Методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащих порошков на эффективность тушения пожаров нефтепродуктов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Константинова Алина Станиславовна

• Константинова Алина Станиславовна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Константинова Алина Станиславовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Разработанность темы исследования

1.2 Физико-химические характеристики сертифицированных ОПС и методы их оценки

1.3 Обоснование цели и научной задачи исследования

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФРАКЦИЙ ОГНЕТУШАЩЕГО ПОРОШКА В НЕСТАЦИОНАРНОМ ГАЗОВОМ ПОТОКЕ

2.1 Способ определения распределения фракций огнетушащего вещества в нестационарном газовом потоке

2.2 Закономерности нерегулируемого распределения фракций огнетушащего порошка в поперечных сечениях нестационарного газового потока

2.3 Влияние формы поперечного сечения регулирующего насадка на распределение фракций огнетушащего порошка в моделируемом нестационарном газовом потоке

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ТУШЕНИЯ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ПОРОШКОВЫМИ СОСТАВАМИ

3.1 Оценка влияния массы огнетушащего порошка на эффективность тушения пожара жидких углеводородов

3.2 Способ определения огнетушащего эффекта порошка в поперечном сечении нестационарного газового потока

3.3 Преобладающие механизмы тушения углеводородов порошковыми составами

ГЛАВА 4 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА ОГНЕТУШАЩИХ ПОРОШКОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ

4.1 Влияние нарезного насадка на распределение фракций в газопорошковом потоке

4.2 Оценка эффективности тушения жидких углеводородов при подаче ОПС с применением нарезного насадка

4.3 Комплексный показатель огнетушащей эффективности газопорошковой струи, сформированной насадком с внутренней спиральной нарезкой

4.4 Факультативная методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащих порошков на эффективность тушения пожаров нефтепродуктов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А. Распределение частиц разных фракций в порошках, представленных на рынке (по данным производителя)

Приложение Б. Области распределения концентраций различных фракций соли на поверхности мишеней

Приложение В. Протоколы огневых испытаний огнетушителей ОП-1

Приложение Г. Формирование газопорошковой струи насадками с разными характеристиками

Приложение Д. Акты внедрения результатов диссертации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащих порошков на эффективность тушения пожаров нефтепродуктов»

ВВЕДЕНИЕ

Общепризнано среди специалистов, что эффект тушения очага пожара порошковыми огнетушителями зависит от множества факторов, в том числе от дисперсного состава применяемого огнетушащего порошка.

Актуальность работы состоит в том, что в настоящее время недостаточно изучен вопрос распределения фракций огнетушащего порошка в газопорошковом потоке. При этом управляемое перераспределение фракций в потоке позволит усилить огнетушащий эффект порошковых огнетушителей без существенного увеличения материальных затрат.

Тема работы соответствует «Основам государственной политики Российской Федерации в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций на период до 2030 года», утвержденных указом Президента РФ от 11 января 2018 г. №2 12:

«... 13. Задачами государственной политики в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций и ее приоритетными направлениями при их решении являются:

а) совершенствование деятельности органов управления и сил единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, предусматривающее, в том числе, повышение уровня защищенности критически важных и потенциально опасных объектов в чрезвычайных ситуациях ...»

Согласно Федеральному закону от 22.07.2008 г. № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» защиту людей от воздействия опасных факторов пожара обеспечивают, в том числе, применением первичных средств пожаротушения, к которым относят порошковые огнетушители. В настоящее время отсутствует методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащего порошка на эффективность тушения горящих нефтепродуктов. Применение такой методики при огневых испытаниях порошковых средств пожаротушения повысит эффективность тушения очага пожара.

Степень разработанности темы исследования

Изучению огнетушащих свойств порошковых составов посвящены работы российских ученых А.Н. Баратова, Л.П. Вогмана, Д.В. Бухтоярова и др. [32, 33, 34].

Опубликованные за последнее десятилетие работы отечественных и зарубежных авторов по тематике свойств огнетушащих порошков можно условно разделить на две группы - работы по изучению химических свойств порошков и работы, исследующие свойства различных фракций порошка.

Изучением химических свойств порошков занимались Д.Н. Лапшин, С.А. Смирнов, А.В. Кунин [55, 56].

Среди отечественных исследователей свойств различных фракций огнетушащего порошка следует отметить О.Ю. Сабинина [69].

Изучению влияния размера частиц огнетушащего порошка на огнетушащий эффект посвящены работы ряда зарубежных исследователей (Huang D., Wang X., Yang J., Yan Y., Han Z., Zhao L., Du Z., Cong X., Lee E., Choi Y., Liu H., Zong R., Lo S., Hu Y., Zhi Y. и др.) [86- 89].

Вопросы повышения эффективности порошковых огнетушителей рассмотрены в работах ученых Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России (Д.Ф. Кожевин, М.Р. Сытдыков, И.А. Сорокин и др.), выполненных под руководством А.С. Полякова [42, 46, 48, 80].

Целью диссертационного исследования является повышение эффективности тушения пожаров на предприятиях нефтегазовой отрасли.

Научная задача исследования - разработка методики оценки влияния дисперсного состава огнетушащего порошка на эффективность тушения горящих нефтепродуктов, реализуемая путем решения следующих подзадач:

установить закономерности распределения фракций огнетушащего порошка в сечениях нестационарного газового потока;

определить преобладающий механизм тушения жидких углеводородов в зависимости от способа подачи порошкового состава;

экспериментально оценить огнетушащий эффект порошкового состава в поперечных сечениях нестационарного газопорошкового потока;

разработать устройство для регулирования распределения фракций порошка в нестационарном газовом потоке;

разработать комплексный показатель оценки огнетушащего эффекта газопорошковой струи применительно к тушению горящих нефтепродуктов.

Объект исследования: тушение горящих нефтепродуктов.

Предмет исследования: влияние дисперсного состава огнетушащего порошка на эффективность тушения горящих нефтепродуктов.

Научная новизна результатов исследования:

впервые установлены закономерности распределения фракций огнетушащего порошка в моделируемом нестационарном газовом потоке;

разработана система экспериментальных очагов пожара, отличающаяся расположением очагов в контрольных точках плоскости поперечного сечения огнетушащего газопорошкового потока;

предложена методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащего порошка на эффективность тушения горящих нефтепродуктов, предусматривающая применение авторской запатентованной системы экспериментальных очагов пожара.

Теоретическая значимость работы:

определены изменения процентного содержания различных фракций в поперечном сечении нестационарного газового потока в зависимости от расстояния между устройством подачи и исследуемым сечением;

экспериментально подтверждено влияние на огнетушащий эффект таких физических величин, как насыпная плотность порошка, угол подачи порошка в очаг относительно горизонта, длина насадка с внутренней спиральной нарезкой и шаг нарезки;

синтезированный комплексный показатель учитывает влияние на огнетушащий эффект таких физических величин, как насыпная плотность порошка, угол подачи порошка в очаг относительно горизонта, длина насадка с внутренней спиральной нарезкой и шаг нарезки, давление вытеснения порошка,

площадь поперечного сечения потока, угол раскрытия и скорость газопорошковой струи, масса порошка, осевшего на поверхность очага.

Практическая значимость работы:

выявленные закономерности позволяют оценивать эффект устройств регулирования характеристик огнетушащего потока и использованы для разработки насадка с внутренней спиральной нарезкой на огнетушитель;

система экспериментальных очагов пожара позволяет определять огнетушащий эффект порошкового состава в контрольных точках плоскости поперечного сечения огнетушащего газопорошкового потока, повышая точность оценки этого эффекта;

разработанная методика позволяет оценить огнетушащие характеристики газопорошкового потока для определения параметров насадка на огнетушитель, обеспечивающего наибольшую эффективность тушения горящих нефтепродуктов.

В работе применены методы исследования: аналогия, математическая статистика, имитационное моделирование, эксперимент, включающий натурные огневые испытания.

Положения, вынесенные на защиту:

1) закономерности распределения фракций огнетушащего порошка в моделируемом нестационарном газовом потоке;

2) система экспериментальных очагов пожара для определения огнетушащей эффективности порошкового состава в сечениях нестационарного газопорошкового потока;

3) методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащего порошка на эффективность тушения горящих нефтепродуктов.

Достоверность и обоснованность научных результатов исследования обеспечены применением положений ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений», объективным анализом полученных научных результатов и выводов с применением адекватного математического аппарата, статистической обработкой результатов эксперимента

с достоверной вероятностью не менее 0,95 в соответствии с действующим государственным стандартом ГОСТ 8.736-2011 (п. 4.4).

Апробация работы. Основные результаты исследований обсуждены и получили одобрение на:

XI Всероссийской научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы. Современные методы и технологии предупреждения и профилактики возникновения чрезвычайных ситуаций» (Санкт-Петербург, 27 сентября 2019 г.);

Международной конференции «Scientific research of the SCO countries: synergy and integration» (Пекин, 16-17 мая 2019 г.);

XI Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы пожарной безопасности, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» (Казахстан, г. Кокшетау, 15 октября 2020 г.);

юбилейном Х форуме «Школа молодых учёных и специалистов МЧС России» (Санкт-Петербург, 15 октября 2020 г.,);

XV Международной научно-практической конференции молодых ученых «Обеспечение безопасности жизнедеятельности: проблемы и перспективы» (Республика Беларусь, г. Минск, 7-8 апреля 2021 г.).

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Разработанность темы исследования

Характеристики огнетушащего порошка, определяемые его физико-химическими свойствами, условно можно разделить на две половины:

- эксплуатационные (склонность к слеживанию, склонность к влагопоглощению, способность к водоотталкиванию, срок сохраняемости и др.), обеспечивающие неизменность свойств порошка в течение срока хранения;

- кинематические (площадь отдельной частицы, включая фракционный состав и кажущуюся плотность порошка), так как они определяют движение частиц в газопорошковом потоке.

В настоящем исследовании внимание акцентировано на характеристиках второй половины. В результате анализа опубликованных работ отечественных и зарубежных авторов о свойствах огнетушащих порошков выявлены недостаточно изученные вопросы, решения которых могут быть использованы для достижения цели исследования.

В работе Д.Н. Лапшина [55] установлено, что гигроскопичность, эффективность диспергирования и гидрофобизации фосфатов аммония в значительной степени зависят от состава содержащихся в них примесей. Предпочтительно применение негорючей основы, не содержащей соединений фторида аммония и фосфата магния. Им же определено, что при температурах пламени выше 700 °С охлаждающее действие огнетушащего порошка преобладает в начальный момент времени, а далее тушение пожара обусловлено образованием полифосфатного плава на поверхности горящего вещества. Химический состав порошка определяет тепловой эффект разложения его частиц. Установлено, что разложение композиции на основе моноаммонийфосфата сопровождается поглощением большего количества энергии (на 17 %), чем при использовании аммофоса [56]. Теми же авторами обнаружено синергическое действие компонентов огнетушащего порошка на величину эндотермического эффекта его

разложения. Разница энтальпий по сравнению с суммарным значением энергий термического разложения каждого компонента составляет 30 %. Следует отметить, что в работах первой группы недостаточно исследована значимость гранулометрических характеристик порошков для тушения пожара.

Зарубежными авторами исследован огнетушащий эффект порошкообразной «сухой воды» при тушении пожара класса А [87], представляющей собой частицы, состоящие из водной сердцевины, покрытой слоем частиц кремнезема. «Сухая вода» была разделена с помощью сит на три фракции: малого размера (около 110 мкм), среднего размера (около 220 мкм) и большого размера (около 400 мкм). Наибольшую огнетушащую способность показала фракция среднего размера. Авторы объяснили этот эффект оптимальным балансом между охлаждающим эффектом водной сердцевины частиц и огнетушащим эффектом кремнезема их оболочки.

В работе [86] изучено влияние размеров частиц огнетушащего порошка класса ВС и скорости нагрева на их разложение. Экспериментально установлено, что после измельчения образцов температура разложения снижается, а скорость пиролиза увеличивается. Значение энергии активации составило 77,13.219,78 кДж/моль, 58,18.288,67 кДж/моль и 44,59.209,17 кДж/моль для порошка с размером частиц 48,99; 27,24 и 4,93 мкм соответственно. В работе не исследована способность мелких фракций преодолевать конвективные потоки, исходящие от пламени.

Сабининым О.Ю. [69] выявлены оптимальные характеристики огнетушащих порошков применительно к подаче с помощью импульсных модулей пожаротушения. При таком способе подачи конвективные потоки направлены противоположно движению порошка. Установлен критический минимальный диаметр частиц, менее которого они не достигают очага пожара из-за конвективных газовых потоков. При применении огнетушителя их воздействие снижается, оператор подает струю порошка под углом, отличным от прямого, к направлению движения конвективных потоков. Очевидно, что критический

диаметр частицы, определенный автором для модулей пожаротушения, не применим в случае подачи порошка с помощью огнетушителя.

В работе [89] авторами экспериментально изучена зависимость огнетушащей способности порошка на пожаре класса В от распределения частиц по размерам. Эта способность увеличивается с уменьшением размеров частиц. Обнаружено резкое ее увеличение при размере частиц 40 мкм и менее. Минимальная огнетушащая концентрация порошка такого размера составила 23 г/м3.

В работе [88] авторами изучено влияние размеров частиц гидроксида магния на огнетушащий эффект. Очаг пожара класса В устанавливали внутри кубической камеры с ребром 1 м и подавали порошок сверху, имитируя действие модуля пожаротушения. Исследованы фракции размером 2, 5, 10 и более 20 мкм. Обнаружено, что огнетушащий эффект повышается с уменьшением размера фракций. При этом существует пороговое значение размера (5 мкм), ниже которого частицы не проникают в зону пожара

Рассмотренные работы отвечают на вопрос об огнетушащей способности фракций порошка различного размера, не учитывая распределение фракций в потоке порошка при его движении к очагу горения. В работе [78] авторами исследованы гранулометрические характеристики огнетушащих порошков «Фоскон-430» и «Вексон». В настоящей работе нами обобщены сведения о фракционном составе разных марок огнетушащих порошков, заявленные производителем (Приложение А).

Показано, что, несмотря на соблюдение производителем всех требований нормативных документов, действительное распределение фракций остается неизвестным даже в нормированных диапазонах.

Таким образом, при выполнении дальнейших исследований необходимо уточнение распределения фракций порошков. Как известно, на достоверность результатов ситового анализа влияют следующие факторы:

1) соответствие сеток сит требованиям нормативных документов;

2) отношение объема просеиваемой навески порошка к площади сита;

3) длительность просеивания навески, интенсивность и амплитуда встряхиваний.

Допускаемые отклонения среднего арифметического размера стороны ячейки сетки в свету, размера стороны отдельной увеличенной ячейки и допускаемое число ячеек с максимально увеличенными размерами сторон в свету установлены стандартом [25]. Второй и третий факторы нормативными документами не регламентированы, что не дает возможности определить точность метода ситового анализа [19]. В Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России проводятся исследования распределения фракций порошка в нестационарном газовом потоке [76, 65, 85].

По результатам анализа опубликованных работ можно сделать следующие выводы:

1. Нормативными документами не регламентированы первостепенные факторы, влияющие на достоверность результатов ситового анализа. Это не позволяет оценить точность метода определения гранулометрических характеристик порошков. Целесообразна доработка стандартов в части, касающейся методики ситового анализа.

2. Установлена целесообразность исследования распределения фракций порошка в поперечных сечениях газопорошкового потока.

1.2 Физико-химические характеристики сертифицированных огнетушащих порошковых составов и методы их оценки

Порошок представляет собой дисперсную систему, состоящую из газообразной дисперсной среды и твердой дисперсной фазы [32]. Дисперсность может быть выражена либо функцией распределения частиц по крупности, либо некоторой величиной крупности, средней для всех частиц, либо величиной удельной поверхности порошка.

Огнетушащая способность порошков общего назначения зависит не только от химической природы порошков, но и степени их измельчения. Однако возможность подачи очень мелких порошков в зону горения затруднена, поэтому

промышленные огнетушащие порошки общего назначения содержат фракцию 4080 мкм, обеспечивающую доставку мелких фракций в зону горения.

ГОСТ Р 53280.4-2009 [16] устанавливает требования к характеристикам огнетушащих порошков (Таблица 1).

Таблица 1. Требования к характеристикам огнетушащих порошков согласно ГОСТ Р 53280.4-2009 [16]

Характеристика Требования

кажущаяся плотность (отношение массы порошка к занимаемому им объему) кажущаяся плотность неуплотненных порошков должна быть не менее 700 кг/м3; уплотненных - не менее 1000 кг/м3

дисперсный состав при ситовом анализе массовое количество остатка порошка на сите с сеткой № 05 К по ГОСТ 6613 [25] не должно отличаться от заявляемой производителем величины более чем на 10 % масс. при полном отсутствии порошка на сите 1000 мкм

массовая доля влаги не более 0,35 % масс.

устойчивость к влагопоглощению увеличение массы не более 3 %

устойчивость к слеживанию (показатель, характеризующий способность огнетушащего порошка слеживаться под воздействием внешних факторов) масса образовавшихся комков не более 2 % от общей массы образца

водоотталкивающая способность не должны полностью впитывать капли воды в течение не менее 120 мин

текучесть (способность порошка обеспечивать массовый расход через данное сечение в единицу времени под воздействием давления выталкивающего газа) не менее 0,28 кг/с. Остаток порошка после полного выброса не более 10 % от начальной массы порошка

огнетушащая способность (масса порошка, необходимая для тушения из огнетушителя единицы площади открытой горящей поверхности или всего очага пожара, принятого в качестве модельного) порошки, предназначенные для тушения пожаров класса А, должны обеспечивать тушение модельного очага пожара 1А. Порошки, предназначенные для тушения пожаров класса В, должны обеспечивать тушение модельного очага пожара 55 В с расходом не более 1 кг/м2.

срок сохраняемости не менее 5 лет

Склонность к слеживаемости увеличивается с уменьшением размера частиц; при разнородных частицах мелкие занимают поры между крупными и увеличивают склонность к слеживанию.

К методам борьбы со слеживанием относятся: снижение содержания влаги, уменьшение числа и площади контактов частиц - удаление влаги сушкой (содержание влаги не должно превышать 0,5%), водонепроницаемая тара, применение водоотталкивающих и водопоглощающих средств и добавок, улучшающих текучесть.

Для гидрофобизации используют силиконовые (аналоги органических соединений, где некоторые атомы углерода замещены на атомы кремния) и фторсиликоновые масла, силаны ^пЦ2П+2), силоксаны (кремнийорганические полимеры, содержащие в молекуле чередующиеся атомы кремния и кислорода).

В Таблице 2 представлены сведения о химическом составе огнетушащих порошков.

Таблица 2. Химический состав огнетушащих порошков

Компонент Применяемые вещества

Негорючая основа 90-95% Фосфорно-аммонийные соли (моноаммонийфосфат NH4H2PO4, диаммонийфосфат (NH4)2HPO4, аммофос NH4H2PO4+(NH4)2SO4) фосфорно-калийные соли карбонаты Na2CO3 и бикарбонаты натрия NaHCO3 оксалаты щелочных металлов (Na2C2O4; K2C2O4) галогениды бихроматы щелочных металлов (K2&O4; Na2CrO4) хлориды щелочных металлов (NaCl, KCl) окись алюминия AhO3 Порошок СИ-2: насыщенный хладоном 114В2 (C2F4Br2) силикагель (nSiO2*mH2O)

Гидрофобизаторы 3-5% Цеолит, аэросил АМ-1-300, белая сажа SiO2 кремнийорганические жидкости, стеарат цинка и др.

Депрессант (для придания текучести) Алюмосиликаты, нефелиновый концентрат, тальк, слюда, графит, алкилгалоидсилановая жидкость

Целевые добавки Глинозем и др.

В Таблице 3 представлены сведения о влиянии химического состава негорючей основы порошка на его свойства.

Таблица 3. Влияние химического состава негорючей основы порошка на его свойства

Состав негорючей основы Свойства

бикарбонат натрия Порошки более устойчивы против слеживания

фосфорно-аммонийные соли Способны тушить тлеющие материалы за счет образования вязкой пленки на поверхности горящего вещества, однако гигроскопичны и уязвимы к слеживаемости

иодиды и бромиды щелочных металлов Обладают хорошими огнетушащими свойствами, но также гигроскопичны и сильно подвержены слеживаемости

Кремнийорганические добавки улучшают текучесть порошка. Лучшие результаты - высокодисперсная двуокись кремния, модифицированная диметилдихлорсиланом (аэросилом). Его частицы располагаются между более крупными частицами и препятствуют их сближению на критическое расстояние. Не образует защитной пленки, поэтому наиболее действенен для составов на малогигроскопичной основе (например, бикарбонат натрия). Для обработки более гигроскопичных солей (фосфатов аммония, хлорида и бикарбоната калия и др.) применяется аэросил в комбинации с силиконовыми маслами или поверхностно-активными веществами.

Для снижения слеживаемости и улучшения текучести в составы вводят следующие добавки: графит, нефелиновый концентрат, аэросил, шамотно-каолиновый порошок (отходы производства огнеупорных изделий) и др.

1.3 Обоснование цели и научной задачи исследования

Анализ опубликованных работ отечественных и зарубежных авторов показал, что их результаты не содержат сведений о распределении разных фракций порошка в поперечном сечении газопорошкового потока при его движении к очагу пожара. Более того, при анализе опубликованных трудов, включая патенты [73-75], не выявлено приспособлений, позволяющих получить такую информацию.

При этом подбор оптимального дисперсного состава и регулирование распределения фракций порошка разного размера при движении их в

газопорошковом потоке позволит достичь максимального огнетушащего эффекта при использовании порошка.

Для обеспечения повышения эффективности тушения пожаров на предприятиях нефтегазовой отрасли необходимо разработать методику оценки влияния дисперсного состава огнетушащего порошка на эффективность тушения горящих нефтепродуктов путем решения следующих подзадач:

установить закономерности распределения фракций огнетушащего порошка в сечениях нестационарного газового потока;

определить преобладающий механизм тушения жидких углеводородов в зависимости от способа подачи порошкового состава;

экспериментально оценить огнетушащий эффект порошкового состава в поперечных сечениях нестационарного газопорошкового потока;

разработать устройство для регулирования распределения фракций порошка в нестационарном газовом потоке;

разработать комплексный показатель оценки огнетушащего эффекта газопорошковой струи применительно к тушению горящих нефтепродуктов.

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФРАКЦИЙ ОГНЕТУШАЩЕГО ПОРОШКА В НЕСТАЦИОНАРНОМ

ГАЗОВОМ ПОТОКЕ

2.1 Способ определения распределения фракций огнетушащего вещества в нестационарном газовом потоке

Нами разработана установка (Рисунок 1), позволяющая получить сведения о распределении огнетушащего порошка в контрольных точках поперечного сечения нестационарного газового потока, получение которых с помощью известных ранее устройств не представлялось возможным. Контрольными точками считают точки расположения входов сборников порошка на плоскости координатного стола (Рисунок 1, позиции 1 и 3).

На способ определения распределения массы частиц огнетушащего вещества, реализуемый с помощью установки, получен патент на изобретение [76].

С помощью разработанной установки информацию о распределении огнетушащего порошка в нестационарном газопорошковом потоке получают путём отбора проб огнетушащего вещества непосредственно из исследуемых поперечных сечений такого потока и последующего ситового анализа этих проб.

Рисунок 1 - Установка для исследования распределения огнетушащего порошка в поперечном сечении нестационарного газопорошкового потока: 1 - координатный стол; 2 - сборники порошка; 3 - сквозные отверстия для закрепления сборников; 4 - опоры координатного стола

Установка включает в себя координатный стол, оснащенный сборниками для отбора проб порошка. Сборники порошка представляют собой обечайки цилиндрической формы. Их закрепляют в сквозных отверстиях координатного стола таким образом, чтобы вход (открытая торцевая поверхность) был направлен навстречу газопорошковому потоку. Противоположные торцевые поверхности обечаек выполнены из воздухопроницаемого материала и задерживают частицы порошка, не препятствуя свободному сквозному прохождению газового потока.

Лицевая поверхность координатного стола разделена на ячейки прямоугольной формы, каждая из которых содержит от одного до семи сборников порошка, расположенных согласно схеме (Рисунок 2).

Рисунок 2 - Схема расположения сборников в ячейках координатного стола

Для нумерации ячеек использованы буквы русского алфавита от А до Я, исключая буквы, имеющие сходное написание с цифрами. Сборники в пределах одной ячейки пронумерованы арабскими цифрами от 1 до п, где п - количество сборников в ячейке, принимает значения 7, 2 или 1 (Рисунок 1).

Для подачи огнетушащего порошка используют модель огнетушителя, оснащенную ёмкостью для навески огнетушащего вещества (далее - ОТВ), насадком круглой или щелевой формы для регулирования распределения частиц в газопорошковом потоке, штативом для обеспечения возможности регулировки модели по высоте и компрессором для создания необходимого давления подачи (Рисунок 3).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Константинова Алина Станиславовна, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/902111644 (дата обращения 10.12.2018).

2. О пожарной безопасности: федеральный закон от 21.12.1994 № 69-ФЗ // СПС КонсультантПлюс.

3. О стандартизации в Российской Федерации: федеральный закон от 29.06.2015 № 162-ФЗ // СПС КонсультантПлюс.

4. Об обеспечении единства измерений: федеральный закон от 26.06.2008 № 102-ФЗ // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/902107146 (дата обращения 13.02.2019).

5. Об утверждении Основ государственной политики Российской Федерации в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций на период до 2030 года: указ Президента РФ от 11 января 2018 г. № 12 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://base.garant.ru/71851630/ (дата обращения 02.03.2019).

6. ГОСТ 2138-91 «Пески формовочные» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://internet-law.ru/gosts/gost/4862/ (дата обращения 09.11.2018).

7. ГОСТ 29234.3-91. «Пески формовочные. Метод определения среднего размера зерна и коэффициента однородности» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200025388 (дата обращения 09.11.2018).

8. ГОСТ 23402-78 «Порошки металлические. Микроскопический метод определения размеров частиц» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200010914 (дата обращения 09.11.2018).

9. ГОСТ 24104-2001 «Весы лабораторные. Общие технические требования» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200027328 (дата обращения 11.11.2018).

10. ГОСТ 27331-87 (СТ СЭВ 5637-86) «Пожарная техника. Классификация пожаров» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200001394 (дата обращения 19.03.2019).

11. ГОСТ 3826-82. «Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200003874 (дата обращения 19.03.2019).

12. ГОСТ 4.107-83 «Порошки огнетушащие. Номенклатура показателей» // Система нормативных документов «Меганорм». Режим доступа: https://meganorm.ru/Data/76/7668.pdf (дата обращения 05.10.2018).

13. ГОСТ Р 51000.3-96. «Общие требования к испытательным лабораториям» // Библиотека нормативной документации. Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294849/4294849735 .pdf (дата обращения 16.02.2019).

14. ГОСТ Р 51057-2001 «Техника пожарная. Огнетушители переносные. Общие технические требования. Методы испытаний» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200027410 (дата обращения 06.12.2018).

15. ГОСТ Р 51091-97 «Установки порошкового пожаротушения автоматические. Типы и основные параметры» // Библиотека нормативной документации. Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data/91/9152.pdf (дата обращения 06.12.2018).

16. ГОСТ Р 53280.4-2009. «Установки пожаротушения автоматические. Огнетушащие вещества. Ч. 4. Порошки огнетушащие общего назначения. Общие технические требования и методы испытаний» // Электронный фонд правовой и

нормативно-технической документации. Режим доступа:

https://docs.cntd.ru/document/1200073277 (дата обращения: 21.11.2019).

17. ГОСТ Р 53280.5-2009 «Установки пожаротушения автоматические. Огнетушащие вещества. Часть 5. Порошки огнетушащие специального назначения. Классификация, общие технические требования и методы испытаний» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200073275 (дата обращения: 21.11.2019).

18. ГОСТ Р 53286-2009 «Техника пожарная. Установки порошкового пожаротушения автоматические. Модули. Общие технические требования. Методы испытаний» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://internet-law.ru/gosts/gost/48098/ (дата обращения 15.11.2018).

19. ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200029975 (дата обращения: 03.03.2019).

20. ГОСТ Р ИСО 5725-2-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200029976 (дата обращения: 03.03.2019).

21. ГОСТ Р ИСО 5725-3-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 3. Промежуточные показатели прецизионности стандартного метода измерений» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200029977 (дата обращения: 03.03.2019).

22. ГОСТ Р ИСО 5725-4-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 4. Основные методы определения правильности стандартного метода измерений» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200029978 (дата обращения: 03.03.2019).

23. ГОСТ Р ИСО 5725-5-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 5. Альтернативные методы определения прецизионности стандартного метода измерений» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200029979 (дата обращения: 03.03.2019).

24. ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200029980 (дата обращения: 03.03.2019).

25. ГОСТ 6613-86. «Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200004296 (дата обращения: 17.05.2019).

26. ГОСТ Р 8.736-2011 «Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200089016 (дата обращения: 13.12.2018).

27. НПБ 155-2002 «Техника пожарная. Огнетушители. Порядок постановки огнетушителей на производство и проведения сертификационных испытаний» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200029621 (дата обращения: 03.11.2018).

28. СП 9.13130.2009 «Техника пожарная. Огнетушители. Требования к эксплуатации» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200071152 (дата обращения: 03.01.2019).

29. РМГ 29-2013 «Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология.

Основные термины и определения» // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Режим доступа:

https://docs.cntd.ru/document/1200115154 (дата обращения: 26.03.2019).

30. ГОСТ Р 51574-2018 «Соль пищевая. Общие технические условия» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://internet-law.ru/gosts/gost/69252/ (дата обращения 15.05.2019).

31. Абдурагимов, И. М. О механизмах огнетушащего действия средств пожаротушения / И. М. Абдурагимов // Пожаровзрывобезопасность. - Том 21, № 4.

- 2012. - С. 60-82.

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

33. Баратов, А. Н. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности / А. Н. Баратов, Е. Н. Иванов. - М.: Химия, 1979. - 368 с.

34. Баратов, А. Н. Порошковое пожаротушение / А. Н. Баратов, Л. П. Вогман, Д. В. Бухтояров // Безопасность труда в промышленности. - 2012. - № 8. -С. 34-40.

35. Бриджмен, П. Анализ размерностей / П. Бриджмен. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. - 148 с.

36. Будыкина, Т. А. Прогрессивные технологии и средства тушения пожаров на нефтебазах / Т. А. Будыкина, Т. Ю. Будыкина // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: экология и безопасность жизнедеятельности. - 2017. - Том 25, № 1. - С. 132-144.

37. Гмурман, В. Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: учебное пособие для студентов вузов / В. Е. Гмурман. - М.: Высшая Школа, 2004. - 404 с.

38. Долговидов, А. В. Автоматические средства подачи огнетушащих порошков / А. В. Долговидов, О. Ю. Сабинин // Пожаровзрывобезопасность. - 2008.

- Том 17, № 1. - С. 62-67.

39. Жданов, Ю. Ф. Химия и технология полифосфатов / Ю. Ф. Жданов. -М.: Химия, 1979. - 240 с.

40. Иванов, А. В. Электростанция на свече / А. В. Иванов, Д. Л. Штепанович // Энергия: экономика, техника, экология. - № 1. - 2015. - С. 16-20.

41. Иванов, М. Г. Размерность и подобие / М. Г. Иванов. - М.: Долгопрудный, 2013. - 68 с.

42. Кожевин, Д. Ф. Методика комплексной оценки эффективности огнетушителей: применительно к пожароопасным производственным объектам нефтебаз: дисс. канд. техн. наук: 05.26.03: защищена 22.04.2011 / Кожевин Дмитрий Федорович. - СПб., 2011. - 167 с.

43. Кожевин, Д. Ф. Методика расчета пожарного риска на производственных объектах с жидкими моторными топливами с учётом применения порошковых огнетушителей / Д. Ф. Кожевин, В. Р. Новиков, А. С. Поляков, А. В. Клейменов // Пожаровзрывобезопасность. - Том 27, № 1. -2018. - С. 27-34.

44. Кожевин, Д. Ф. Модельные очаги пожара в огневых испытаниях огнетушителей. Опыт, проблемы, перспективы / Д. Ф. Кожевин, И. А. Сорокин, А. С. Поляков // Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы. Обеспечение безопасности при чрезвычайных ситуациях: материалы VII Международной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 24 сентября 2015 г. - СПб.: СПб УГПС МЧС России, 2016. - С. 193-194.

45. Кожевин, Д. Ф. Об устранении субъективизма при проведении огневых испытаний огнетушителей / Д. Ф. Кожевин, И. А. Сорокин, А. С. Поляков // Подготовка кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций: материалы Международной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 14 июня 2019 года. - СПб.: СПб УГПС МЧС России, 2019. - С. 305-310.

46. Кожевин, Д. Ф. О практике параметризации переносных порошковых огнетушителей (аналитический обзор) / Д. Ф. Кожевин, А. С. Поляков, М. Р. Сытдыков // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Том 23, № 1. - С. 68-76.

47. Кожевин, Д. Ф. О рациональном объеме выборки огнетушителей для проведения сертификационных испытаний на огнетушащую способность / Д. Ф. Кожевин, И. А. Сорокин, А. С. Поляков // Пожаровзрывобезопасность. - Том 25, № 8. - 2016. - С. 68-74.

48. Кожевин, Д. Ф. Порошковый огнетушитель с пористым сосудом для содержания огнетушащего состава: анализ, сравнение, применение / Д. Ф. Кожевин, М. Р. Сытдыков, А. С. Поляков // Надзорная деятельность и судебная экспертиза в системе безопасности. - № 1. - 2012. - С. 10-16.

49. Константинова, А. С. Влияние насадка с внутренней спиральной нарезкой на формирование газопорошкового потока / А. С. Константинова // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России. - 2021. - № 4. - С. 208-214.

50. Константинова, А. С. Натурная модель очага пожара для оценки взаимодействия горящих нефтепродуктов и огнетушащего порошка / А. С. Константинова // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России. - 2022. - № 3. - С. 180187.

51. Константинова, А. С. Отечественный и зарубежный опыт оценки свойств огнетушащих порошков / А. С. Константинова, Д. Ф. Кожевин, А. С. Поляков // Природные и техногенные риски (физико-математические и прикладные аспекты). - 2019. - № 4 (32). - С. 34-39.

52. Константинова, А. С. О повышении точности огневых испытаний огнетушителей на основе оценки влияния дисперсного состава порошка на огнетушащий эффект / А. С. Константинова // Проблемы управления рисками в техносфере. - 2021. - № 4. - С. 156-161.

53. Константинова, А. С. Распределение массы частиц огнетушащего порошка в условиях нестационарного газового потока / А. С. Константинова, Д. Ф. Кожевин, А. С. Поляков // Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы. Современные методы и технологии предупреждения и профилактики возникновения чрезвычайных ситуаций: материалы XI Всероссийской научно-

практической конференции, Санкт-Петербург, 27 сентября 2019 г. - СПб.: СПб УГПС МЧС России, 2019. - С. 369-373.

54. Кочегаров, И. И. Методы контроля дисперсности порошков / И. И. Кочегаров, В. А. Трусов, Н. К. Юрков // Надежность и качество: труды международного симпозиума, Пенза, 2010. - Том 2. - С. 475-477.

55. Лапшин, Д. Н. Модифицирование огнетушащих порошковых составов на основе фосфата и сульфата аммония в условиях интенсивных механических воздействий: автореф. дисс. канд. техн. наук / Д. Н. Лапшин. - Иваново, 2014. - 16 с.

56. Лапшин, Д. Н. Исследование теплового эффекта разложения огнетушащих порошковых композиций / Д. Н. Лапшин, С. А. Смирнов, А. В. Кунин // XIX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. В 4 томах, том 3: тезисы докладов. - Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. - 536 с.

57. Миньков, С. И. Патроны для охотничьего нарезного оружия: каталог-справочник / С. И. Миньков, В. А. Тетера. - Киров: «ВНИИОЗ», 1997. - 112 с.

58. Огнетушители порошковые закачные // Фирма «Успех». Режим доступа: http://uspeh92.ru/firefighting/extinguishers/dry (дата обращения 12.11.2018).

59. Огнетушитель порошковый переносной ОП-4(з) // Образовательный портал по пожарной безопасности. Режим доступа: https://fire-truck.ru/poznavatelno/ognetushitel-poroshkovyiy-perenosnoy-op-4-z.html (дата обращения 08.06.2020).

60. Огнетушитель порошковые ОП-5(б), ОП-5(г), ОП-5(з): ТТХ, описание и инструкция // Клуб пожарных и спасателей. Режим доступа: https://fireman.club/statyi-polzovateley/ognetushiteli-poroshkovyie-op-5-b-op-5-g-op-5-z-tth-opisanie-i-instruktsiya/ (дата обращения 08.06.2020).

61. Огнетушитель порошковый ОП-8 // Противопожарное оборудование в России. Комплексные поставки пожарного оборудования. Режим доступа: http://www.komplekt01.ru/node/19 (дата обращения 08.06.2020).

62. Огнетушитель ОП-25(з)-ЛБСБ // Линия безопасности. Комплексные поставки противопожарного оборудования. Режим доступа: http://lbnsk.ru/catalog/op-25z-abce.html (дата обращения 08.06.2020).

63. Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов и средства их тушения: справочное издание: в 2-х книгах; кн. 2 / А. Н. Баратов,

A. Я. Корольченко, Г. Н. Кравчук [и др.]. - М.: Химия, 1990. - 384 с.

64. Поляков, А. С. Актуальные направления исследований влияния дисперсного состава огнетушащего порошка на эффективность тушения пожаров нефтепродуктов / А. С. Поляков, А. С. Константинова // Природные и техногенные риски (физико-математические и прикладные аспекты). - 2018. -№ 4 (28). - С. 28-35.

65. Поляков, А. С. Распределение фракций огнетушащего порошка в моделируемом нестационарном газовом потоке / А. С. Поляков, Д. Ф. Кожевин, А. С. Константинова // Пожаровзрывобезопасность - Том 28, №6. - 2019. - С. 80-88.

66. Поляков, А. С. Техника службы горючего: руководство к лабораторным работам по дисциплине (часть первая) / А. С. Поляков,

B. Г. Макаров, Б. С. Квашнин. - Л.: Военная ордена Ленина Академия тыла и транспорта, 1989.

67. Порошковое пожаротушение // Промнадзор. Режим доступа: http://prom-nadzor.ru/content/poroshkovoepozharotushenie (дата обращения 13.11.2018).

68. Порошок огнетушащий Вексон АВС 25 // Экохиммаш, продукция пожарно-технического назначения. Режим доступа: https://ecochim.ru/catalog/ognetushashchiye-poroshki/vekson-abc-25/ (дата обращения 12.04.2020).

69. Сабинин, О. Ю. Оптимальные характеристики огнетушащих порошков и параметры их подачи для импульсных модулей порошкового пожаротушения: дисс. канд. техн. наук: 05.26.03: защищена 05.12.2008 / Сабинин Олег Юрьевич. -М., 2008. - 176 а

70. Система экспериментальных очагов пожара: патент РФ RU 2749639 С1 Российская Федерация: МПК А62С 99/00 / Константинова А. С., Кожевин Д. Ф., Поляков А. С. - заявка № 2020130295 от 14.09.2020; опубл. 16.06.2021, Бюл. № 17.

71. Смирнов, С. А. Исследование и разработка технологии огнетушащих материалов на основе фосфатов аммония: дисс. канд. техн. наук: 05.17.01: защищена 17.11.2011 / Смирнов Сергей Александрович. - Иваново, 2011. - 167 с.

72. Сорокин, И. А. О форме, размерах и мощности модельного очага пожара для испытаний огнетушителей / И. А. Сорокин, Д. Ф. Кожевин, А. С. Поляков // Техносферная безопасность. - № 3 (16). - 2017. - С. 63-72.

73. Способ исследования гранулометрического состава взвесей: патент ЯИ 2386949 С1 Российская Федерация: МПК в0Ш 15/02 / Свиридов Д. П., Семёнов И. А., Бадеников А. В., Ульянов Б. А. - заявка № 2008141002 от 15.10.2008, опубл. 20.04.2010, Бюл. № 11.

74. Способ определения распределения взвешенных частиц по массе: патент ЯИ 2652654 С1 Российская Федерация: МПК 00Щ 15/02 / Кочковская Н. В., Асцатуров Ю. Г., Ханжонков Ю. Б., Семёнов В. В. - заявка № 2017120778 от 14.06.2017, опубл. 28.04.2018, Бюл. № 13.

75. Способ определения распределения массы частиц огнетушащего вещества в нестационарном газовом потоке: патент ЯИ 2516390 С1 Российская Федерация: МПК 00Щ 15/02 / Сытдыков М. Р., Кожевин Д. Ф., Поляков А. С. -заявка № 2012153063 от 30.11.2012, опубл. 20.05.2014, Бюл. № 14.

76. Способ определения распределения огнетушащего порошка в поперечном сечении нестационарного газового потока: патент RU 2705914 С1 Российская Федерация: МПК G 01 N 15/02 / Кожевин Д. Ф., Константинова А. С., Поляков А. С. - заявка № 2019102525 от 28.01.2019; опубл. 12.11.2019, Бюл. № 32.

77. Способ тушения пожара нанопорошком и устройство для его реализации: патент ЯИ 2607770 С1 Российская Федерация: МПК А62С 3/00, В82В 1/00 / Забегаев В. И.; патентообладатель: ФГБУ ВНИИПО МЧС России. -заявка № 2015130120 от 21.07.2015; опубл. 10.01.2017, Бюл. № 1.

78. Сытдыков, М. Р. Гранулометрические характеристики огнетушащих порошков / М. Р. Сытдыков, Д. Ф. Кожевин, А. С. Поляков // Природные и техногенные риски (физико-математические и прикладные аспекты). - 2014. -№ 1 (9). - С. 48-52.

79. Сытдыков, М. Р. Способ и результаты оценки распределения частиц огнетушащих порошков в потоке аэрозоля / М. Р. Сытдыков, Д. Ф. Кожевин, А. С. Поляков // Проблемы управления рисками в техносфере. - 2014. - №2 3 (31). -

C. 60-67.

80. Сытдыков, М. Р. Методика оценки эффективности порошкового огнетушителя со встроенной пористой емкостью: дисс. канд. техн. наук: 05.26.03: защищена 23.05.2013 / Сытдыков Максим Равильевич. - СПб., 2013. - 170 с.

81. Трофимов, В. Н. Современные охотничьи боеприпасы для нарезного оружия. Гильзы, пороха, капсюли, пули, патроны, элементы баллистики: справочник / В. Н. Трофимов, А. В. Трофимов. - М.: «Издательский Дом Рученькиных», 2003. - 352 с.

82. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофизика): справочник геофизика / под ред. Н. Б. Дортман. - М.: Недра, 1984. - 455 с.

83. Фридрихсберг, Д. А. Курс коллоидной химии: учеб. для вузов / Д. А. Фридрихсберг. - Л.: Химия, 1984. - 368 с.

84. Ходаков, Г. С. Основные методы дисперсионного анализа порошков / Г. С. Ходаков. - М.: Стройиздат, 1968. - 200 с.

85. Polyakov, A.S. Regularities of dry chemical powder particles mass distribution in cross sections of a non-stationary gas stream / A. S. Polyakov,

D. F. Kozhevin, A. S. Konstantinova // Scientific research of the SCO countries: synergy and integration: materials of the International Conference, Beijing, PRC, May 16-17, 2019. - Beijing, PRC: Scientific publishing house Infinity, 2019. - P. 163-173.

86. Huang, D. Influence of Particle Size and Heating Rate on Decomposition of BC Dry Chemical Fire Extinguishing Powders / D. Huang, X. Wang, J. Yang // Particulate Science and Technology. - 2015. - Vol. 33, Issue 5. - Р. 488-493.

87. Lee, E. Effects of Particle Size of Dry Water on Fire Extinguishing Performance / E. Lee, Y. Choi // Journal of the Korean Society of Safety. - 2019. - Vol. 34, Issue 3. - P. 28-35.

88. Liu, H. Fire Extinguishing Efficiency of Magnesium Hydroxide Powders under Different Particle Size / H. Liu, R. Zong, S. Lo, Y. Hu, Y. Zhi // Procedia Engineering. - 2018. - Vol. 211. - P. 447-455.

89. Yan, Y. Study on the relationship between the particle size distribution and the effectiveness of the K-powder fire extinguishing agent / Y. Yan, Z. Han, L. Zhao, Z. Du, X. Cong // Fire and Materials. - 2018. - Vol. 42, Issue 3. - P. 336-344.

Приложение А.

Распределение частиц разных фракций в порошках, представленных на

рынке (по данным производителя)

Приложение Б.

Области распределения концентраций различных фракций соли на

поверхности мишеней

Горизонтально ориентированный насадок

Вертикально ориентированный насадок

Насадок круглой формы

и 8 В

О1

и

Ш

и 8 В

О1

и

М

0 8 Я

01

и

а 8 В ш О1

и

Горизонтально ориентированный насадок

Вертикально ориентированный насадок

Насадок круглой формы

и 8 Я

О1

и

Лп

Г' л

1

Г ^

\ \

1 1, \ I / ' /

\ \ • V —

. и

41.

Условные обозначения концентрации частиц в областях: для фракции 450... 629 мкм

| | - 50 частиц/см2 и более - 35.50 частиц/см2 Ц - 15.35 частиц/см2

для фракции 200.449 мкм

| | - 220 частиц/см2 и более Ц - 100.219 частиц/см2 Ц - 50.99 частиц/см2

для фракции 40.199 мкм (по величине относительной площади покрытия поверхности мишени)

□ - 75% и более □ - 50.74% □ - 25.49%

В неокрашенных областях концентрация частиц не достигает нижнего указанного в легенде рисунка предела.

н

о

«

ч

н 8

Н »

X

. и И о

X №

* Й >4 ЕЗ

и

*

м

>4

оа »

X и о

м

>4 Ч

О

ы о н о а

н

о

ч

л И

Протокол испытаний огнетушителей ОП-1 от 13.01.2021 Цель: исследование влияния наличия нарезного насадка на огнетушащий эффект

Погодные условия: 1 воздуха -130С; скорость ветра - 8 м/с, направление - восточное; давление - 761 мм рт. ст. Очаг пожара: 13 ёмкостей с растворителем-646 (ЭОП) Характеристики насадка: длина - 100 мм, шаг нарезки - 20 мм

Прямые измерения величин Косвенные измерения величин

Условный номер огнетушителя Состав заряда огнетушителя, ^^масс Ь подачи, м Угол наклона порошкового потока к поверхности земли, град. Насадок Масса огнетушителя, г Масса порошка, вышедшего из огнетушителя, г Огнетушащий эффект (количество ЭОП -потушено/начальное) Угол распыла струи, град. Диаметр сечения струи, мм Площадь сечения струи, м2

Длина, мм Шаг нарезки, мм До испытаний После испытаний

н/д 100% Полигон 2 0 нет - н/д н/д н/д 3/13 16,7 587 0,26

н/д 100% Полигон 2 0 100 20 н/д н/д н/д 5/13 18,7 571 0,26

н/д 100% Полигон 3 0 нет - н/д н/д н/д 6/13 н/д н/д н/д

н/д 100% Полигон 3 0 100 20 н/д н/д н/д 4/13 16,4 867 0,59

н/д 100% Полигон 5 0 нет - н/д н/д н/д 0/13 н/д н/д н/д

н/д 100% Полигон 5 0 100 20 н/д н/д н/д 0/13 н/д н/д н/д

о о,

Протокол испытаний огнетушителей ОП-1 от 18.01.2021 Цель: исследование влияния наличия нарезного насадка на огнетушащий эффект

Погодные условия: t воздуха -40С; скорость ветра - 1 м/с, направление - ; давление - 760 мм рт. ст. Очаг пожара: 13 ёмкостей с растворителем-646 (ЭОП) Характеристики насадка: длина - 100 мм, шаг нарезки - 20 мм

Прямые измерения величин Косвенные измерения величин

Условный номер огнетушителя Состав заряда огнетушителя, %масс Ь подачи, м Угол наклона порошкового потока к поверхности земли, град. Насадок Масса огнетушителя, г Масса порошка, вышедшего из огнетушителя, г Огнетушащий эффект (количество ЭОП -потушено/начальное) Угол распыла струи, град. Диаметр сечения струи, мм Площадь сечения струи, м2

Длина, мм Шаг нарезки, мм До испытаний После испытаний

1 100% Триумф 2 0 отсутствует - 1864 665 1199 10/13 14,9 523 0,21

2 100% Триумф 2 0 100 20 1731 661 1070 11/13 13,7 487 0,19

3 100% Триумф 3 0 отсутствует - 1886 711 1175 4/13 21,2 961 0,73

4 100% Триумф 3 0 100 20 1712 665 1047 12/13 13,3 589 0,27

6 100% Полигон 4 0 отсутствует - 1630 619 1011 3/13 н/д н/д н/д

7 100% Триумф 5 0 100 20 1782 673 1109 0/13 н/д н/д н/д

8 100% Триумф 5 0 отсутствует - 1747 670 1077 1/13 н/д н/д н/д

00 о,

Протокол испытаний огнетушителей ОП-1 от 21.01.2021

Цель: исследование влияния наличия нарезного насадка на огнетушащий эффект

Погодные условия: t воздуха -100С; скорость ветра - 6 м/с, направление - восточное; давление - 752 мм рт. ст.

Очаг пожара: 13 ёмкостей с растворителем-646 (ЭОП)

Характеристики насадка: длина - 100 мм, шаг нарезки - 20 мм

Прямые измерения величин Косвенные измерения величин

О в ё 5 Насадок Масса огнетушителя, г о - е 1 § м §

Условный номер огнетушителя Состав заряда огнетушителя, %масс Ь подачи, м Угол наклона порошков потока к поверхности зем град. Длина, мм Шаг нарезки, мм До испытаний После испытаний Масса порошка, вышедш из огнетушителя, г Огнетушащий эффект (количество ЭОП -потушено/начальное) Угол распыла струи, гр Диаметр сечения струи, Площадь сечения струи,

1 100% Триумф 3 45 100 20 1834 1415 419 13/13 н/д н/д н/д

2 100% Триумф 5 37 отсутствует - 1770 666 1104 0/13 н/д н/д н/д

6 100% Триумф 3 45 отсутствует - 1934 727 1207 13/13 н/д н/д н/д

7 100% Триумф 5 37 100 20 1662 688 974 0/13 н/д н/д н/д

о, о,

Протокол испытаний огнетушителей ОП-1 от 22.01.2021

Цель: исследование влияния наличия нарезного насадка на огнетушащий эффект

Погодные условия: 1 воздуха -20С; скорость ветра - 4 м/с, направление - юго-восточное; давление - 747 мм рт. ст.

Очаг пожара: 13 ёмкостей с растворителем-646 (ЭОП)

Характеристики насадка: длина - 100 мм, шаг нарезки - 20 мм

Прямые измерения величин Косвенные измерения величин

О в г о Насадок Масса огнетушителя, г о - е 1 § м §

Условный номер огнетушителя Состав заряда огнетушителя, %масс Ь подачи, м Угол наклона порошков потока к поверхности зем град. Длина, мм Шаг нарезки, мм До испытаний После испытаний Масса порошка, вышедш из огнетушителя, г Огнетушащий эффект (количество ЭОП -потушено/начальное) Угол распыла струи, гр Диаметр сечения струи, Площадь сечения струи,

4 100% Триумф 4 35 отсутствует - 1885 659 1226 10/13 16,4 1057 0,88

8 100% Триумф 4 35 100 20 1863 677 1186 12/13 11,8 725 0,41

о о

Протокол испытаний огнетушителей ОП-1 от 26.01.2021

Цель: исследование влияния наличия нарезки насадка на огнетушащий эффект

Погодные условия: 1 воздуха +20С; скорость ветра - 4 м/с, направление - восточное; давление - 748 мм рт. ст.

Очаг пожара: 13 ёмкостей с растворителем-646 (ЭОП)

Длина насадка: 100 мм

Прямые измерения величин Косвенные измерения величин

О в ё 5 Насадок Масса огнетушителя, г о - е 1 § м §

Условный номер огнетушителя Состав заряда огнетушителя, %масс Ь подачи, м Угол наклона порошков потока к поверхности зем град. Длина, мм Шаг нарезки, мм До испытаний После испытаний Масса порошка, вышедш из огнетушителя, г Огнетушащий эффект (количество ЭОП -потушено/начальное) Угол распыла струи, гр Диаметр сечения струи, Площадь сечения струи,

1 100% Триумф 4 35 100 Б/н 1980 1143 837 8/13 н/д н/д н/д

4 100% Триумф 3 45 100 Б/н 1777 1195 582 13/13 н/д н/д н/д

7 100% Триумф 3 45 100 20 1883 714 1169 13/13 н/д н/д н/д

8 100% Триумф 4 35 100 20 1618 909 709 13/13 н/д н/д н/д

Протокол испытаний огнетушителей ОП-1 от 28.01.2021

Цель: исследование влияния шага нарезки нарезного насадка на огнетушащий эффект

Погодные условия: 1 воздуха +10С; скорость ветра - 3 м/с, направление - юго-восточное; давление - 751 мм рт. ст.

Очаг пожара: 17 ёмкостей с растворителем-646 (ЭОП)

Насадок: нарезной, одна нить нарезки

Прямые измерения величин Косвенные измерения величин

О в ё 5 Насадок Масса огнетушителя, г о - е 1 § м §

Условный номер огнетушителя Состав заряда огнетушителя, %масс ь подачи, м Угол наклона порошков потока к поверхности зем град. Длина, мм Шаг нарезки, мм До испытаний После испытаний Масса порошка, вышедш из огнетушителя, г Огнетушащий эффект (количество ЭОП -потушено/начальное) Угол распыла струи, гр Диаметр сечения струи, Площадь сечения струи,

6 100% Триумф 3 45 50 15 1922 884 1038 17/17 16,3 934 0,69

5 100% Триумф 3 45 100 15 1859 705 1154 17/17 14,2 871 0,60

п

о

Протокол испытаний огнетушителей ОП-1 от 04.02.2021

Цель: исследование влияния длины и шага нарезки нарезного насадка на огнетушащий эффект

Погодные условия: 1 воздуха -110С; скорость ветра - 7 м/с, направление - западное; давление - 753 мм рт. ст. Очаг пожара: 17 ёмкостей с растворителем-646 (ЭОП)

Насадок: нарезной, одна нить нарезки

Прямые измерения величин Косвенные измерения величин

О в ё 5 Насадок Масса огнетушителя, г о - е 1 § м §

Условный номер огнетушителя Состав заряда огнетушителя, %масс ь подачи, м Угол наклона порошков потока к поверхности зем град. Длина, мм Шаг нарезки, мм До испытаний После испытаний Масса порошка, вышедш из огнетушителя, г Огнетушащий эффект (количество ЭОП -потушено/начальное) Угол распыла струи, гр Диаметр сечения струи, Площадь сечения струи,

1 100% Триумф 3 45 50 20 1888 906 982 17/17 7,2 423 0,14

2 100% Триумф 3 45 50 15 1918 665 1253 11/17 10,6 568 0,25

3 100% Триумф 3 45 150 20 1762 702 1060 13/17 10,7 562 0,25

4 100% Триумф 3 45 100 Б/н 1800 624 1176 16/17 7,7 401 0,13

5 100% Триумф 3 45 150 Б/н 1830 686 1144 14/17 10,7 355 0,10

6 100% Триумф 3 45 50 Б/н 1838 673 1165 17/17 8,4 409 0,13

7 100% Триумф 3 45 150 15 1782 653 1129 5/17 15,5 765 0,46

8 100% Триумф 3 45 100 15 1948 689 1259 14/17 17,4 810 0,52

СП

о

Протокол испытаний огнетушителей ОП-1 от 17.02.2021 Цель: исследование влияния состава навески, длины нарезного насадка и дальности подачи ОТВ на огнетушащий эффект

Погодные условия: 1 воздуха -140С; скорость ветра - 3 м/с, направление - северное; давление - 765 мм рт. ст. Очаг пожара: 17 ёмкостей с растворителем-646 (ЭОП) Насадок: нарезной, одна нить нарезки

Прямые измерения величин Косвенные измерения величин

Условный номер огнетушителя Состав заряда огнетушителя, %масс ь подачи, м Угол наклона порошкового потока к поверхности земли, град. Насадок Масса огнетушителя, г Масса порошка, вышедшего из огнетушителя, г Огнетушащий эффект (количество ЭОП -потушено/начальное) Угол распыла струи, град. Диаметр сечения струи, мм Площадь сечения струи, м2

Длина, мм Шаг нарезки, мм До испытаний После испытаний

2 25% соль 75% Вексон-АВСЕ 4 35 100 20 1608 675 933 1/17 11,9 908 0,65

3 25% соль 75% Вексон-АВСЕ 3 45 50 20 1591 686 905 16/17 12,1 589 0,27

4 25% соль 75% Вексон-АВСЕ 3 45 100 20 1546 694 852 10/17 13,8 659 0,34

5 15% соль 85% Вексон-АВСЕ 3 45 50 20 1680 740 940 3/17 8,4 459 0,17

7 15% соль 85% Вексон-АВСЕ 4 35 50 20 1686 723 963 5/17 9,7 542 0,23

8 15% соль 85% Вексон-АВСЕ 4 35 100 20 1659 709 950 10/17 11,2 832 0,54

о

Протокол испытаний огнетушителей ОП-1 от 22.02.2021

Цель: исследование влияния состава навески, длины нарезного насадка и дальности подачи ОТВ на огнетушащий эффект

Погодные условия: 1 воздуха -110С; скорость ветра - 9 м/с, направление - восточное; давление - 770 мм рт. ст. Очаг пожара: 17 ёмкостей с растворителем-646 (ЭОП)

Насадок: нарезной, одна нить нарезки

Прямые измерения величин Косвенные измерения величин

О в ё 5 Насадок Масса огнетушителя, г о - е 1 § м §

Условный номер огнетушителя Состав заряда огнетушителя, %масс ь подач и, м Угол наклона порошков потока к поверхности зем град. Длина, мм Шаг нарезки, мм До испытаний После испытаний Масса порошка, вышедш из огнетушителя, г Огнетушащий эффект (количество ЭОП -потушено/начальное) Угол распыла струи, гр Диаметр сечения струи, Площадь сечения струи,

1 7% соль 93% Вексон-АВСЕ 3 45 50 20 1639 649 990 14/17 11,0 433 0,15

2 100% Вексон-АВСЕ 3 45 50 20 1568 662 906 13/17 11,0 598 0,28

3 100% Вексон-АВСЕ 4 35 50 20 1557 678 879 6/17 6,5 575 0,26

4 100% Вексон-АВСЕ 3 45 100 20 1529 670 859 7/17 17,3 650 0,33

5 7% соль 93% Вексон-АВСЕ 4 35 50 20 1557 659 898 5/17 8,1 605 0,29

8 7% соль 93% Вексон-АВСЕ 4 35 100 20 1628 713 915 3/17 14,5 663 0,35

о

Протокол испытаний огнетушителей ОП-1 от 03.03.2021

Цель: исследование влияния состава навески, длины нарезного насадка и дальности подачи ОТВ на огнетушащий эффект

Погодные условия: 1 воздуха +40С; скорость ветра - 8 м/с, направление - западное; давление - 755 мм рт. ст.

Очаг пожара: 17 ёмкостей с растворителем-646 (ЭОП)

Насадок: нарезной, одна нить нарезки

Прямые измерения величин Косвенные измерения величин

О в ё 5 Насадок Масса огнетушителя, г о - е 1 § м §

Условный номер огнетушителя Состав заряда огнетушителя, %масс Ь подачи, м Угол наклона порошков потока к поверхности зем град. Длина, мм Шаг нарезки, мм До испытаний После испытаний Масса порошка, вышедш из огнетушителя, г Огнетушащий эффект (количество ЭОП -потушено/начальное) Угол распыла струи, гр Диаметр сечения струи, Площадь сечения струи,

1 Вексон-АВСЕ, 100% 4 35 50 20 1560 635 925 2/17 7,6 433 0,15

2 Вексон-АВСЕ, 100% 4 35 100 20 1581 680 901 5/17 18,0 958 0,72

3 Вексон-АВСЕ, 100% 3 45 50 20 1675 748 927 15/17 8,9 478 0,18

Вексон-АВСЕ,

5 93% + соль поваренная, 7% 4 45 50 20 1598 640 958 8/17 7,0 340 0,09

Вексон-АВСЕ,

7 93% + соль поваренная, 7% 3 45 50 20 1583 663 920 6/17 10,1 н/д н/д

Приложение Г.

Формирование газопорошковой струи насадками с разными

характеристиками

Приложение Д. Акты внедрения результатов диссертации

УТВЕРЖДАЮ

Председатель совета Коми республиканского отделения Общероссийской общественной организации «Всероссийское

кандид;

« (1 »

АКТ

о внедрении результатов диссертационного исследования Константиновой Алины Станиславовны на тему «Методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащих порошков на эффективность тушения пожаров нефтепродуктов» по специальности 2.10.1 «Пожарная безопасность» в практическую деятельность Коми республиканского отделения Всероссийского добровольного пожарного общества

Комиссия в составе:

председателя - первого заместителя председателя совета Коми республиканского отделения Общероссийской общественной организации Всероссийского добровольного пожарного общества Колмаковой Александры Сергеевны; членов комиссии:

начальника учебного центра Коми республиканского отделения Общероссийской общественной организации Всероссийского добровольного пожарного общества Попова Леонида Маркленовича;

инженер по ОПС Коми республиканского отделения Общероссийской общественной организации Всероссийского добровольного пожарного общества Костенко Юрия Александровича;

настоящим актом подтверждает, что следующие результаты диссертационного исследования Константиновой Алины Станиславовны на тему «Методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащих порошков на эффективность тушения пожаров нефтепродуктов»:

- система экспериментальных очагов пожара для определения огнетушащей эффективности порошкового состава в сечениях нестационарного газопорошкового потока;

- методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащего порошка на эффективность тушения горящих нефтепродуктов.

внедрены в практическую деятельность Коми республиканского отделения Всероссийского добровольного пожарного общества с целью экспериментального определения наиболее эффективных способов подачи порошковых составов к очагу горения класса В.

Проведенные исследования свидетельствуют о возможности использования полученных Константиновой A.C. результатов для повышения точности оценки влияния дисперсного состава огнетушащего порошка на эффективность тушения горящих нефтепродуктов, в том числе при использовании насадка с внутренней спиральной нарезкой.

Председатель комиссии:

первый заместитель председателя совета /

Коми республиканского отделения ВДПО

Члены комиссии: начальник учебного центра Коми республиканского отделения Общероссийской общественной организации Всероссийского добровольного пожарного общества Попова Леонида Маркленовича

инженер по ОПС Коми республиканского отделения Общероссийской общественной организации Всероссийского добровольного пожарного общества

УТВЕРЖДАЮ

Временно исполняющий обязанности начальника Главного управления МЧС

АКТ

о внедрении результатов диссертационного исследования Константиновой Алины Станиславовны на тему «Методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащих порошков на эффективность тушения пожаров нефтепродуктов» по специальности 2.10.1 «Пожарная безопасность» в практическую деятельность Главного управления МЧС

России по Псковской области

Комиссия в составе:

председателя - заместителя начальника Главного управления МЧС России по Псковской области (по ГПС) - начальника управления организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ полковника внутренней службы Никулина Андрея Михайловича;

членов комиссии:

заместителя начальника управления - начальника отдела организации пожаротушения управления организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ Главного управления МЧС России по Псковской области полковника внутренней службы Самойленко Станислава Юрьевича;

2

заместителя начальника управления - начальника отдела организации службы пожарно-спасательных подразделений управления организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ Главного управления МЧС России по Псковской области полковника внутренней службы Иванова Бориса Алексеевича;

начальника службы пожаротушения ФПС ГПС Главного управления МЧС России по Псковской области майора внутренней службы Гараничева

Михаила Вадимовича;

настоящим актом подтверждает, что следующие результаты диссертационного исследования Константиновой Алины Станиславовны на тему «Методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащих порошков на эффективность тушения пожаров нефтепродуктов»:

- закономерности распределения фракций огнетушащего порошка в моделируемом нестационарном газовом потоке;

- система экспериментальных очагов пожара для определения огнетушащей эффективности порошкового состава в сечениях нестационарного газопорошкового потока;

- методика оценки влияния дисперсного состава огнетушащего порошка на эффективность тушения горящих нефтепродуктов

внедрены в практическую деятельность Главного управления МЧС России по Псковской области при изучении теоретических основ подачи огнетушащих веществ к очагу пожара, а также с целью экспериментального определения наиболее эффективных способов подачи порошковых составов к очагу горения класса В.

Председатель комиссии:

заместитель начальника Главного управления МЧС России по Псковской области (по ГПС) - начальник управления организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ

з

Члены комиссии:

Заместитель начальника управления -начальник ОПТ УОПТ и ПАСР Главного управления МЧС России / А

по Псковской области / у

полковник внутренней службы / ¿г Самойленко С.Ю

Заместитель начальника управления - ^

начальник отдела ОСПС УОПТ и ПАСР Главного управления МЧС России по Псковской области

полковник внутренней службы

Иванов Б.А.

Начальник службы пожаротушения ФПС ГПС Главного управления МЧС России по Псковской области майор внутренней службы

Гараничев М.В.