: Баратов А.Н., Краснянский М.Е., Исавнин Н.В., Добриков В.В., Вогман Л.П., Ульянов Н.И., Севриков В.В., Вайсман М.Н., Кущук В.А. и др.

Исходя из проведенного анализа, были поставлены задачи дальнейшего исследования.

Во второй главе изложен расчетный метод определения критического диаметра частицы порошка при тушении конкретного очага пожара с учетом его характеристик. В настоящей работе за критический диаметр принимался минимальный диаметр частицы порошка, при котором она за счет своих показателей инерции при определенных условиях подачи не будет отбрасываться восходящими конвективными потоками и проникнет в зону горения.

Расчет производился по методике, описанной в исследованиях Ульянова Н.И. Схематически порошковую струю представляли как состоящую из двух участков: начального с большой концентрацией частиц порошка и основного, заполненного движущимися частицами порошка с большим количеством увлеченного атмосферного воздуха (рис. 1). Границы переходного участка являются продолжением границ начального участка. При продолжении границ основного участка они пересекаются в точке, называемой полюсом основного участка. Переходное сечение струи совпадает с началом основного участка, и в нем происходит излом границ струи.

Известны следующие зависимости для определения геометрических параметров струи и скорости фронта. Безразмерное расстояние от среза струеобразующего насадка до переходного сечения порошковой струи:

порошковой

Рис. 1. Схема струи

1 - распылитель; 2 - границы струи; 3 - модельный очаг пожара; ан - угол расширения в начальном участке; Оо - угол расширения в основном участке; хо - расстояние от среза насадка до полюса; х„ - расстояние от среза насадка до границы между переходным и основным участками; х - продольная координата струи

0,9 l(l-£0)p„

о р

2 (1)

где: с/0 - выходной диаметр насадка, м;

íg(aJ2)- тангенс половины угла расширения на

начальном участке порошковой струи;

(7 - е0) - объемная концентрация аэросмеси

(порошок/воздух) на выходе из насадка, м3/м3;

р„ - истинная плотность порошка, кг/м3;

р - плотность воздуха, кг/м3.

Выражение для расчета расстояния от среза струеобразующего

насадка до полюса основного участка представлялось как:

х0 = 0,366х„ (2)

Основной участок струи разделялся на две зоны. Безразмерная граница между зонами определялась по уравнению:

1,8 ¡(I-еа)р„

< йЗЛ Р

2 (3)

Первая зона характеризовалась изменением относительной скорости в соответствии с уравнением:

Щ 0,55

I Р ан -tg-T

(1-^0 К 2

о

do /

(4)

где: а>ф - мгновенная скорость фронта порошковой струи на расстоянии х от среза струеобразующего насадка, м/с; со„0 - начальная скорость порошковой струи, м/с. На границе зон расчетное отношение а>ф/со„0 равнялось 0,38. Далее по длине струи более резкое уменьшение скорости описывалось следующим уравнением:

<*>Ф _ 0,38

Тангенс половины угла расширения на начальном участке порошковой струи определялся по формуле:

2 (6) Рассчитывая по формулам (1-6) геометрические параметры порошковой струи, создаваемой лабораторной установкой при подаче серийного огнетушащего порошка «Вексон АВС-70» (масса навески порошка - 500 мг, расход воздуха - 7 л/мин, выходной диаметр насадка - 4 мм), получали следующие геометрические параметры порошковой струи и скорость фронта струи в зоне горения модельного очага пожара (0,38 м от распылителя): хп = 0,192 м; х0 = 0,07 м; х, = 0,384 м; а>ф = 3,53 м/с.

Известно, что при тушении на порошковую струю воздействуют восходящие конвективные потоки над очагом горения. По известным расчетным методикам определяли их максимальную скорость и получили следующее значение для круглого противня диаметром 70 мм: совоа = 3,12 м/с. Таким образом был сделан вывод о том, что при данных условиях подачи серийного порошка «Вексон АВС-70» газопорошковая струя проникнет в зону горения, так как скорость ее фронта превышает скорость восходящих конвективных потоков а>ф > сотсх.

Далее производился расчет критического диаметра частицы порошка, т.е. определение, при каком минимальном среднем размере частиц порошка они будут проникать в зону горения.

Из выше изложенного следовало, что задачей расчета являлось нахождение среднего диаметра частиц порошка, при котором скорость газопорошковой струи в зоне горения модельного очага пожара равна 3,12 м/с. Из формулы (4) видно, что скорость фронта газопорошковой струи зависит от угла ее расширения на начальном участке. Тангенс половины угла расширения газопорошковой струи на начальном участке определялся по формуле (6). Коэффициент 0,119 в выражении (6) не является постоянным и зависит от среднего диаметра частиц порошка. Данный коэффициент был обозначен как ki. В исследованиях Ульянова Н.И. было показано, что для порошка ПСБ-3 к] = 0,119; для порошка ПСБ-2 - kt = 0,102. В дальнейшем определяли зависимость коэффициента к/ от среднего диаметра частиц порошка d„. Для этого производили рассеивание

г

Рис. 2-4: Параметры порошковой струи, подаваемой лабораторной установкой (масса навески - 500 мг; подача воздуха - 7 л/мин; порошок фракции 100-63 мкм; 6350 мкм; 50-25 мкм)

Рис 5: График зависимости коэффициента к/ от среднего диаметра частицы порошка.

серийного порошка «Вексон АВС-70» на приборе модели 028М. При рассеивании использовали сита с диаметром ячеек 100 мкм, 63 мкм, 50 мкм и 25 мкм. Произведя цифровую съемку порошковых струй, подаваемых лабораторной установкой, фракций 100-63 мкм, 63-50 мкм, 50-25 мкм, определяли их геометрические параметры. Цифровая съемка производилась при значении расхода воздуха 7 л/мин (рис. 2-4). Средний диаметр частицы порошка для фракции 100-63 мкм равен 81,5 мкм; для фракции 63-50 мкм -56,5 мкм; для фракции 50-25 мкм - 37,5 мкм.

Определяя по рис. 2-4 углы расширения порошковой струи по формуле (6) вычисляли коэффициент ks: при ¿/„ = 81,5 мкм kt = 0,0559; при d„ = 56,5 мкм ki = 0,0802; при d„ = 37,5 мкм ki = 0,102. Затем строили тренд зависимости коэффициента £/ от среднего диаметра частицы порошка d„ (рис. 5).

Далее определяли, при каком угле расширения в начальном участке порошковой струи скорость ее в зоне горения модельного очага пожара (на расстоянии 0,38 м от распылителя) будет равна а>восх = 3,12 м/с. Начальная скорость порошковой струи была равна совосх = 9,28 м/с (измеряемая величина). Следовательно, относительная скорость в зоне горения

модельного очага пожара должна быть равна а>ф1сопо = 0,336. На границе первой и второй зон основного участка порошковой струи безразмерная скорость фронта равна а>ф/а>п0 = 0,38. Отсюда следует, что в зоне горения модельного очага пожара скорость фронта порошковой струи вычисляется по уравнению (5) для второй зоны основного участка порошковой струи. По уравнению (5) определяли расстояние от распылителя до границы между зонами основного участка х: = 0,361 м. Подставив полученное значение в формулу (3), находили тангенс половины угла расширения порошковой струи на начальном участке 1§(ан/2) = 0,115. Подставив известные значения в формулу (6) находили коэффициент, зависящий от дисперсного состава порошка (в формуле (6) представлен числом 0,119) к] = 0,127. По полученному показателю с помощью графика на рис. 5 определяем значение среднего диаметра частицы порошка с1п = 12,8 мкм.

Итак, для лабораторной установки, на которой проводились опыты в рамках настоящего диссертационного исследования, при подаче воздуха 7 л/мин расчетный критический диаметр частицы порошка равен 12,8 мкм.

Третья глава посвящена описанию методик определения физико-химических свойств экспериментальных образцов порошковых составов, а также их огнетушащей способности в лабораторных и полигонных условиях.

Свойства экспериментальных образцов порошковых составов определялись по методикам, регламентированным действующими в настоящее время нормативными документами в области пожарной безопасности и производства химических удобрений. Так, содержание в химическом составе фосфорных солей определялось по методике, основанной на растворении пробы порошкового состава в соляной кислоте (ГОСТ 20851.2-75 «Удобрения минеральные. Методы определения фосфатов»); удельная поверхность определялась с помощью прибора ПСХ-8, принцип действия которого основан на зависимости удельной поверхности от воздухопроницаемости слоя порошка при протекании через него воздуха при давлении, близком к атмосферному; гранулометрический состав определялся методом ситового анализа; кажущаяся плотность неуплотненных и уплотненных порошков определялась по методу, основанному на определении отношения массы свободно засыпаемого и

уплотненного вибрацией в течение определенного времени порошка к занимаемому им объему; содержание влаги определялось по методике, основанной

7"

I

/1 1

1 \ Ёк

////////// /У У У

Рис 6 Схема лабораторной установки по определению

огнетушащей способности порошков. 1 - воздуходувка; 2 - газовый вентиль, 3 - газовый трехходовой электроклапан, 4 - газовый ротаметр; 5 -стеклянный сосуд - огнетушитель, 6 - распылитель порошка, 7 - модельный очаг пожара.

на определении

отношения массы влаги, содержащейся в навеске порошка, к массе этой навески; способность к водоотталкиванию

определялось по методике, основанной на визуальной оценке способности сохранения капли воды во времени на поверхности слоя порошка.

Огнетушащая способность экспериментальных образцов порошковых составов определялась в лабораторных и полигонных условиях. Схема лабораторной установки представлена на рис. 6. Преимущество данной установки над другими, описанными в аналитическом обзоре этой работы, состоит в том, что порошок на тушение модельного очага подается сверху, как и в большинстве случаев практического применения автоматических установок порошкового пожаротушения. Таким образом, моделируется процесс взаимодействия двух струй: газопорошковой и восходящих потоков газов над очагом горения. При этом мы можем в некоторой степени определить, какие образцы ОПС лучше преодолевают воздействие восходящих над очагом горения потоков. К тому же в данной установке порошок на тушение модельного очага пожара подается квазимгновенно, что наиболее приближенно моделирует работу импульсных порошковых систем. Подача огнетушащего порошка осуществлялась при трех значениях расхода воздуха, определяемых по ротаметру - 4 л/мин, 7 л/мин и 10 л/мин. В качестве модельного очага пожара использовался круглый противень диаметром 70 мм и высотой борта 10 мм, в который заливалось 10 см3 октана.

Полигонные испытания

проводились в металлической камере размером 1,75x1,75x2 м (рис. 7). Подача порошка осуществлялась с помощью модуля порошкового пожаротушения «Бураи-0,3», серийно изготавливаемого ООО «ГК «Эпотос». По центру по модулем устанавливался поддельный очаг пожара класса 21В. Подача огнетушащего порошка производилась при значениях давления вскрытия мембраны модуля 1,5 и 3 МПа.

При проведении полигонных испытаний использовался

измерительный комплекс, построенный на основе регистрирующего прибора «Микролаб».

К прибору «Микролаб» подключались следующие средства измерений:

- датчик давления, для измерения давления внутри корпуса экспериментального модуля и фиксации давления, при котором производится подача порошка на очаг пожара;

- датчики концентрации огнетушащего порошка, для измерения концентрации порошка в различных зонах испытательной камеры.

Датчик концентрации огнетушащего порошка состоит из излучающего инфракрасного диода и приемника инфракрасного излучения, жестко закрепленных на металлическом основании друг против друга. Принцип работы датчика концентрации основан на изменении степени облучения приемника инфракрасного излучения с учетом затененности, создаваемой потоком дисперсных частиц. Тарировка датчиков производилась при помощи устройства для создания двухфазного потока воздуха и частиц огнетушащего порошка заданной концентрации.

В четвертой главе приведены результаты лабораторных испытаний по определению огнетушащей способности экспериментальных образцов огнетушащего порошка.

/ Г'

Рис. 7 Схема испытательном камеры' 1 ~ металлическая камера. 2 импульсный модуль порошкового пожаршушених; 3 - модельный очаг пожара 21В, 4 - примерные габариты струи порошка

Эксперименты проводились в лабораторных условиях путем постановки полного факторного эксперимента. В аналитическом обзоре настоящей работы показано, что основными свойствами огнетушащих порошков, влияющими на их огнетушащую способность, являются: содержание в химическом составе фосфорных солей, удельная поверхность, гранулометрический состав. Исходя из этого, для наиболее полного исследования поставленных вопросов определяли следующие варьируемые факторы эксперимента:

Х1 - массовое содержание фосфорных солей в химическом составе ОПС (в пересчете на Р2О5).

Х2 - удельная поверхность огнетушащего порошка.

Х3 - содержание в композиции ультрамелких частиц порошка. Очевидно, что при увеличении дисперсности порошка возрастает его огнетушащая способность. Однако такая закономерность будет справедлива до определенного, критического размера частиц порошка, т.е. минимального диаметра частицы порошка, при котором она за счет своих показателей инерции не будет отбрасываться восходящими конвективными потоками и проникнет в зону горения. Можно предположить, что при увеличении в составе полидисперсного порошка доли частиц порошка, имеющих диаметр ниже критического, большая их часть не проникнет в зону горения, следовательно огнетушащая способность такого порошка должна снижаться. Поскольку расчетный критический диаметр частицы порошка, согласно расчету (2 глава), равен 12,8 мкм, то с помощью ситового анализа содержание частиц ниже критического диаметра мы определить не сможем, так как в нашем распоряжении имеются сита с минимальным диаметром ячеек 25 мкм. Поэтому данный фактор мы можем оценить косвенно, по удельной поверхности самой мелкой фракции (<25 мкм). Известно соотношение, по которому удельная поверхность порошка связана со средним размером его частиц:

60000

где: с1ср - средний диаметр частицы, мкм; Я-удельная поверхность, см2/г; рт - истинная плотность вещества, г/см3.

Очевидно, что при увеличении удельной поверхности фракции уменьшается средний диаметр частиц порошка и, соответственно, большая их часть будет иметь диаметр ниже критического, т.е. в определенных условиях не будет проникать в зону горения.

Х4 - начальная скорость газопорошковой струи.

Выходное значение У (огнетушащая способность) оценивали следующим способом. Классически огнетушащую способность веществ определяют по минимальной массе огнетушащего вещества, способного ликвидировать горение на единице площади. Однако, как показано в работах Баратова А.Н. и других исследователей в области порошкового пожаротушения, при таком способе оценки огнетушащей способности порошковых составов не учитывается специфика их огнетушащего действия. В отличие от других огнетушащих веществ, например пены и

350

■200м -300*11 ■400«

0,2 0.4 0,6 0,8

Время, с

1,2

Рис 8: Показания датчика концентрации огнетушащего порошка, расположенного в предполагаемой зоне горения модельного очага

(J

О -О

Рис 9: График зависимости создаваемой концентрации подаваемого порошка от его массы

воды, оказывающих охлаждающее или изолирующее действие на горящую поверхность, порошки оказывают, в основном, оказывают ингибирующее действие на химические реакции, протекающие в объеме пламени. Поэтому оценку огнетушащей способности порошковых составов следует вести по минимальной массе порошка, способного ликвидировать горение в единице объема пламени. В работах В. Маршалла, G. Gox показано, что объем пламени находится в степенной зависимости от площади горения. Таким образом, для получения адекватных эмпирических зависимостей в настоящей работе выходное значение Y оценивали по минимальной огнетушащей концентрации, которая определялась датчиком концентрации огнетушащего порошка. Указанный датчик располагался в зоне предполагаемого горения модельного очага. На рис. 8 представлены показания датчиков при подаче установкой навески порошка массой 200 мг, 300 мг и 400 мг. Из рис. 8 видно, что при подаче навески огнетушащего порошка массой 200 мг создаваемая концентрация достигает 210 г/м3, при подаче навески 300 мг - 250 г/м3 и при подаче навески 400 мг - 290 г/м3. По полученным данным строим график зависимости создаваемой концентрации подаваемого порошка от его массы (рис. 9). Таким образом, зная массу навески порошка, по данному графику можно определить создаваемую концентрацию порошка в зоне горения.

Диапазоны варьирования факторов выбраны исходя из технических характеристик экспериментальной установки (фактор Х4) и технологических особенностей изготовления порошков (факторы ХГХ3). Согласно выбранных диапазонов варьирования факторов разработано техническое задание для завода-изготовителя на выпуск экспериментальных образцов огнетушащих порошков, свойства которых представлены в табл. 1.

Лабораторные испытания проводились при значениях расхода воздуха 4; 7 и 10 л/мин, что соответствовало начальной скорости газопорошковой струи со"ф = 5,3; 9,3 и 13,3 м/с соответственно. По известным методикам определено, что для используемого модельного очага пожара максимальная скорость восходящих потоков равна а>восх = 3,12 м/с на высоте 0,18 м от поверхности горючего. Скорость газопорошковой струи на высоте 0,18 м от поверхности горючего, т.е. на расстоянии 0,22 м от распылителя рассчитывалась по формулам (4), (5) и равнялась соответственно со0,22ф = 3,53; 4,79 и 5,25 м/с. Полученные значения

Показатели свойств и огнетушащей способности образцов ОПС

Таблица!

Свойства Номер образца

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Р2О5, % 34,72 35,18 35,27 34,82 34,73 35,04 14,56 45,03 35,15

Уд. поверх-тъ, см2/г 4385 4418 5837 4388 5788 5792 5094 5080 5059

Уд. пов. фракции <25 мкм, см2/г 6779 8827 7760 7846 6830 8837 6803 6796 6765

Кажущаяся насып, плотность: -неуплот., кг/м3 -уплотн., кг/м3 847 1282 646 892 846 1231 792 1163 725 1282 800 1187 735 1020 649 909 667 962

Фрак-я >100 мкм, % 9,1 7,2 10,9 8,3 0,0 11,3 0,0 0,0 0,0

Фрак-я 100-63 мкм, % 6,5 4,9 3,8 2,2 6,4 5,2 8,7 5,8 7,6

Фрак-я 63-50 мкм, % 4,6 9,9 2,3 2,3 2,8 2,1 7,7 8,1 6,9

Фрак-я 50-25 мкм, % 24,1 34,5 11,3 39,0 11,2 20,2 13,7 17,4 15,0

Фрак-я <25 мкм, % 55,7 43,5 71,7 48,2 79,6 61,2 69,9 68,7 70,5

Огнетуш. спос-ть, при 1Г„=13,3 м/с, г/мЗ 260 230 220 230 230 210 280 220 250

Огнетуш. спос-ть, при =9,3 м/с, г/мЭ 290 300 270 290 270 270 310 260 280

Огнетуш. спос-ть, при IV, =5,3 м/с, г/м* 330 340 330 330 320 350 360 310 320

скоростей экспериментально подтверждены следующим образом. На определенных расстояниях от распылителя по вертикали размещали датчики концентрации огнетушащего порошка. При подаче огнетушащего порошка датчиками фиксировалось время прохождении фронта газопорошковой струи. Скорость газопорошковой струи определяется по отношению расстояния между датчиками к интервалу времени их прохождения газопорошковой струей.

Результаты лабораторных опытов приведены в таблице 1. Обработка результатов производилась с помощью экспериментальных планов 2-го порядка, используя компьютерные программы STATGRAPHICS Plus 5.0 и пакет анализа Microsoft Excel 2007. В результате обработке экспериментальных данных была получена зависимость огнетушащей способности от варьируемых факторов вида:

Y = аХ' + ахХх + ЪХ\ + ЬхХг +сХ] + с,Х3 + dX24 +dtX4 +е (8)

Значения эмпирических коэффициентов в выражении (8), для определенных диапазонов отношений скорости газопорошковой струи к скорости восходящих конвективных потоков приведены в таблице 2.

Значения эмпирических коэффициентов

Таблица2

Диапазон отношений Значения коэффциентов

а ai Ь ь, с С/ d d, е

1,131-1,333 0,033 -3,667 1,06 10'5 -0,115 4,72-10" -0,063 0,138 -14,52 1002,3

1,333-1,609 -0,016 -0,667 7,9810"' -0,022 2,41-10-* -0,035 0,138 -14,52 664,1

1,609-1,683 -0,05 1,000 -8,98 10"° 0,070 1,98-Ю5 -0,335 0,138 -14,52 1683,4

В пятой главе приведены результаты полигонных экспериментов по определению огнетушащей способности экспериментальных образцов огнетушащего порошка, а также изложена методика выбора оптимальных свойств порошковых составов, используемых в импульсном модуле порошкового пожаротушения, с учетом свойств очага горения, и определения его огнетушащей способности.

При проведении полигонных испытаний, также как и при проведении лабораторных опытов, первые три варьируемых фактора - это характеристики экспериментальных образцов огнетушащих порошков, фактор Х4 (начальная скорость газопорошковой струи) задавался давлением

вскрытия мембраны импульсного модуля. Данный фактор варьировался на двух уровнях. Так, при давлении вскрытия мембраны Рмемцр = 1,5 МПа начальная скорость газопорошковой струи составляла со"ф = 24 м/с, а при Рмембр = 3,0 МПа; со"ф = 42 м/с. Выходной фактор Y (огнетушащая способность) аналогично лабораторным опытам оценивали по минимальной огнетушащей концентрации (г/м3). Минимальная огнетушащая концентрация порошка определялась при помощи датчика концентрации таким же способом, который использовался при лабораторных опытах. В качестве массы навески порошка принимали массу порошка, заряжаемого в модуль порошкового пожаротушения.

По известным методиками рассчитывали максимальную скорость восходящих потоков над используемым в полигонной установке модельным очагом пожара 21В совосх = 8,05 м/с. Скорость газопорошковой струи в зоне максимальных конвективных потоков на рассчитывалась по формулам (4), (5) и равнялась соответственно соф = 9,43 м/с при РмембР =1,5 МПа и а>ф = 13,34 м/с при Рмемцр = 3,0 МПа. Полученные значения скоростей экспериментально подтверждены с помощью датчиков концентрации методом, аналогичным применяемому при лабораторных опытах. Таким образом, получены следующие соотношения: сОф/а>восх = 1,171 при Рмембр = 1,5 и о)ф/ытсх = 1,657 при Рмембр = 3,0 МПа, что соответствует соответствующим соотношениям для лабораторных опытов.

Полученные результаты полигонных экспериментов удовлетворительно согласуются с результатами лабораторных испытаний, что говорит о возможности применения эмпирического выражения (8) для определения минимальной огнетушащей концентрации применяемого в импульсных модулях порошка. Оптимизируя выражение (8), подставив в него значения эмпирических коэффициентов из табл. 2 определим следующие требования к оптимальному огнетушащему порошку для импульсных модулей: максимально возможное содержание в химическом составе фосфорных солей (не менее 45% в пересчете на Р205); наибольшая удельная поверхность за счет снижения в его составе доли фракции более 25 мкм; удельная поверхность фракции менее 25 мкм должна быть равна:

- для диапазона а>ф/совпсх = 1,131-1,333: 6000-6500 см2/г;

- для диапазона сОф/совосх = 1,333-1,609: 7000-8000 см2/г;

- для диапазона соф/сотсх = 1,609-1,683: 8500-9000 см2/г.

Это соответствует, согласно выражению (7), dcp фракции < 25 мкм 17,9; 9,14; 7,62 мкм соответственно. Таким образом, dcp порошка, имеющего в своем составе 85% фракции < 25 мкм и 15% фракции 25-50 мкм, будет равен 20,8; 13,4; 12,1 мкм соответственно. Сравнивая расчетное значение dcp = 12,8 мкм (для диапазона а>ф/совосх = 1,471) с экспериментальными данными dcp = 13,4 мкм получаем расхождение 4,7%, что говорит об удовлетворительном соответствии расчетных и экспериментальных данных.

На основе проведенных исследований разработана методика оптимального дисперсного порошка, заряжаемого в импульсные модули, в зависимости от конкретных условий их применения, а также определения огнетушащей способности таких модулей учитывая газодинамические характеристики и объем пламени возможного пожара на объекте применения модуля.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Эффективность огнетушащих порошков зависит от режимов их подачи в очаг пожара. Для различных технических средств подачи порошков оптимальными будут порошковые составы с определенными свойствами (гранулометрическим и химическим составом). Изучение технической литературы и результатов исследований показало, что в настоящее время в достаточной степени не определены и научно не обоснованы требования к физико-химическим свойствам огнетушащих порошков в зависимости от области их применения, в частности для использования их в импульсных установках порошкового пожаротушения.

2. Показана возможность применения формул, полученных учеными Академии ГПС МЧС России (Ульяновым Н.И.), для расчета изменения параметров струи порошка заданной дисперсности, истекающей из импульсного модуля. Экспериментально определена зависимость параметров струи огнетушащего порошка от среднего диаметра его частиц. Предложена методика расчета критического диаметра частицы порошка для конкретных условий его применения. Для условий опытов, проводимых в рамках настоящего исследования, был установлен критический диаметр

частицы порошка, равный 12,8 мкм. Расчетные параметры газопорошковой струи были проверены экспериментально. Получена удовлетворительная сходимость теоретических и экспериментальных данных.

3. Для изучения влияния физико-химических свойств порошковых составов на их огнетушащую способность разработаны экспериментальные образцы фосфорно-аммонийных огнетушащих порошков, в которых варьировались следующие свойства: содержание в химическом составе фосфорных солей - от 15 до 45% (в пересчете на Р205); удельная поверхность - от 4400 до 5800 см2/г; удельная поверхность фракции < 25 мкм - от 6800 до 8800 см2/г.

4. Обоснована лабораторная методика определения огнетушащей способности экспериментальных образцов, наиболее приближено моделирующая работу импульсных систем. Создана полигонная установка, позволяющая определять огнетушащую способность импульсных модулей порошкового пожаротушения, заряженных экспериментальными огнетушащими порошками. В методах применен специальный датчик измерения концентрации огнетушащего порошка в защищаемой зоне.

5. В лабораторных условиях определена зависимость огнетушащей способности порошковых составов от их физико-химических свойств и начальной скорости газопорошковой струи, с учетом влияния восходящих конвективных потоков над очагом горения. На основании обработки результатов экспериментов предложены эмпирические формулы, позволяющие рассчитывать минимальную огнетушащую концентрацию порошковых составов в зависимости от их свойств, скорости порошковой струи и скорости восходящих конвективных потоков над очагом горения. Эмпирические формулы получены для трех характерных диапазонов отношений расчетной скорости газопорошковой струи и максимальной скорости восходящих конвективных потоков: 1,131-1,333; 1,333-1,609 и 1,609-1,683. Полученные экспериментальные зависимости подтверждены в полигонных условиях. При проведении лабораторных и полигонных экспериментов измерены реальные концентрации огнетушащего порошка, создаваемые в защищаемой зоне.

6. Предложен метод выбора оптимальных свойств порошковых составов, используемых в импульсном модуле порошкового

пожаротушения, и определения его огнетушащей способности. Предложенный алгоритм основан на определении возможностей импульсных порошковых модулей по тушению реальных очагов пожара.

7. Обоснованы технические требования к огнетушащему порошку, оптимальному для использования в импульсных модулях порошкового пожаротушения, разработан проект ТУ на такой огнетушащий порошок. Выпущена опытная партия модулей порошкового пожаротушения «Буран-0,3», заряженных оптимальным по свойствам огнетушащим порошком, проведены их огневые испытания.

Результаты работы отражены в следующих публикациях:

1. Сабинин О.Ю. Обоснование зависимости огнетушащей способности порошковых составов от их характеристик и параметров подачи импульсными модулями // Вестник Академии Государственной противопожарной службы. - 2006. - №6. с. 126-132.

2. Грачев В.А., Сабинин О.Ю., Гуреев М.В. К вопросу измерения концентрации дисперсных частиц в нестационарном двухфазном потоке огнетушащего вещества // Вестник Академии Государственной противопожарной службы. - 2007. - №7. с.91-95.

3. Сабинин О.Ю., Агаларова С.М. Огнетушащие порошки. Проблемы. Состояние вопроса // Пожаровзрывобезопасность. - 2007. - №6. с.63-68.

4. Долговидов A.B., Сабинин О.Ю. Автоматические средства подачи огнетушащих порошков // Пожаровзрывобезопасность. - 2008.-№1. с.62-67.

5. Сабинин О.Ю. Экспериментальное изучение влияния технологических свойств порошковых составов на их огнетушащую способность при импульсном способе пожаротушения // Пожаровзрывобезопасность. - 2008. - №6.

6. Сабинин О.Ю., Долговидов A.B. Изучение зависимости огнетушащей способности порошков от их физико-химических свойств применительно к импульсному способу подачи // Актуальные проблемы пожарной безопасности: Материалы Международной научно-практической конференции.-4.2-М.: ВНИИПО, 2008.-с.156-159.

Заказ № 186/11/08 Подписано в печать 19.11.2008 Тираж 50 экз. Усл. п.л. 1,5

000 "Цифровичок", тел. (495) 797-75-76; (495) 778-22-20 . '^' Л.' www.cfr.ru; е-таИ:info@cfr.ru

Введение.

Глава 1. Анализ работ в области порошкового пожаротушения.

1.1. Огнетушащие порошки.

1.2. Лабораторные и полигонные методы испытаний.

1.3. Средства подачи огнетушащих порошков.

1.4. Постановка задач исследования.

Глава 2. Экспериментально-расчетное определение критического диаметра частицы порошка.

2.1. Расчет параметров газопорошковой струи. —

2.2. Определение критического диаметра частицы порошка.

Глава 3. Методики экспериментальных исследований.

3.1. Задача экспериментальных исследований.

3.2. Методики определения технологических свойств экспериментальных образцов ОПС.

3.3. Методика определения огнетушащей способности порошковых составов в лабораторных условиях.

3.4. Методики полигонных экспериментальных исследований.

3.5. Аппаратура и методика измерений.

Глава 4. Экспериментальное изучение влияния свойств порошковых составов на их огнетушащую способность.

4.1. Планирование эксперимента.

4.2. Результаты лабораторных экспериментов и их обработка.

Глава 5. Полигонные испытания модулей порошкового пожаротушения.

5.1. Планирование и методика экспериментов.

5.2. Результаты полигонных экспериментов и их обработка.

5.3. Методика выбора оптимальных свойств фосфорно-аммонийных порошковых составов, используемых в импульсном модуле порошкового пожаротушения и определения его огнетушащей способности.

Выводы.

Научно-технический прогресс сопровождается ростом пожарной опасности на промышленных предприятиях, появлением в технологических процессах новых веществ и материалов, тушение возможных пожаров которых не может быть обеспечено с помощью таких традиционных веществ, как вода и пена. Особенно остро эта проблема стоит для химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, а также для транспортных средств.

Поиски более эффективных веществ для тушения пожаров привели к созданию и внедрению в практику пожаротушения огнетушащих порошков. Порошковые составы вследствие высокой огнетушащей способности и универсальности все шире применяются для тушения пожаров. Однако эффективность огнетушащих порошков в значительной мере зависит от способа их подачи на тушение пожара.

В последнее время наиболее интенсивно развивается порошковое пожаротушение. Так, в середине 90-х годов прошлого века некоторые фирмы подошли к наиболее полному раскрытию возможностей огнетушащих порошков, использовав технологии импульсного пожаротушения применительно к объектам народного хозяйства. Предприятиями был разработан и в настоящее время серийно выпускается целый ряд модулей импульсного действия с объемом от 0,3 до 8 литров. Модули порошкового пожаротушения имеют более высокую огнетушащую способность, чем остальные порошковые средства. Данному факту есть научное объяснение. Как полагают авторы [1], при импульсной подаче огнетушащего состава в очаг горения, помимо обычного тушащего воздействия, масса огнетушащего состава оказывает дополнительное воздействие за счет своих кинетических параметров. Только посредством увеличения скорости порошковой струи можно в 2-3 раза повысить эффективность применения огнетушащего порошкового состава для тушения пожаров, что и наблюдается в механизме действия импульсных модулей.

Технологические и эксплуатационные свойства огнетушащих порошков постоянно совершенствуются. Отметим, что для надежного функционирования модуля технические характеристики существующих на данный момент марок огнетушащих порошков не удовлетворяют в полной мере требованиям применительно к автоматическому порошковому пожаротушению. Установлено, что для обеспечения эффективного функционирования систем порошкового пожаротушения дисперсный состав применяемых порошков должен быть специально подобран в зависимости от техники, в которой он будет применяться, так как условия подачи импульсными модулями и модулями с трубопроводной системой подачи значительно отличаются. В этом, возможно, имеется значительный резерв в повышении эффективности порошкового пожаротушения. Научно-обоснованных требований к дисперсности порошка применительно к автоматическим системам также не существует.

Таким образом, потребители огнетушащих порошков, не имея в настоящее время инструмента оценки оптимального применения той или марки огнетушащего порошка, зачастую находятся в затруднительном положении и вынуждены самостоятельно проводить исследования для создания новых композиций применительно к своим изделиям или руководствоваться только ценой огнетушащего порошка, что не всегда отвечает требованиям надежности тушения.

Анализ результатов испытаний и теоретические исследования, проводимые во ВНИИПО 1993-1996 годах, позволили установить некоторые новые аспекты, связанные с газодинамикой тушения, в особенности важные для автоматического тушения локальных очагов, когда распылители установлены стационарно и, как правило, сверху. Так в процессе исследований выяснилось, что тушение горящего очага следует рассматривать через призму взаимодействия двух струй. Одна струя формируется восходящими над очагом потоками и скорости в ней зависят от энергетики очага (его размера, вида горючего), другая, на нее воздействующая - газопорошковая. Было установлено, что при одних и тех же параметрах подачи порошка на очаг, например, сверху, при увеличении размера очага (росте скоростей восходящих потоков) тушение затруднялось и даже не достигалось из-за уноса (выдувания) частиц порошка.

Принимая во внимание обозначенные выше проблемы развития порошкового пожаротушения, целью настоящей работы будет являться разработка и научное обоснование композиций огнетушащих порошков для использования их в импульсных модулях порошкового пожаротушения; а также обоснование оптимальных параметров подачи огнетушащих порошков такими устройствами для наиболее эффективного их применения.

Для достижения поставленной цели ставятся и решаются следующие задачи:

- обосновать необходимость оптимизации химического и дисперсного состава огнетушащих порошков для применения их в импульсных модулях порошкового пожаротушения;

- разработать и исследовать новые композиции огнетушащих порошков для применения их в импульсных порошковых модулях;

- разработать лабораторную и полигонную методики проверки огнетушащей эффективности порошковых составов, применительно к импульсным модулям порошкового пожаротушения;

- установить зависимость огнетушащей способности порошковых составов от их физико-химических свойств и параметров подачи импульсными модулями.

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы и приложений.

По материалам диссертации опубликовано пять статей, подано заявление о выдаче патента на изобретение.

Основные результаты работы доложены на международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы пожарной безопасности» (Москва, ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2008 г.), а также опубликованы в следующих изданиях:

1. Сабинин О.Ю. Обоснование зависимости огнетушащей способности порошковых составов от их характеристик и параметров подачи импульсными модулями // Вестник Академии Государственной противопожарной службы. — 2006. — №6. с. 126-132.

2. Грачев В.А., Сабинин О.Ю., Гуреев М.В. К вопросу измерения концентрации дисперсных частиц в нестационарном двухфазном потоке огнетушащего вещества // Вестник Академии Государственной противопожарной службы. - 2007. — №7. с.91-95.

3. Сабинин О.Ю., Агаларова С.М. Огнетушащие порошки. Проблемы. Состояние вопроса // Пожаровзрывобезопасность. - 2007. - №6. с.63-68.

4. Долговидов A.B., Сабинин О.Ю. Автоматические средства подачи огнетушащих порошков // Пожаровзрывобезопасность. — 2008. - №1. с.62-67.

5. Сабинин О.Ю. Экспериментальное изучение влияния технологических свойств порошковых составов на их огнетушащую способность при импульсном способе пожаротушения // Пожаровзрывобезопасность. - 2008. — №6.

6. Сабинин О.Ю., Долговидов A.B. Изучение зависимости огнетушащей способности порошков от их физико-химических свойств применительно к импульсному способу подачи // Актуальные проблемы пожарной безопасности: Материалы Международной научно-практической конференции. - 4.2 - М.: ВНИИПО, 2008. - с.156-159.

5. выводы

Модуль порошкового пожаротушения МПП-0,3 серии «Буран» с но$ым огнеггуша-щим порошком показал улучшенные данные по огнетушащей способности и может быть рекомендован для использования при серийном производстве модулей серии «Буран».

167

940

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,

ПАТЕНТАМ И. ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ

РОСПАТЕНТ) Приложение8

3 ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННОЙ СОБСТВЕННОСТИ

Бережковская наб., 30, корп. 1, Москва, Г-59, ГСП-5, 123995 Телефон 240-60-15 Телекс 114818 ПДЧ Факс 243 33 37

УВЕДОМЛЕНИЕ О ПОСТУПЛЕНИИ И РЕГИСТРАЦИИ ЗАЯВКИ

24.03.2008 011723 2008110848 Дата поступления Входящий № Регистрационный № дата поступления оригиналов да>,да,Ьза1и>1а'

24 МАРШ «вас отд.«и ро РЕГИСТРАЦИОННЫЙ .м

85) ДАТА ПЕРЕВОДА ыетдукгроднов шви не национальную фазу (86) ад рес для переписки « . — --1 127566, Москва, а\я 34 (87)

Р.Ё?,--

--заявление о выдаче патента Российской Федерации на изобретение

Телефон: 402-01-57 Телек:

АДРЕС Д ЛЯ СЕКРЕТНОЙ ПЕРЕПИСКИ О-"Г" в федершькыйш«^ промышленной со^енносга

Бережхом». наб. 30. корп.1. Мосиа. Г-59. ГСП-5,123995

54) название изобретения

Способ зарядки средств порошкового пожаротушения»

71) ЗАЯВИТЕЛЬ □ физическое —

Общество с ограниченной ответственностью «ГК «ЭПОТОС» Роетя.ШадТмет.'ул.Алтуфьевскоеш.,д.102 «Б»

О^^«« □ „сопиик-.(подрядчиком)работ по Г0С?ДйрСТИСШ10Му ар«- ачта-етРФ-"ШПИтИот ИМ сии которой (ого) выступает---—

КОД организации ОКПО

80700772

КОД страны по стандарту воиеэтл яи

Представителем мявктела назначен: патентный поверенный №»> • (71)

Телефон: 1елск; ОБЩИЙ ПРЕДСТАВИТЕЛЬ (яатов имя едкою из мдлшилУ

X мояямахяждегие)

Телефон:

Телекс иной ПРЕДСТАВИТЕЛЬ Г™»<* » тпкаахЫ»*)

Бшк ]«|жни

Юйгра-.М»»^»' 17 112003 рсг. » »И 'тст1

Количество листов - 41 Фамилия лица! пр шявшего документы количество документов об уплате пошлины 2 Киселева Е.А \ 1

Количество фотографий/изображений |

168

Формула изобретения

1. Способ зарядки средств порошкового пожаротушения, включающий операции по послойной засыпке огнетушащего порошка, уплотнению -каждого слоя и последующей герметизации сосуда, отличающийся тем, что послойную засыпку огнетушащего порошка производят порошками разной насыпной плотности, чередуя слой порошка меньшей плотности со слоем порошка большей насыпной плотности, причем начинают засыпку с порошка большей насыпной плотности.

2. Способ зарядки средств порошкового пожаротушения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве порошка большей насыпной плотности используют порошок с насыпной плотностью более 1000 кг\мЗ.

3. Способ зарядки средств порошкового пожаротушения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве порошка с меньшей насыпной плотностью используют порошок с насыпной плотностью менее 1000 кг\мЗ.

4. Способ зарядки средств порошкового пожаротушения по п. 1, отличающийся тем, что разница показателей плотностей между четными и нечетными слоями порошков составляет не менее 200 кг/мЗ.

5. Способ зарядки средств порошкового пожаротушения по п. 1, отличающийся тем, что количество огнетушащего порошка с большей насыпной плотностью составляет не более 40 % от общей массы засыпаемого порошка.

6. Способ зарядки средств порошкового пожаротушения по п. 1, отличающийся тем, что массы порошка с большей насыпной плотностью в отдельных слоях равны.

1. Экспериментальное исследование закономерностей тушения горючих веществ и материалов огнетушащими порошками / Подгайный В.П., Зозуля И.И., Копыльный Н.И., Артемов В.Н.- В сб.: Пожаротушение.- М.: ВНИИПО, 1986, с. 170-180.

2. Rosser W., Jnami S., Wise H. Comb. a. Flame, 1963, v. 7, p. 103.

3. Burke R., Yan-Tuggelen A. Bull.Soc. chim. Beige., 1965, v.74, p.26.

4. Баратов A.H. и др. Горючесть веществ и химические средства пожаротушения, вып.2, ВНИИПО, 1974, с.4.

5. Hofman W. Chem. Ind. Techn., 1971, Bd. 43, S. 556.

6. Birchall y. Comb. a. Flame, 1970, v. 14, p. 85.

7. Краснянский M.E. Порошковая пожаровзрывозащита. Донецк, 1994. - 152 с.

8. Баратов А.Н., Вогман Л.П. Огнетушащие порошковые составы. М.: Стройиздат, 1982.- 72 с.

9. Апанович В.Н., Антонов A.B., Жартовский В.М. Подавление углеводородных пламен бинарными порошковыми смесями. Средства порошкового пожаротушения: Сб. научн. трудов М.: ВНИИПО, 1989, - с. 13-19.

10. Соболев В.А. Структурный фактор ингибирования реакций горения неорганическими веществами // Горение гетерогенных и газовых систем. (Материалы IX Всесоюзного симпозиума) М. 1989. С.90.

11. Свидетельства в пользу теплового механизма тушения пламени / Ewing G.T., Facth F.R. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1990 - Вып.З. - с.81-84.

12. Научно-технический прогресс в пожарной охране / Под ред. Д.И. Юрченко. М.:Стройиздат. - 1987.- с. 147-159.

13. Может ли быть механизм тушения огня с помощью порошков и талонов основан на охлаждении / Kokkala M. // Palontorinntteknikka. 1987. -v. 17-3 - P.88-89.

14. Лабораторная установка для исследования огнетушащей эффективности порошковых составов / Волкова В.К., Вогман Л.П., Михайлов В.Г., Голев Л.Б. в сб.: Пожарная техника и тушение пожаров. -М.:ВНИИПО, 1974. вып. 12, с.774-77.

15. Губин Е.И., Дик И.Г., Крайнов А.Ю. Ингибирование газовых пламен порошковыми составами // Физика горения и взрыва 1989-2 - с. 57-62.

16. Подгайный В.П., Копыльный Н.И., Десятникова Е.Ф., Велик Ф.А. Тушение горючих жидкостей порошковыми составами//Огнетушащие порошковые средства: Сб. научн. трудов М.: ВНИИПО, 1985. - с. 55-60.

17. Краснянский М.Е. Огнетушащие и взрывоподавляющие порошки. — Донецк: Донбас, 1990. 110 с.

18. Гидрофобизация / А.А.Пащенко, М.Г.Воронков, Л.А.Михайленко и др. Киев: Наукова думка, 1973 — 246 с.

19. Гидрофобизация огнетушагцих порошков. Обзорн. информация / ВНИИПО М., 1983 - Вып. 6/82 - 16 с.

20. ГОСТ 26952-86. Порошки огнетушащие. Общие технические требования и методы испытаний.

21. НПБ 170-98 Порошки огнетушащие общего назначения. Общие технические требования. Методы испытаний.

22. НПБ 174-98* Порошки огнетушащие специального назначения. Общие технические требования. Методы испытаний. Классификация.

23. Шрайбер Г., Порет П. Огнетушащие средства. Химико-физические процессы при горении и тушении. М.: Стройиздат, 1975 - 240с.

24. О механизме тушения порошковыми составами и методах оценки их эффективности / Баратов А.Н.,Вогман Л.П., Овсейчик Т.Г.,Волкова В.К. в кн:3арубежная пожарная техника: Информационный сборник. - М.: Стройиздат. 1971, 11, с.26-36.

25. Добриков В.В. Ингибирование пламени и оптимизация условий пожаротушения порошковыми составами: Дисс. канд. техн. наук -М.,ВНИИПО, 1993 203с.

26. НПБ 67-98 Установки порошкового пожаротушения автоматические. Модули. Общие технические требования. Методы испытаний.

27. Исавнин H.B. Средства порошкового тушения. М.: Стройиздат, 1983. -156 с.

28. Кущук В.А., Бухтояров Д.В. Огнетушащие порошки как локально-объемные средства пожаротушения. в кн.: Юбилейный сборник трудов ФГУ ВНИИПО МЧС России / Под общ. ред. Н.П. Копылова. - М.: ВНИИПО, 2007. - с. 229-240

29. Теребнев В.В. Справочник руководителя тушения пожара. Тактические возможности пожарных подразделений. М.: Пож. Книга, 2004. -248с.

30. ГОСТ Р 51091-97 Установки порошкового пожаротушения автоматические. Типы и основные параметры.

31. Установки импульсного пожаротушения / Бухтояров Д.В., Копылов С.Н., Кущук В.А. и др. — Журнал Пожарная безопасность 2005 - №3 - с. 5360.

32. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй М.: Физматгиз, 1960. -715с.

33. Леончик Б.И., Малкин В.П. Измерения в дисперсных потоках. М., 1971.-211 с.

34. Установка для определения концентрации огнетушащего аэрозоля / В.В. Масенников, Л.Г. Неводниченко, Б.П. Друженец и др. // Пожаровзрывобезопасность М.: ВНИИПО МВД РФ, 1995 - № 2 - с. 42-45.

35. Ксандопуло Г.И., Дубинин В.В. Химия газофазного горения. М.: Химия, 1987.-240 с.

36. Ульянов Н.И. Обоснование параметров струеобразующих устройств для подачи огнетушащих порошковых составов: Дис. канд. тех. наук / АГПС МВД России М.: 2000. - 219 с.

37. ГОСТ 20851.2-75 Удобрения минеральные. Методы определения фосфатов.

38. Сох G. and Chitty R. Combustion and Flame, 39: 191-209,1980.

39. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ, изд.: в 2-х книгах: кн. 2/А.Н. Баратов, А .Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. М.: Химия, 1990. - 384 с.

40. Мельниченко И.М., Шкоруп А.И. Обоснование типа и тактико-технических характеристик порошкового огнетушителя для подразделений пожарной охраны. Средства порошкового пожаротушения: Сб. науч. тр. М.: ВНИИПО МВД РФ, 1989, - 149 с.

41. Атаманенко М.Э., Тайсумов Х.А., Тихиенко В.В. Лабораторная установка для определения огнетушащей эффективности порошков. В сб.: Средства и способы пожаротушения. - М: ВНИИПО, 1981, с. 15-20.

42. Атаманенко М.Э., Вайсман М.Н., Покидаев А.Н. Оценка эффективности огнетушащих порошков. В сб: Огнетушащие порошковые средства, - М.:ВНИИПО. 1985, с. 51-55.

43. Инструкция по применению, транспортированию, хранению и проверке качества огнетушащих порошковых составов. В 2-х частях. М.: ВНИИПО, 1977-78. - 72 с.

44. Баратов А.Н., Добриков В.В., Куликов В.Н. Лабораторный метод испытания огнетушащей эффективности порошков,- В сб.: Горючесть веществ и химические средства пожаротушения.- М.: ВНИИПО, 1978, вып. 5, с. 83-89.

45. Инструкция по определению огнетушащей способности порошковых составов при тушении горючих жидкостей.- М.: ВНИИПО, 1982. 16 с.

46. Методические указания по определению нормативных параметров подачи порошковых составов на тушение пожаров классов А, В, С.- М.: ВНИИПО, 1987.- 37 с.

47. Шкоруп А.И., Подгайный В.П. Параметры подачи огнетушащих порошков на тушение некоторых легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. В сб.: Средства порошкового пожаротушения.- М.: ВНИИПО, 1989, с. 47-51.

48. Пожарная техника и тушение пожар9в.- М.: Стройиздат, 1974, вып. 12, с. 6067.

49. Исаев М.Н., Зиновьев Е.Г. Определение нормы расхода порошка ПСБ для объемного тушения. В сб.: Пожарная техника и тушение пожаров. - М.: Стройиздат, 1974, вып. 12, с. 68-74.

50. Федотов Г.Н., Сабельников Е.Ф., Бородин Н.М. Способ оценки эффективности тушения горючих жидкостей порошковыми составами. В сб.: Проблемы повышения эффективности пожарной техники.- М.: ВНИИПО, 1988, с. 136-140.

51. Захматов В.Д. Разработка способов взрывной подачи огнетушащих порошков в очаг пожара. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 1982. 196 с.

52. Макаренко В.К. Что мы знаем о пожарах? Стройиздат,М.,1988,с.138.

53. Куцын П.В., Абдурагимов И.М., Андросов A.C., Говоров В.Ю., Грашичев Н.К., Ленкевич Ю.Е., Победимский E.H., Чантурия В.М. Устройство для тушения пожара фонтанирующей скважины. A.c. СССР N 1344377. Бюл. изобр. N 38, 1987.

54. Захматов В.Д., Козлов Р.П., Нигматуллин Р.И., Надубов В.А., Дьяков В.В., Романенко Н.Т. Порошковый огнетушитель. A.c. СССР N 1151245. Бюл. изобр. N 15, 1985.

55. Захматов В.Д., Дьяков В.В., Азовсков М.Е. Порошковый огнетушитель. A.c. СССР N 1324672. Бюл. изобр. N 27, 1987.

56. Водяник В.И., Кожушков Н.П., Ковальчук P.M., Михайленко В.Г. Устройство для подавления взрыва и загораний. A.c. N 1258437. Бюл. изобр. N35, 1986.

57. Порядок применения порошковых составов в технических средствах пожаротушения. Рекомендации. М.: ВНИИПО МВД РФ, 1994. - 57 с.

58. Романенко Н.Т., Антонов A.B. О расходе огнетушащих порошковых составов на тушение очагов горения с различной площадью // Огнетушащие порошковые средства: Сб. научн. трудов М.: ВНИИПО, 1982, с. 39-45.

59. Баратов А.Н., Куцын П. Оперировать реальными цифрами // Пожарное дело. 1990. — 7 - с. 37-38.

60. Пожароопасность веществ и материалов. Средства их тушения. Справочник. Кн.1. / Под ред. А.Н.Баратова и А.Я.Корольченко. М.: Химия. -1990. - 395 с.

61. Харченко И.А. Теплофизические аспекты порошкового пожаротушения / Сб.научных трудов ВНИИПО 4. 1992. - с. 102-106.

62. Выбор огнетушащих веществ от класса пожара / Тубашов А.К., Евдаков А.П., Воробьев И.С., Аксенов В.П. // Пожарная техника и тушение пожаров. М.:ВНИИПО - 1990. - с. 167-170.

63. Дунюшкин В.А., Костюк П.Ф., Крылов В.П., Ткаченко В.В. Экспериментальное определение концентрации огнетушащего порошка в защищаемой зоне. // Средства порошкового пожаротушения. Сборник научных трудов М.: ВНИИПО, 1986.-С.156-163.

64. Система показателей качества продукции. Порошки огнетушащие. Номенклатура показателей. ГОСТ 4.107 103, М., 1984, 11с.

65. Масленников В.В. Влияние теплофизических параметров двухфазного потока с твердыми дисперсными частицами на ликвидацию тепловыделения при диффузионном горении. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н., Москва, ГНИЭИ им. Кржижановского, 1984,149 с.

66. Баратов А.Н., Вогман Л.П. Обзор сведений по примененшо порошков для подавления горения и механизму их огнегасительного действия. — В кн. Материалы совещания по механизму ингибирования цепных газовых реакций. Алма-Ата, 1971, с. 182-204.

67. Баратов А.Н., Добриков В.В., Надубов В.А., Подгайный В.П. и др. Инструкция по определению огнетушащей способности порошковых составов при тушении горючих жидкостей. Москва, ВНИИПО МВД РФ, 1982, 15с.

68. Вулис JI.A., Ершин Ш.А., Ярин Л.П. Основы теории газового факела. -Л.: Энергия, 1968.-204 с.

69. Гиневский А.С. Теория турбулентных струй и следов. М.: Машиностроение, 1969. - 300с.

70. Канторович Б.В. (Редактор) Гидродинамика и теория горения потока топлива. М.: Металлургия, 1971. - 486с.

71. Ахмедов Р.Б. (Редактор) Аэродинамика закрученной струи. М.: Энергия, 1977. - 240с.

72. Вулис Л.А., Кашкаров В.Л. Теория струй вязкой жидкости. М.: Наука, 1965, -431с.

73. Померанцев В.В. Основы практической теории горения. Под ред. В.В.Померанцева Л.: Энергия, 1973, 264с.

74. Гостинцев Ю.А., Копылов Н.П., Суханов Л.А., Солодовник Л.А. и др. Горение нефти на водной поверхности (крупномасштабный эксперимент). ФГВ, 1983, 19, 14, с. 36-39.

75. Гостинцев Ю.А., Рыжов А.Н. Моделирование динамики подъема огненных шаров и развития огненных штормов при пожарах в атмосфере. Пожарная безопасность 85. Материалы ХХШ Всероссийской научно-практической конференции. - М.: ВНИИПО МВД РФ, 1995, с. 175-177.

76. Монахов В.Т. Методы исследования пожарной опасности веществ. -2-е изд., Перераб. -М.: Химия, 1979. -424 с.

77. Отчет о НИР / Разработка новых высокоэффективных ОП. М.: ВНИИПО МВД РФ, 1979, т. 2, инв. N 434 .- 166 с.

78. Разработка эффективных порошковых составов и средств их подачи / Вогман Л.П., Баратов А.Н., Вайсман М.Н., Умнягин A.M. В кн. : Пожарная наука и техника. - М.: ВНИИПО МВД РФ, 1971, с. 75-94.

79. Вогман Л.П., Волкова В.К., Баратов А.Н. Порошковые огнетушащие составы. Экспресс-информация. Сер.2. Пожарная техника и тушение пожаров. - М.: ВНИИПО МВД РФ, 1975, Вып. 48. -45с.

80. Баратов А.Н. Новые средства пожаротушения // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. 1976. - №4. - с. 369-379.

81. ГОСТ 12.1.033-81 Пожарная безопасность. Термины и определения.

82. ИНЬ 155-2002 Техника пожарная. Огнетушители. Порядок постановки огнетушителей на производство и проведения сертификационных испытаний.

83. Баратов А.Н. Горение — Пожар — Взрыв — Безопасность. — М: ВНИИПО, 2003. 364 с.

84. Кущук В.А., Долговидов A.B. Установки порошкового пожаротушения. Проблемы горения и тушения пожаров на рубеже веков: Материалы Всероссийской науч.-практ.конф.- 4.1.-М.: ВНИИПО,1999.-420с.

85. Кущук В.А., Долговидов A.B. Установки порошкового пожаротушения модульного типа. Проблемы горения и тушения пожаров на рубеже веков: Материалы Всероссийской науч.-практ.конф.- 4.1.-М.: ВНИИПО,1999.-420с.

86. Адлер Ю.И. Введение в планирование эксперимента. М.: Изд-во «Металлургия», 1968 г., 155 с.

87. Кухлинг X. Справочник по физике: Пер. с нем. 2-е изд. М.: Мир, 1985.-520 с.

88. Севриков В.В. Автономная автоматическая противопожарная защита промышленных сооружений. Киев-Донецк: Вшца школа. Головное изд-во, 1979. - 188с.