Обоснование использования технологии температурно- активированной воды (ТАВ) при тушении пожаров

СЕКЦИЯ №4

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,

к.х.н., доцент

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.