Стенд для оценки эффективности пенообразователей для тушения пожаров в резервуарах с высокооктановыми бензинами подслойным способом

Полезная модель относится к области исследовательского оборудования, предназначенного для моделирования очагов пожара, а именно к стендам для оценки эффективности пенообразователей для тушения резервуаров с высокооктановыми бензинами подслойным способом.
В случае тушения спиртосодержащих топлив, к которым относятся бензины, определяющим показателем является минимальная интенсивность подачи пены, при которой тушение модельного очага достигается за время, принимаемое предельно допустимым.
Исходя из условий проведения испытаний, экспериментальные методы включают крупномасштабные полигонные испытания по тушению пожара в натурном резервуаре с применением штатной пожарной техники, тушение пожара в уменьшенных модельных резервуарах и лабораторные испытания, в которых применяются модели резервуаров различного размера и специально сконструированное оборудование для подачи пены с регулируемым расходом огнетушащего средства.
Крупномасштабные полигонные испытания с целью изучения возможности эффективного применения подслойного способа тушения, как правило, проводятся редко, что связано прежде всего с большими материальными затратами и экологическим ущербом. Поэтому наибольшее распространение получили лабораторные методы определения огнетушащей эффективности пен с последующей проверкой результатов тушением пожаров горючих жидкостей в различных моделях резервуаров.
Из уровня техники известен стенд для исследования процессов горения и тушения пожара, включающий средства создания очага пожара, трубопроводы для подачи горючего газа и регистрирующую аппаратуру, при этом в качестве средства создания очага пожара используют газовую горелку, выполненную с возможностью соединения одним трубопроводом с емкостью газа для розжига, а другим соединительным трубопроводом с емкостью для хранения горючего газа, каждый трубопровод подсоединен к соответствующим емкостям с газом через балансировочный клапан, обратный клапан и шаровой кран, а соединительный трубопровод дополнительно и через редуктор, горелка выполнена с возможностью крепления на ней сменных насадок и снабжена манометром [патент на полезную модель RU 158135 U1, дата публикации 20.12.2015].
Из уровня техники известен стенд для исследования процессов прекращения горения в условиях повышенного давления и содержания кислорода газовой среды, содержащий прочный герметичный резервуар, реакционный цилиндр, модельный очаг горения, трубопроводы с арматурой для подачи компонентов газовой среды и огнетушащих веществ, а также для забора проб на анализ, аппаратуру для регистрации параметров газовой среды, причем реакционный цилиндр имеет дистанционно управляемые двухстворчатую крышку горловины, лифт опускания и подъема модельного очага горения и устройство поджига очага горения, трубопроводы подачи газов и огнетушащих веществ, взятия проб на анализ компонентов газовой среды и систему видеонаблюдения пламени [патент на изобретение RU 2458719 C1, дата публикации 20.08.2012].
Из уровня техники известен стенд для исследования процессов горения и тушения пожаров, содержащий камеру с крышкой и днищем, средства создания очага пожара и его тушения, при этом он снабжен устройством контроля массы огнегасительного вещества, подаваемого на очаг пожара, средством контроля массы остатков непрореагировавшего вещества и сеткой для размещения очага пожара, причем днище выполнено конусообразным с отверстием в нижней части, сетка размещена над днищем, а средство контроля массы остатков вещества размещено под отверстием днища [патент на а.с. 1319872 А1, дата публикации 30.06.1987].
Общими недостатками известных стендов для исследования процессов горения является то, что они не позволяют проводить испытания по исследованию огнетушащей способности пенообразователей при тушении горючих жидкостей, не предназначены для определения эффективности тушения горючих жидкостей, в том числе высокооктановых бензинов, в резервуарах способом подслойного пожаротушения.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании стенда для определения пригодности пенообразователей для тушения пожаров в резервуарах с высокооктановыми бензинами подслойным способом.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, заключается в расширении арсенала исследовательского оборудования, предназначенного для моделирования очагов пожара, а именно в создании стенда для оценки эффективности пенообразователей для тушения пожаров в резервуарах с высокооктановыми бензинами подслойным способом, обеспечивающего возможность проведения испытаний по определению времени покрытия свободной поверхности горючей жидкости пеной, поданной в слой горючей жидкости подслойным способом, и доли разрушенной пены, а также возможность проведения испытаний по определению времени тушения в зависимости от интенсивности подачи подслойным способом пены низкой кратности в слой горючей жидкости.
Технический результат достигается за счет того, что стенд для оценки эффективности пенообразователей для тушения пожаров в резервуарах с высокооктановыми бензинами подслойным способом включает в себя устройство для формирования модельного очага горения, состоящее из вертикально расположенной трубы, на верхнем конце которой установлен противень, пеногенератор, выполненный с возможностью регулирования интенсивности подачи пены и подключенный к нижнему концу вертикально расположенной трубы устройства для формирования модельного очага горения, емкость с рабочим раствором пенообразователя, насосную установку для подачи рабочего раствора пенообразователя, компрессор для подачи воздуха, соединенные посредством трубопроводов с пеногенератором.
Наличие устройства для формирования модельного очага горения, включающее вертикально расположенную трубу, на верхнем конце которой установлен противень, обеспечивает проверку возможности прохождения пены через слой топлива, имитирующей взлив горючей жидкости в резервуаре.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели устройство для формирования модельного очага горения выполнено из металла.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели устройство для формирования модельного очага горения выполнено из прозрачного материала.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели стенд снабжен манометром, установленным в трубопроводе подачи рабочего раствора пенообразователя на входе пеногенератора.
Реализация полезная модель поясняется чертежом, на котором позиции имеют следующее обозначения:
1 - пеногенератор, 2 - емкость с рабочим раствором, 3 - насосная установка, 4 - компрессор для подачи воздуха, 5 - трубопровод подачи рабочего раствора пенообразователя, 6 - трубопровод подачи воздуха, 7 - вертикально расположенная труба, 8 - противень, 9 - манометры.
Стенд для оценки эффективности пенообразователей для тушения пожаров в резервуарах с высокооктановыми бензинами подслойным способом включает в себя пеногенератор 1, емкость 2 с рабочим раствором пенообразователя, насосную установку 3 для подачи рабочего раствора пенообразователя, компрессор 4 для подачи воздуха, соединенные посредством трубопровода 5 и 6 соответственно с входами пеногенератором 1, устройство для формирования модельного очага горения, включающее вертикально расположенную трубу 7, на верхнем конце которой установлен противень 8, а к нижнему концу которой подключен пеногенератор 1.
Вертикальная труба 7 входит в дно противня 8 и находится выше уровня его основания.
На выходе наносной установки 3 и на входе пеногенератора 1 трубопровода 5 подачи рабочего раствора пенообразователя установлены манометры 9.
В качестве пеногенератора 1 может быть использован лабораторный пеногенератор.
В качестве насосной установки может быть использована насосная установка по ГОСТ Р50588-2012.
В качестве горючей жидкости для проведения экспериментов используют смесь, содержащую 10% изопропилового спирта и 90% прямогонного бензина.
Средство для формирования модельного очага горения может быть выполнено из металла для проведения эксперимента по определению времени с момента подачи пены в слой горючей жидкости до момента полного прекращения ее пламенного горения.
Средство для формирования модельного очага горения может быть выполнено из прозрачного материала, например, оргстекла для проведения эксперимента по определению времени покрытия свободной поверхности горючей жидкости пеной, поданной в слой горючей жидкости и доли разрушенной пены.
Работа стенда для оценки эффективности пенообразователей для тушения пожаров в резервуарах с высокооктановыми бензинами подслойным способом осуществляется следующим образом.
1. Проведение испытаний по определению времени покрытия свободной поверхности горючей жидкости пеной, поданной в слой горючей жидкости и доли разрушенной пены.
Противень 8 средства для формирования модельного очага горения, выполненного из прозрачного материала, заполняют различными видами горючей жидкости, после чего из лабораторного генератора 1 подают пену, полученную из рабочего раствора пенообразователя на питьевой воде. Пена, поднимаясь по вертикальной трубе 7, покрывает поверхность горючего топлива в противне 8, при этом при помощи секундомера фиксируют время покрытия поверхности горючей жидкости. Рабочий раствор пенообразователя подают в лабораторный пеногенератор 1 под давлением 9 атм. Доля разрушенной пены определяется по результатам измерения уровня раздела фаз, который можно визуально определить за счет выполнения вертикально расположенной трубы 7 из прозрачного материала.
Результаты испытаний по определению времени покрытия свободной поверхности пеной, поданной в слой горючей жидкости и доли разрушенной пены, представлены в таблице 1.
Максимальное время покрытия поверхности горючей жидкости пеной зафиксировано при использовании кратности 2,1 единиц, наименьшее - при использовании кратности 5,0 единиц. Таким образом, для проведения огневых тестов по результатам испытаний рационально использовать пену кратностью 4 единицы и 5 единиц для обеспечения возможности всплытия пены.
2. Проведение испытаний на модельных очагах по определению времени тушения от интенсивности подачи пены низкой кратности в слой горючей жидкости.
Противень 8 средства для формирования модельного очага горения, выполненного из металла, заполняют различными видами горючей жидкости и поджигают ее.
После чего из лабораторного генератора 1 подают пену, полученную из рабочего раствора пенообразователя на питьевой воде. Пена, поднимаясь по вертикальной трубе 7, покрывает поверхность горения горючего топлива в противне 8, при этом при помощи секундомера фиксируют время с момента подачи пены в слой горючей жидкости до момента прекращения ее пламенного горения. Рабочий раствор пенообразователя подают в лабораторный пеногенератор 1 под давлением 9 атм.
2
Пена подается лабораторным пеногенератором 1 с расходом раствора пенообразователя не более 0,06 кг/(мс). Интенсивность подачи рабочего раствора пенообразователя можно изменять за счет изменения площади поверхности горючей жидкости в модельном очаге путем изменения диаметра противня 8.
Результаты испытаний по определению времени тушения подачей пены низкой кратности в слой прямогонного бензина на открытом воздухе в полигонных условиях представлены в таблице 2.
2
По результатам исследований для натурных огневых испытаний по тушению РВС-400 и РВС-5000 рекомендуется применять монодисперсную пену кратностью 4-5, полученную из рабочего раствора с температурой от 10°С до 15°С, полученная пена должна всплывать на высоту 13 м топлива, содержащего 10% (об.) изопропилового спирта и закрывать поверхность горючей жидкости, пеногенератор должен образовывать монодисперсную пену кратностью 4-5 ед., пенообразователь должен обеспечивать тушение модельного очага с интенсивностью не более 0,06 кг/(мс).