Скорость продвижения воздушно-механической пены по поверхности нефтепродукта

ТУШЕНИЕ ПОЖАРОВ

Канд. техн. наук, доцент, профессор Канд. техн. наук, доцент, начальник Адъюнкт кафедры

кафедры "Пожарной тактики и службы" кафедры "Пожарной тактики и службы" "Пожарной тактики и службы"

Академии ГПС МЧС РФ Академии ГПС МЧС РФ Академии ГПС МЧС РФ

Н. С. Артемьев А. В. Подгрушный Д. Е. Опарин

УДК 614.841.412

СКОРОСТЬ ПРОДВИЖЕНИЯ ВОЗДУШНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕНЫ ПО ПОВЕРХНОСТИ НЕФТЕПРОДУКТА

На основании обработки данных экспериментов приведены зависимости скорости растекания огнетушащей пены и дальности ее продвижения по поверхности горючей жидкости от различных параметров: температуры жидкости, высоты расположения прибора подачи пены над ее поверхностью, времени подачи пены. Данные зависимости могут представлять интерес для практических работников при расчетных обоснованиях принимаемых решений по тушению пожаров и противопожарной защите.

Исследования проводились на резервуаре РВС-5000 диаметром 22,8 м и высотой 11,9 м. Резервуар был оборудован приборами для измерения давления взрыва паров, температуры, площади растекания пены. В качестве горючей жидкости использовался бензин А-80 с температурой вспышки 25°С, опыты проводились на верхнем и среднем уровнях взлива (10 и 5,5 м соответственно).

Высота слоя пены в резервуаре определялась с помощью специальной измерительной линейки, а площадь растекания пены — масштабной линейки. Толщина слоя бензина на водяной подушке в резервуаре составляла 0,15 м. Подача пены на тушение горящей в резервуаре жидкости производилась с помощью пеногенераторов (ГПС). Измерялись расход раствора пенообразователя и изменение площади растекания пены во времени.

На первом этапе опыты проводились по определению параметров растекания пены по холодной поверхности нефтепродукта. Пена подавалось из двух ГПС-2000, ее кратность составляла ~50, интенсивность подачи раствора пенообразователя — 0,08 л/(м2-с). Результаты опытов приведены в табл. 1.

Полученные результаты опытов свидетельствуют о том, что примерно через 3,3 мин скорость растекания пены уменьшается до ее средней величины, равной 0,5 м/мин. Пена, подаваемая из двух пеногенераторов в один общий пенный поток, по-

крывает всю площадь зеркала нефтепродукта в резервуаре.

По данным табл. 1 можно определить другие параметры пенного потока.

Объем полученной пены средней кратности можно рассчитать с помощью известной формулы:

№п = n гпс 9 гпс ^рабкп э

где ^ПС — количество работающих пеногенераторов данного типа;

9ГПС — расход пеногенератора по пене, м3/с; траб — время работы пеногенератора по подаче пены, с;

кп — коэффициент, учитывающий фактическую кратность полученной пены.

Таблица 1. Параметры движения пены по холодной поверхности нефтепродукта в резервуаре

Время подачи пены, с Высота слоя пены, м Расход раствора пенообразователя, л/с Кратность пены Площадь растекания пены, м2 Скорость растекания пены, м/с

15 0,70 40 50 14 1,25

35 0,65 40 50 45 0,31

200 0,50 40 50 200 0,07

450 0,45 40 50 390 0,05

76

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2007 ТОМ 16

ТУШЕНИЕ ПОЖАРОВ

Таблица 2. Параметры пенного слоя

Время подачи пены, с Высота слоя пены, м Площадь растекания пены, м2 Объем полученной пены, м3 Скорость растекания пены, м/с

20 0,46 14 14 0,073

110 0,50 75 75 0,042

350 0,52 300 400 0,021

400 0,53 390 800 0,02

Таблица 3. Скорость растекания пены

Время подачи пены, с Площадь растекания пены, м2 Длина растекания пены, м Скорость растекания пены, м/с

30 30 3,1 0,10

100 100 5,6 0,06

180 170 7,4 0,04

300 270 9,3 0,03

430 408 11,4 0,03

Объем полученной пены средней кратности и высота ее слоя при движении по поверхности горящей в резервуаре жидкости приведены в табл. 2.

Высота слоя воздушно-механической пены средней кратности на поверхности горящей жидкости составляет около 0,5 м (на верхнем уровне взлива).

Исследования процессов растекания пены по поверхности горящего нефтепродукта на среднем уровне взлива (5,5 м) показали следующее. Пенная струя падает с высоты 6-7 м на поверхность горящей жидкости (рисунок), поэтому увеличивается количество разрушенной пены и ее сминаемость, следовательно уменьшается площадь растекания пены. Сложение динамического и статического напоров пенной струи, падающей с высоты на горящую жидкость, приводит к небольшому увеличению скорости движения пенного потока (табл. 3).

Скорость движения пенного потока по холодной поверхности нефтепродукта в 2,8 раза больше, чем по поверхности горящей жидкости.

На рисунке видно, что в начале подачи пены скорость ее растекания имеет максимальное значение. Потом она резко снижается и после трех минут движения имеет почти постоянное значение — 0,03 м/с. Скорость движения пены на среднем уровне взлива в 1,5 раза больше, чем на верхнем. При проведении расчетов можно использовать среднее значение скорости продвижение пены (кезл = 5,5 м), равное 0,05 м/с в течение первых трех минут, а затем 0,03 м/с.

Согласно требованиям [1, 2] расчетное время подачи пены должно составлять 15 мин. Средняя

Урп ,м/с 0,18

0,12

0,06

0

100

200

300

400

500 г, с

Скорость растекания пены в резервуаре: 1 — кзл = 10 м, холодная жидкость; 2 — Нвзл = 5,5 м, горящая жидкость; 3 — Нвзл = 10 м, горящая жидкость

длина продвижения пены по поверхности горящей в резервуаре жидкости будет

^рп Урп 1 + Урп 2

= 0,05 • 60 • 3 + 0,03 • 60 • 12 = 30,8 м.

Указанная величина дальности продвижения пены не гарантирует ликвидацию горения на всей площади. Дальнейшее увеличение времени подачи пены на тушение не приведет к резкому качественному улучшению этого процесса, так как средняя величина стойкости пены составляет 15 мин. Следовательно, увеличение времени подачи пены в резервуар приведет к быстрому ее разрушению и не ускорит процесс ликвидации горения. В этом случае следует повысить количество ГПС, подающих воздушно-механическую пену на тушение внутрь резервуара.

ЛИТЕРАТУРА

1. Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. — М.: ГУГПС, ВНИИПО, МИПБ МВД РФ, 2000. — 79 с.

2. Повзик Я. С., Холошня Н. С., Артемьев Н. С. Тактические задачи по тушению пожаров. — М.: ВИПТШ МВД СССР, 1987. — 148 с.

Поступила в редакцию 20.11.06.

0

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2007 ТОМ 16

77