ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ

2.1. Условия прекращения горения

При горении в зоне реакции (тонкий светящийся слой пламени) выделяется теплотаQ . Часть этого тепла передается внутрь зоны горенияQ г, а другая - в окружающую средуQ ср. Внутри зоны горения теплота расходуется на нагрев горючей системы, способствует продолжению процесса горения, а в окружающей среде тепловые потоки воздействуют на горючие материалы, конструкции и при определенных условиях могут вызвать воспламенение их или деформацию.

При установившемся горении в зоне реакции существует тепловое равновесие, которое выражается формулой:

Q =Q г +Q ср (2.1)

Q - общее количество теплоты, выделенной в зоне реакции горения, кДж.

Каждому тепловому равновесию соответствует определенная температура горения Т г, которая иначе называется температуройтеплового равновесия . При этом состоянии скорость тепловыделения равна скорости теплоотдачи. Данная температура не является постоянной, она изменяется с изменением скоростей тепловыделения и теплоотдачи.

Задача подразделений пожарной охраны заключается в том, чтобы конкретными действиями добиться такого понижения температуры в зоне реакции, при которой горение прекратится. Абсолютный предел такой температуры называетсятемпературой потухания . В процессе тушения пожара условия потухания создаются:охлаждением зоны горения или горящего вещества;изоляцией реагирующих веществ от зоны горения;разбавлением реагирующих веществ;химическим торможением реакции горения.

В практике тушения пожаров чаще всего используют сочетание приведенных принципов, среди которых один является в ликвидации горения доминирующим, а остальные способствующими.

Вид и характер выполнения боевых действий в определенной последовательности , направленных на создание условия прекращение горения, называют способом тушения пожара. Способы тушения пожаров по принципу, на котором основано условие прекращения горения, подразделяются на четыре группы (рис. 2.1): 1) способы, основанные на принципе охлаждения зоны горения или горящего вещества; 2) способы, основанные на принципе изоляции реагирующих веществ от зоны горения; 3) способы, основанные на принципе разбавления реагирующих веществ; 4) способы, основанные на принципе химического торможения реакции горения.

Приемы ограничения распространения горения (локализации пожара) подразделяют также на четыре группы, основные из которых приведены на рис. 2.2.

Рис. 2.1. Способы тушения пожаров.

Тема: «Основы прекращения горения на пожаре. Огнетушащие вещества ».
Вид занятия: классно-групповой.
Отводимое время:60 минут.
Цель занятия: закрепление и совершенствование знаний личного по теме
Литература, используемая при проведении занятия:
Учебник: «Пожарная тактика» В.В. Теребнёв, А.В. Подгрушный.

РАЗВЕРНУТЫЙ ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ.

1.ПОНЯТИЕ ПОЖАРА:

Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления газо и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве.
Эти явления взаимосвязаны и характеризуются параметрами пожара: скоростью выгорания, температурой и т.д. и определяются рядом условий, многие из которых носят случайный характер.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПОЖАРА:

Основные явления, сопровождающие пожар- это процессы горения, газо и теплообмена.

Основными условиями горения являются: наличие горючего вещества, поступление окислителя в зону химических реакций и непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.

К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горение на пожаре, относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, линейная скорость распространения пламени по поверхности горящих материалов, интенсивность выделения тепла, температура пламени др.

Под пожарной нагрузкой понимают количество теплоты, отнесенное к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании при пожаре.

Расчетная пожарная нагрузка для зданий и сооружений или их частей учитывает влияние ряда факторов, характеризующих горючие вещества и материалы, геометрические размеры зданий или их частей.

Пожарную нагрузку и расчетную пожарную нагрузку допускается также определять в кг/м2.
Расчетная пожарная нагрузка характеризуется продолжительностью пожара (чем больше нагрузка, тем продолжительнее пожар).

Под скоростью выгорания понимают потерю массы материала (вещества) в единицу времени при горении.
Процесс термического разложения сопровождается уменьшением массы вещества и материалов, которая в расчете на единицу времени и единицу площади горения квалифицируется как массовая скорость выгорания, кг/(м2 с).

Массовая скорость выгорания зависит от агрегатного состояния горючего вещества или материала, начальной температуры и других условий.

Массовая скорость выгорания горючих и легковоспламеняющихся жидкостей определяется интенсивностью их испарения.
Массовая скорость выгорания твердых веществ зависит от вида горючего, его размеров величины свободной поверхности и ориентации по отношению к месту горения; температуры пожара и интенсивности газообмена.

Линейная скорость распространения горения представляет собой физическую величину, характеризуемую поступательным движением фронта пламени в данном направлении в единицу времени.
Она зависит от вида и природы горючих веществ и материалов, от начальной температуры, способности горючего к воспламенению, интенсивности газообмена на пожаре, плотности теплового потока на поверхности веществ и материалов и других факторов.

Одним из главных параметров, характеризующих процесс горения, является интенсивность выделения тепла на пожаре. Это величина равная по значению теплу, выделяющемуся на пожаре за единицу времени.
Она определяется массовой скоростью выгорания веществ и материалов и их теплового содержания.

При пожаре выделяются газообразные, жидкие и твердые вещества.
Их называют продуктами горения, т.е. веществами, образовавшимися в результате горения.

Они распространяются в газовой среде и создают задымление.

Дым- это дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных частиц. Объем выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.

Под дымообразованием на пожаре принимают количество дыма, м3/с, выделяемого со всей площади пожара.

Газовый обмен на пожаре – это движение газообразных масс, вызванное выделением тепла при горении.
При нагревании газов их плотность уменьшается, и они вытесняются более плотными слоями холодного атмосферного воздуха и поднимаются вверх.

Одним из главных процессов, происходящих на пожаре, являются процессы теплообмена. Выделяющееся тепло при горении, во-первых, усложняет обстановку на пожаре, во-вторых, является одной из причин развития пожара. Кроме того, нагрев продуктов горения вызывает движение газовых потоков и все вытекающие из этого последствия (задымление помещений и территории, расположенных около зоны горения и др.).
Сколько тепла выделяется в зоне химической реакции горения, столько его и отводится от неё.

Тепло, передаваемое во внешнюю среду, способствует распространению пожара, вызывает повышение температуры, деформацию конструкций и т.д.

Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяются на три зоны: горения, теплового воздействия и зона задымления.

Зоной горения называется часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов, паров) в объеме диффузионного факела пламени.
Горение может быть пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным).

В процессе развития пожара различают три стадии: начальную, основную (развитую) и конечную.
Эти стадии характерны для всех пожаров независимо оттого, где произошел пожар: на открытом пространстве или в помещении.

Начальной стадии соответствует развитие пожара от источника зажигания до момента, когда помещение будет полностью охвачено пламенем.
На этой стадии происходит нарастание температуры в помещении и снижение плотности газов в нём.
Горение поддерживается кислородом воздуха, находящимся в помещении, концентрация которого постепенно снижается.

Если помещение достаточно изолировано от окружающей среды, то развитие горения в нем может замедлиться или прекратиться вообще.

В зависимости от объема помещения, степени его герметизации и распределения пожарной нагрузки начальная стадия пожара продолжается 5-40 мин. (иногда и до нескольких часов).
Однако опасные для человека условия возникают уже через 1-6 мин.

Основной стадии развития пожара в помещении соответствует повышение среднеобъемной температуры до максимума.
На этой стадии сгорает 80-90 % объемной массы горючих веществ и материалов, температура и плотность газов в помещении изменяется во времени незначительно.
На конечной стадии пожара завершается процесс горения и постепенно снижается температура. Количество уходящих газов становится меньше, чем количество поступающего воздуха.

ГАЗООБМЕН НА ПОЖАРЕ:

Управление газовыми потоками при тушении пожара является важным оперативно-тактическим действием, выполняемым с целью создания условий, способствующих успешному тушению пожара и проведению спасательных работ.

Чтобы успешно бороться с пожарами, личный состав должен знать способы управления газовыми потоками на пожаре.

Первым можно назвать усиление естественного воздухообмена в здании, что можно достичь изменением площадей приточных и вытяжных проёмов, т.е. открывая или закрывая существующие в здании окна, двери, проделывая отверстия в ограждающих конструкциях.

Однако не следует забывать, что площади приточных и вытяжных проёмов в помещении должны находиться в определенном отношении.
Рекомендуется, чтобы площадь вытяжных отверстий была больше площади приточных.

В боевой обстановке это достигается путем вскрытия или перекрытия соответствующих проёмов, вскрытия дополнительных отверстий в ограждающих конструкциях помещения.

Вторым способом является применение принудительной вентиляции с использованием пожарных дымососов (вентиляторов).
Применение передвижных дымососов возможно в различных вариантах на пожарах: на нагнетание свежего воздуха в горящее помещение; на удаление продуктов сгорания из горящего помещения; комбинированное использование дымососов, т.е. использование части из них на нагнетание воздуха, а части - на удаление дыма из него.

Третий способ заключается в применении личным составом соответствующих огнетушащих веществ. Например, изменение направления движения газообразных масс при пожарах в помещениях можно достигнуть путём создания преград для распространения дыма из воздушно-механической пены средней и высокой кратности. Пена эффективно применяется и для вытеснения дыма из помещения.

ПРЕКРАЩЕНИЕ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ:

Для рассмотрения вопросов о прекращении горения на пожарах, большое внимание заслуживают параметры и условия, за границами которых горение не может протекать. Прежде всего, сюда следует отнести: концентрационные пределы распространения пламени, температурные пределы и ряд других параметров.
Процессы горения не могут протекать вне значений указанных параметров, т.е. процессы горения либо не возникают, а если они существовали, то прекратятся.
На основе этих параметров можно сформулировать основные направления и способы прекращения горения:

Основой является снижение температуры зоны горения до значений ниже температуры потухания.

Достигнуть этого можно на основе четырех известных принципов прекращения горения:

Охлаждения реагирующих веществ;
-изоляцией реагирующих веществ от зоны горения;
-разбавление реагирующих веществ до негорючих концентраций или концентраций, не поддерживающих горение;
-химического торможения реакции горения.

Для этих целей применяются различные огнетушащие вещества.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОГНЕТУШАЩИХ ВЕЩЕСТВ, СПОСОБОВ И ПРИЁМОВ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ:

Под огнетушащими веществами понимаются такие вещества, которые непосредственно воздействуют на процесс горения и создают условия для его прекращения (вода, пена, порошки и др.). Огнетушащих веществ в природе много, но не все они принимаются на вооружение пожарных подразделений, а лишь те, которые отвечают определенным требованиям.

Они должны:

Обладать высоким эффектом тушения при сравнительно малом расходе;
-быть доступными, дешёвыми и простыми в применении;
-не оказывать вредного воздействия при их применении на людей и материалы, быть экологически чистыми.

По основному признаку прекращения горения огнетушащие вещества подразделяются на:
-охлаждающего действия (вода, твердый диоксид углерода и др.)
-разбавляющего действия (негорючие газы, водяной пар, тонкораспыленная вода т.п.)
-изолирующего действия (воздушно-механическая пена различной кратности, сыпучие негорючие материалы и пр.)
-ингибирующего действия (бромистый метилен, бромистый этил, тетрафтор-дибромэтан и др.)

Вид и характер выполнения боевых действий в определенной последовательности, направленных на создание условий прекращения горения, называется способом прекращения горения.

Приёмы тушения – это те составные части способа прекращения горения, которые могут изменяться в процессе действия пожарных подразделений при изменении обстановки на пожаре, могут изменяться и способы.

Применение того или иного способа и приёма прекращения горения, огнетушащего вещества зависит от:
- условий и характера развития пожара;
- свойств и состояния горючих материалов;
- трудоемкости и безопасности выполняемой работы личным составом;
- наличие у руководителя тушения пожара сил и средств;
- боеготовности пожарных подразделений и др.
Всё это направлено на наименьшие убытки и затраты.

МЕХАНИЗМ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ:

Охлаждающие огнетушащие вещества.
Для охлаждения горящих материалов применяются жидкости, обладающие теплоёмкостью.
Для большинства горючих материалов применяется вода.
Попадая в зону горения, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество тепла.
Однако металлические магний, цинк алюминий, титан и его сплавы, при горении создают при горении температуру, превышающую термическую стойкость воды.
Тушение их водой не допустимо.
Вода имеет низкую теплопроводность, что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции.
Это свойство в сочетании с предыдущими позволяет использовать её не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения. Малая вязкость и несжимаемость вод позволяет подавать её по рукавам на значительные расстояния и под большим давлением.

Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.

Вода имеет относительно большую плотность, что ограничивает, а иногда исключает её применение для тушения нефтепродуктов, имеющих меньшую плотность и нерастворимых в воде.

Вода с абсолютным большинством горючих веществ не вступает в химическую реакцию.
Исключение составляют щелочные щелочно-земельные металлы, при взаимодействии которых выделяется водород. Их тушить водой нельзя.

Для охлаждения отдельных видов горючих материалов кроме воды применяется твердый диоксид углерода.
Твердый диоксид углерода прекращает горение всех горючих веществ, за исключением металлического натрия и калия, магния и его сплавов.
Он не электропроводен и не смачивает горючие вещества.
Поэтому применяется для тушения электроустановок под напряжением, двигателей, а также при пожарах в архивах, музеях, библиотеках, на выставках и т.д.

Изолирующие огнетушащие вещества.

Создание между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из огнетушащих и материалов -распространенный способ тушения пожаров. При его реализации применяются самые разнообразные огнетушащие средства, способные на некоторое время изолировать доступ в зону горения либо кислорода, либо горючих паров или газов.

В практике пожаротушения для этих целей широкое применение нашли:

Жидкие огнетушащие вещества (пена, в некоторых случаях вода и пр.)
Газообразные огнетушащие вещества (продукты взрыва и т.д.)
Сыпучие негорючие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки и т.д.)
Твердые тканевые материалы (асбестовые, войлочные покрывала и другие негорючие ткани, в некоторых случаях листовое железо).

Основным средством изоляции являются огнетушащие пены: химическая и воздушно-механическая.
Воздушно-механическая пена (ВМП) получается в результате перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом в специальном стволе или пеногенераторе.
Различают ВМП низкой, средней и высокой кратности.
Кратность зависит от конструкций ствола (генератора).

Основное огнетушащее свойство пен - изолирующая способность.
Пена изолирует зону горения от горючих паров и газов, а также горящую поверхность горючего материала от тепла, излучаемого зоной реакции.

Другое свойство пены, представляющее интерес – стойкость, т.е. способность какое-то время сохраняться, не разрушаясь.

Специфические свойства воздушно-механической пены (ВМП) средней и высокой кратности:
-хорошо проникает в помещения, свободно преодолевает повороты и подъёмы;
-заполняет объёмы помещений, вытесняет нагретые до высокой температуры продукты сгорания (в том числе токсичные), снижает температуру в помещении в целом, а также строительных конструкций и т.п.;
-прекращает пламенное горение и локализует тление веществ и материалов, с которыми соприкасается;
создает условия для проникновения ствольщиков к очагам тления для дотушивания.

На основании этих свойств данные виды пены (особенно средней кратности) нашли применение при объёмном тушении в помещениях зданий, трюмах судов, в кабельных тоннелях и на других объектах.
Пена является основным средством тушения ЛВЖ и ГЖ как в резервуарах, так и разлитых на открытой поверхности.

В настоящее время для тушения все более широкое применение находят огнетушащие порошковые составы.

Механизм прекращения горения порошками заключается в основном в изоляции горящей поверхности от зоны горения, т.е. в прекращении доступа горючих паров и газов в зону реакции.

Разбавляющие огнетушащие вещества.

Для прекращения горения разбавлением реагирующих веществ, применяются такие огнетушащие средства, которые способны разбавить либо горючие пары и газы до негорючих концентраций, либо снизить содержание кислорода воздуха до концентрации, не поддерживающей горение.
Приемы прекращения горения заключаются в том, что огнетушащие средства подаются либо в зону горения или горящее вещество, либо в воздух, поступающий в зону горения.
В качестве разбавляющих огнетушащих средств наибольшее распространение нашли: диоксид углерода (углекислый газ), азот, водяной пар, и распыленная вода.
Механизм прекращения горения при введении разбавляющих огнетушащих веществ в помещение, в котором происходит пожар, заключается в понижении объемной доли кислорода.

Углекислый газ применяется для тушения пожаров электрооборудования и электроустановок, в библиотеках, книгохранилищах и архивах и т.п.
Однако им категорически запрещено тушение щелочных щелочно-земельных металлов.
Азот, главным образом применяется в стационарных установках пожаротушения для тушения натрия, калия, бериллия и кальция.
Для тушения магния, лития, алюминия, циркония применяют аргон, а не азот.
Диоксид углерода и азот хорошо тушат вещества, горящие пламенем (жидкости и газы), плохо тушат вещества и материалы, способные тлеть (древесина, бумага).

Водяной пар нашел широкое применение в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным количеством проёмов, объёмом до 500 м3 Тонкораспыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) – для получения её применяют насосы и специальные стволы-распылители.
Попадая в зону горения, тонкораспыленная вода интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Применение тонкораспыленной воды очень эффективно.

Огнетушащие вещества химического торможения.

Сущность прекращения горения химическим торможением реакции горения заключается в том, что в воздух горящего помещения или непосредственно в зону горения вводятся такие огнетушащие вещества, которые вступают во взаимодействие с активными центрами реакции окисления, образуя с ними либо негорючие, либо менее активные соединения, обрывая тем самым цепную реакцию горения.

Поскольку эти вещества оказывают воздействие непосредственно на зону реакции, в которой реагирующие вещества находятся в паровоздушной фазе, они должны отвечать следующим требованиям:
-иметь низкую температуру кипения, чтобы при малых температурах разлагаться, легко переходить в парообразное состояние;
-иметь низкую термическую стойкость, т.е. при малых температурах разлагаться на составляющие их атомы и радикалы;
-продукты термического распада огнетушащих веществ должны активно вступать в реакцию с активными центрами.

Наиболее широкое применение нашли составы на основе брома и фтора.
Галоидированные углеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют высокую огнетушащую способность при сравнительно небольших расходах.

Тема Основы прекращения горения на пожаре. Огнетушащие вещества .

Вид занятия : классно-групповое

Отводимое время : 1 учебный час.

Литература: учебник «Пожарная тактика», справочник ртп Развернутый план занятий.

Условия прекращения горения

При горении в зоне реакции выделяется теплота Q. Часть ее передается внутрь зоны горения Qг, часть – в окружающую среду Qср. Qг расходуется на нагрев горючей системы и способствует продолжению процесса горения. В окружающей среде тепловые потоки воздействуют на горючие материалы, конструкции и при определенных условиях могут вызывать их деформацию.

При установившемся горении в зоне реакции сущ-т тепловое равновесие:

Q = Q г + Q ср, кДж

Каждому тепловому равновесию соот-т определенная т-ра горения Тг, или т-ра теплового равновесия. При этом скорость тепловыделения равна скорости теплоотдачи. Эта т-ра не является постоянной и меняется с изменением скоростей тепловыделения и теплоотдачи.

Задача подразделений пож. охраны состоит в том, чтобы конкретными действиями добиваться такого понижения температуры в зоне реакции, при которой горение прекратится. Абсолютный предел такой т-ры называется т-рой потухания

В процессе тушения п. условия прекращения горения создаются:

охлаждением зоны горения или горящего вещества;

изоляцией зоны горения или горящего вещества;

разбавлением реагирующих веществ;

химическим торможением реакции горения.

На практике чаще всего используют сочетание приведенных принципов, среди которых один является в ликвидации горения - доминирующим, а остальные способствующими.

Вид и характер выполнения боевых действий в определенной последовательности направленных на прекращения горения, называют способом тушения пожара.

По принципу прекращения горения способы тушения пожаров делятся

на 4 группы:

1 способы, основанные на принципе охлаждения зоны горения или горящего вещества;

2 способы, основанные на принципе изоляции реагирующих веществ от зоны горения;

3 способы, основанные на принципе разбавления реагирующих веществ;

4 способы, основанные на принципе химического торможения реакции горения.

Способы охлаждения: сплошными струями воды, распыленными, перемешиванием горючих веществ…

Способы разбавления: струями тонко распыленной воды, газоводяными струями АГВТ, разбавлением ГЖ водой, разбавлением негорючими парами и газами…

Способы изоляции: слоем пены, слоем продуктов взрыва ВВ, созданием разрыва в горючем веществе, слоем огнетушащего порошка, огнезащитными полосами…

Способы химического торможения реакции: огнетушащим порошком, галоидоуглеводородами.

Приемы тушения – это боевые действия л.с. подразд. на конкретном этапе применения средств тушения с целью создания условий прекращения горения.

Группы приемов

подача ОС на горящие или защищаемые поверхности;

подача ОС по объему (пр. объемного тушения);

удаление горючих в-в и материалов с путей распространения пожара;

создание искусственных преград на путях распространения горения.

Как способы, так и приемы тушения в ходе тушения п. могут изменяться (пояснить). В конечном итоге, тушение п. должно быть организовано так, чтобы п. нанес наименьший ущерб.

Огнетушащие средства классифицируются по доминирующему принципу прекращения горения по группам: охлаждающего, изолирующего, разбавляющего и ингибирующего действия.

ОС охлаждения: вода, раствор воды со смачивателем, твердый диоксид углерода (в снегообразном виде), водные растворы солей.

ОС изоляции: химическая и воздушно-механическая огнетушащие пены; огнетушащие порошковые составы: ПС, ПСБ-3, СИ-2. П-1А; негорючие сыпучие в-ва (песок, шлаки, флюсы, графит...), листовые материалы (покрывала, щиты...)

ОС разбавления: инертные газы (СО 2 , N 2 , Ar); дымовые газы; водяной пар; тонко распыленная вода; газо-водяные смеси; продукты взрыва ВВ; летучие ингибиторы, образующиеся при разложении галоидоуглеводородов.

ОС хим. торможения реакции: галоидоуглеводороды: бромистый этил, хладоны 114В2 (тетрафтордибромэтан) и 13В1 (трифторбромметан); составы на основе галоидоуглеводородов: 3, 5, 4НД, 7, БМ, БФ-1, БФ-2; водобромэтиловые растворы (эмульсии), огнетушащие порошковые составы.

В практике тушения пожаров наибольшее распространение получили следующие принципы прекращения горения:

1) изоляция очага горения от воздуха или снижение путем разбавления воздуха негорючими газами концентрации кислорода до значения, при котором не может происходить горение;

2) охлаждение очага горения ниже определенных температур;

3) интенсивное торможение (ингибирование) скорости химической реакции в пламени;

4) механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи газа и воды;

5) создание условий огнепреграждения, т.е. таких условий, при которых пламя распространяется через узкие каналы.

ВОДА имеет хорошие охлаждающие свойства: удельная теплоемкость С=4,19 кДж*град, высокая теплота парообразования (2236 кДж/кг). Превращаясь в пар вода разбавляет реагирующие в-ва (1л. Н 2 О – 1700 л. пара). Довольно низкая теплопроводность способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Значительная термическая стойкость воды (разлагается на О 2 и Н 2 при т-ре 1700 гр.С) способствует тушению большинства твердых материалов. Способность растворять некоторые жидкости (спирты, ацетон, альдегиды, органические к-ты) позволяет разбавлять их до негорючих концентраций. Вода растворяет некоторые пары и газы, поглощает аэрозоли. Вода доступна, экономически целесообразна, инертна по отношению к большинству в-в и материалов, имеет незначительную вязкость и несжимаемость.

Отрицательные свойства воды : электропроводна, имеет большую плотность (не применяется для тушения нефтепродуктов как основное ОС), способна вступать в реакцию с некоторыми материалами и бурно реагировать с ними (азид свинца взрывается при увеличении влажности до 30%; калий, кальций, натрий, рубидий, цезий металлические реагируют с водой с выделением водорода, возможен взрыв, при подаче компактных струй в битум, происходит выброс усиливается горение…); имеет низкий коэффициент использования в виде компактных струй (пояснить); имеет довольно высокую т-ру замерзания и высокое поверхностное натяжение -72,8*10 3 Дж/м 2 (показать на что это влияет).

Огнетушащая способность воды обуславливается охлаждающим действием, разбавлением горючей среды образующимися при испарении парами и механическим воздействием на горящее вещество, т.е. срывом пламени.Охлаждающее действие воды определяется значительными величинами ее теплоемкости и теплоты парообразования. Разбавляющее действие, приводящее к снижению содержания кислорода в окружающем воздухе, обуславливается тем, что объем пара в 1700 раз превышает объем испарившейся воды.Наряду с этим вода обладает свойствами, ограничивающими область ее применения. Так, при тушении вододй нефтепродукты и многие другие горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому вода может оказаться малоэффективной при их тушении. Огнетушащий эффект при тушении водой в таких случаях может быть повышен путем подачи ее в распыленном состоянии.Вода, содержащая различные соли и поданная компактной струей, обладает значительной электропроводностью, и поэтому ее нельзя применять для тушения пожаров объектов, оборудование которых находится под напряжением.

Тушение пожаров водой производят установками водяного пожаротушения, пожарными автомашинами и водяными стволами (ручными и лафетными). Для подачи воды в эти установки используют устраиваемые на промышленных предприятиях и в населенных пунктах водопроводы.

Для того, чтобы обеспечить тушение пожара в начальной стадии его возникновения, в большинстве производственных и общественных зданий на внутренней водопроводной сети устраивают внутренние пожарные краны.

По способу создания давления воды пожарные водопроводы подразделяют на водопроводы высокого и низкого давления. Пожарные водопроводы высокого давления устраивают таким образом, чтобы давление в водопроводе постоянно было достаточным для непосредственной подачи воды от гидрантов или стационарных лафетных стволов к месту пожара. Из водопроводов низкого давления передвижные пожарные автонасосы или мотопомпы забирают воду через пожарные гидранты и подают ее под необходимым давлением к месту пожара.

К установками водяного пожаротушения относят спринклерные и дренчерные установки . Они представляют собой разветвленную, заполненую водой систему труб, оборудованную специальными головками. В случае пожара система реагирует (по-разному, в зависимости от типа) и орошает конструкции помещенеия и оборудования в озне действия головок.

Вода со смачивателем. Снижено поверхностное натяжение (до 36,4*10 3 Дж/м 2). Хорошая проникающая способность (при тушении волокнистых материалов, торфа, сажи…). Позволяет уменьшить расход воды на 30-50%, а также продолжить тушение пожара.

Виды и концентрация смачивателя в воде: ДБ – 0,2…0,25%; Сульфанол НП-1, НП-5 – 0,3…0,5; Сульфанол Б – 1,5…2%; Эмульгатор ОП-4 – 1,95…2,1%; Пенообразователь ПО-1 – 3,5…4%; ПО-1Д – 6…6,5%

Тонко распыленная вода (размер капель менее 100мк), получается в стволах-распылителях (специальных), гидротрансформаторах при высоком давлении (200…3м). Струи орошают значительную поверхность, обладают повышенным охлаждающим эффектом, хорошо разбавляет горючую среду, осаждает дым, снижает т-ру. Меньше проливается воды. Кроме ТГМ тушат нефтепродукты. Применяют для защитных действий

Пожар принято рассматривать, как термодинамическую структуру открытого типа. В ней происходят процессы трех видов: горение, теплообмен и газообмен. Система обменивается с окружающим пространством энергией и средами. Процесс горения и условия его возникновения складывается из трех аспектов:

• наличием материалов или вещества, способного поддерживать горение;
• стабильный приток окисляющего вещества к очагу возгорания;
• выделение тепловой энергии, которая поддерживает химическую реакцию.

Соответственно условия прекращения горения – это купирование одного или нескольких факторов пожара.

Основы прекращения горения базируются на понимании пожара, как совокупности реакций, сопровождающихся выделением света, посредством образования пламени, и тепла. Пожар зарождается и распространяется не мгновенно, а постепенно:

• источник тепла или огня воздействует на вещества и нагревает их до температуры горения;
• происходит активация нагреваемого или находящегося в соприкосновении с огнем предмета;
• затем начинается испарение, формирование аэрозольных составов из твердых частиц и газов – результата термических процессов;
• когда сформированные продукты достигают пороговых показателей деструкции, они готовы к экзотермической трансформации, начинается интенсивная стадия – появления непосредственного огня;
• пламя захватывает окружающее пространство, вызывая в нем те же процессы, и, когда их скорость становится тождественной очагу возгорания, формируется термодинамическая система.

Факторы распространения пожара

Распространение пожара может осуществляться 2-мя способами:

• Линейно. То есть огонь перемещается по материалам, способным гореть, в определенном направлении или по всей поверхности.
• Объемно. В этом случае после возгорания появляются новые очаги пожара в разных направлениях и плоскостях. Этот формат характеризует большая скорость перемещения пламени, в сравнении с линейным способом.

Конфигурация пожара может быть самой замысловатой. Форма зависит от направления распространения пожара и скорости. Это может быть круговая, эллипсоидальная, угловая или иная система.

Кроме этого, в зданиях и сооружениях огонь может распространяться по поверхностям конструкций, по предметам интерьера и продукции, внутри перегородок и перекрытий здания, по проемам и карнизам, а так же по коммуникациям, где транспортируются горючие среды.

Комплекс необходимых мер пожаротушения

Способов прекращения или снижения эффективности горения несколько, каждый из них предполагает устранение одного из провоцирующих факторов:

• Охлаждение горячих веществ или очага возгорания. В этом случае используют огнетушащие охлаждающие среды: вода, растворы, углекислота в твердой форме и другие. Это основной способ. Возможен вариант механического размешивания горючих жидкостей для прекращения пожара. Эффективен прием демонтажа с последующей обработкой частей огнетушащими веществами.
• Снижение концентрации горючих веществ негорючими материалами. Разбавление воздуха в зоне возгорания негорючими газовыми средами: выхлопные газы, азот, углекислота, водяной пар и другие. В ситуации возгорания твердых материалов, на их поверхность целесообразно нанести воды или углекислоту, то есть негорючие вещества.
• Изоляция горючих материалов от очага возгорания. На поверхность наносятся изолирующие материалы с низким классом горючести или НГ: земля, песок, войлок, флюсы и прочее. Основы прекращения горения предлагают и другие действенные методы: срыв огня, водяные завесы в проемах, взрыв для формирования изоляции и другие меры преграждения и защиты.
• Химическое купирование реакции. В последние годы химия дает пожарным массу фундаментальных инновационных средств пожаротушения. Подача к месту возгорания ингибиторов, это могут быть различные порошки и фреоны. Второй вариант – это распыление в воздухе зоны пожара бромэтиловой эмульсии.

Классификация огнетушащих средств

Основы прекращения горения на пожаре под огнетушащими веществами понимает те составы и средства, которые способны воздействовать на химическую реакцию интенсивного окисления и прекращать пожар. Их классифицируют по доминирующему принципу действия:

• Охладители. Преимущественно это теплоемкие жидкости, такие как вода. Так же активно используется диоксид углерода в твердом виде. Вещества, попадая в очаг пожара, отнимают большое количество тепла у термодинамической системы. Кроме этого, охладители меняют агрегатное состояние. Так вода трансформируется в пар, увеличиваясь в объеме в тысячи раз, вытесняет воздух и разбавляет концентрацию горючих веществ.
• Разбавители. Эти составы работают на то, чтобы снизить концентрацию горючих веществ, тем самым снизить интенсивность возгорания или полностью купировать его. Так, процессы сжигания уменьшаются, меньше выделяется тепло и снижается газообмен. Одним из лучших разбавителей в этом случае является так же вода. Так же широко используется углекислота. Практика показывает, что большинство горючих материалов прекращают гореть при снижении концентрации в среднем до 15%.
• Изоляторы. На сегодняшний день чаще всего в качестве изоляционных составов используется два вида пены: воздушно-механическая и химическая. При небольших возгораниях используются плотные ткани, войлок и прочее. И в этой группе средств эффективно показывает себя вода, которая создает на поверхности тонкий изолирующий слой.
• Ингибиторы. Эти материалы обеспечивают прекращение цепной реакции сгорания. По меньшей мере, они обеспечивают ее торможение. Это эффективный метод, при небольших расходах, можно оперативно потушить серьезные возгорания. Но следует помнить о токсичности некоторых составов. Например, порошковые ингибиторы, которые подают из аэрозольных баллонов, не оседают на поверхности, а формируют облако. Преимущественно используются составы на основе фтора и брома.

Важно! Как видно из вышеизложенного, к какому бы виду не относилось огнетушащее вещество, поступая в очаг возгорания, они действуют не избирательно, а комплексно. Например, вода не только охлаждает, но и изолирует, и разбавляет.

Использование мобильных и стационарных средств

Существуют основные способы прекращения горения и дополнительные. Какие методы нужно применить, сколько и в каких объемах зависит от особенностей объекта, например одноэтажный дом или многоэтажное сооружение, типа горючих материалов и масштабов возгорания. Методические рекомендации разработаны различными нормативными актами и законодательными нормами. Основные положения начинают преподавать уже в школе, на занятиях БЖД. Важно не только правильно выбрать огнетушащие вещества, но и использовать адекватные средства пожаротушения. Они должны быть предусмотрены на всех объектах, особенно на взрывоопасных производствах и площадка, где материалы склонны к самовозгоранию. Перечень средств классифицируется на такие группы:

• спецтехника;
• подручный инструментарий, такой как огнетушитель;
• автоматические системы с подключением к пункту охраны;
• системы оповещения;
• установки для тушения;
• спасательные средства.

Принципиально все средства пожаротушения подразделяются на два типа:

• Стационарные. Назначение установок определяется огнетушащим веществом. А его выбор зависит от специфики объекта. Установки различаются по принципу тушения, они бывают четырех типов: поверхностные, объемные, локально-поверхностные и локально-объемные. Оборудование рассчитано на на ранней стадии возгорания. Установки могут приводиться в действие механически, автоматически и дистанционно. Оборудование состоит из трубопроводов, средств подачи составов, чувствительных приборов, запорной арматуры и модуля управления. Средства должны постоянно находиться в рабочем состоянии, то есть подлежат регулярным проверкам.
• Мобильные. Это средства, которые перемещаются на пожар самостоятельно. Это автомобили, вертолеты, железнодорожные составы и водные суда. Их классификация определена в Техническом регламенте. Самый простейший вид данной техники – это мотопомпа. Она состоит из мотора и насоса, но использовать ее можно в самых различных целях: для подачи жидкости к огню, для орошения, для откачки воды из цокольных и подвальных этажей, для ирригации.

Лафетные установки для пожаротушения

Прекращение горения на пожаре эффективно реализуется с помощью лафетных установок. Это стационарные средства. Они проектируются уже на стадии разработки самого объекта. Лафетные установки высокоэффективны, но максимально требовательны к обеспечению коммуникациями. Проектируют системы, исходя из специфики объекта, материалов и огнетушащих веществ, которые планируется использовать. Есть установки общего назначения, существует оборудование специального назначения, например, для защиты коммуникаций посредством орошения водой.

Способы прекращения горения. Характеристики ОТВ.

V. Текст лекции

На предмете ТГИВ вы рассматривали предельные параметры процессов горения. Известно, что для прекращения горения необходимо либо снизить тепловыделение в зоне горения фронта пламени, либо увеличить из фронта пламени теплоотвод. Цель – понизить температуру горения до критической температуры гашения.

Это может быть достигнуто различными путями:

1. Охлаждением поверхности ГЖ или ТГМ ниже температуры, соответственно, их кипения или термического разложения, тем самым снижая количество горючих паров и газов, поступающих в зону горения фронта пламени;

2. Изоляцией зоны горения от источника горючих газов, паров и окислителя (например, герметизацией либо горящего вещества, либо объема, в котором протекает процесс горения);

3. Разбавлением горючих газов, паров и окислителя, поступающих в зону горения;

4. Ингибированием процессов горения (т.е. введением в исходную горючую смесь или в зону горения ингибиторов средств химического торможения цепных реакций окисления.

Помимо перечисленных способов, прекращения горения можно достичь отрывом пламени, например, путем увеличения линейной скорости поступления горючего вещества (газа) в пламя выше его видимой скорости распространения или же механическим срывом пламени, например, сдувая его сильной струей воздуха.

Огнетушащее вещество (ОТВ) – это вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.

Способы прекращения горения и огнетушащие вещества

Таблица № 1

По способу прекращения горения все ОТВ подразделяются на четыре основные группы в соответствии с таблицей. 1.

Перечисленные в ней ОТВ, обладая одним доминирующим огнетушащим свойством, оказывают комбинированное действие на процесс горения. Например, вода обладает охлаждающим, изолирующим и разбавляющим действием; пена – изолирующим и охлаждающим; порошковые составы – изолирующим и ингибирующим; хладоны – ингибирующим и разбавляющим действием. Поэтому одно и то же ОТВ применяется для тушения разных классов пожаров, что наглядно видно из таблицы 2.

Все способы тушения пожаров, а вместе с ними и ОТВ, подразделяются также на поверхностные и объемные. При поверхностном способе ОТВ подается непосредственно на поверхность горящего вещества, а при объемном – с помощью ОТВ создается негорючая среда в районе очага пожара (локальное тушение) или во всем объеме помещения. Однако такое разделение весьма условно, так как многие ОТВ применяются и для поверхностного, и для объемного тушения.

Таблица № 2

Применение ОТВ для тушения пожаров