Пленкообразующий огнетушащий химический состав для автоматических установок пожаротушения, подаваемый методом распыления
DOI:
https://doi.org/10.33408/2519-237X.2025.9-2.167Ключевые слова:
поверхностно-активные вещества, коэффициент поверхностного натяжения, коэффициент межфазного натяжения, полный факторный эксперимент, математическая модель, пенообразовательАннотация
Цель. Разработка универсального пленкообразующего огнетушащего химического состава для установок пожаротушения водой и пеной на основе фторированных поверхностно-активных веществ для тушения пожаров класса А и В (горение твердых и жидких горючих веществ), подаваемого на тушение методом распыления.
Методы. Эмпирические методы исследования (измерение поверхностного и межфазного натяжения растворов), метод рандомизации и полного факторного эксперимента для получения регрессионных моделей, а также модуль «Профили желательности» программного пакета STATISTICA. Определение коэффициентов поверхностного и межфазного натяжений растворов поверхностно-активных веществ в водных системах проводили методом отрыва кольца Дю Нуи на автоматическом тензиометре KRÜSS-К20.
Результаты. Обоснован выбор компонентов пленкообразующего огнетушащего химического состава: фторированных поверхностно-активных веществ (ФПАВ), углеводородных поверхностно-активных веществ (УПАВ) и сорастворителя. Представлены результаты полного факторного эксперимента, на основании которого получены регрессионные модели, описывающие изменение значения коэффициента растекания водной пленки по поверхности горючей жидкости, коэффициента межфазного натяжения, времени смачивания образца из хлопковой ткани, времени существования водной пленки на поверхности горючей жидкости, толщины водной пленки на поверхности горючей жидкости и времени тушения модельного очага пожара класса B в зависимости от соотношения компонентов пленкообразующих огнетушащих химических составов. Из установленных зависимостей времени тушения модельных очагов пожаров от масcовой доли компонентов пленкообразующего огнетушащего химического состава определены диапазоны коэффициента межфазного натяжения 1,7–1,9 мН·м⁻¹ и коэффициента растекания 3,0–3,2 мН·м⁻¹, при которых огнетушащая эффективность пленкообразующего огнетушащего химического состава максимальна и составляет 55 с, что на 35 % больше огнетушащей эффективности серийно выпускаемых пленкообразующих пенообразователей. На основании установленных зависимостей времени тушения модельных очагов от коэффициента межфазного натяжения водных растворов ФПАВ, УПАВ с сорастворителем разработана рецептура пленкообразующего огнетушащего состава, состоящего из 2,9±0,1 мас. % амфотерного ФПАВ, 1,5±0,1 мас. % неионогенного УПАВ, 3,0±0,1 мас. % анионного УПАВ, 10,0±0,1 мас. % органического растворителя и 82,9±0,1 мас. % воды, отличающегося от исследуемых составов и существующих аналогов наибольшей огнетушащей эффективностью при подаче путем распыления.
Область применения исследований. Полученные результаты могут быть использованы при разработке рецептуры пленкообразующих огнетушащих составов для тушения пожаров.
Библиографические ссылки
Goncharenko V.S., Chechetina T.A., Sibirko V.I. [et al.]. Pozhary i pozharnaya bezopasnost' v 2023 godu [Fires and fire safety in 2023]: information and analytical compendium. Balashiha: FGBU VNIIPO EMERCOM of Russia, 2024. 110 p. (rus). EDN: https://elibrary.ru/BSONFO.
Cong B.H., Liao G.X., Huang Z. Extinguishment of liquid fuel fires by water mist with additives. Proc. of the Asia-Oceania Symposium on Fire Science & Technology (AOFST 7), 2007. Aticle 95. 11 p. Available at: https://publications.iafss.org/publications/aofst/7/95 (accessed: March 3, 2025).
Wu B., Liao G. Experimental study on fire extinguishing of water mist with a newly prepared multi-component additive. Procedia Engineering, 2013. Vol. 62. Pp. 317–323. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.08.070.
Kim A.K., Dlugogorski B.Z., Mawhinney J.R. The effect of foam additives on the fire suppression efficiency of water mist. National Fire Laboratory, Institute for Research in Construction, National Research Council Canada, Ottawa, Canada, 1994. 12 p. Available at: https://www.nist.gov/system/files/documents/el/fire_research/R9402226.pdf (accessed: March 3, 2025).
Speranskiy A.A., Mamagin S.V., Pavlov D.I. Opredeleniye ognetushashchey effektivnosti opytnogo obraztsa sudovoy sistemy pozharotusheniya s ispol'zovaniyem tonkoraspylennoy vody dlya zashchity mashinnykh i mashinno-kotel'nykh otdeleniy [Determination of fire extinguishing efficiency of the experimental sample of ship system of fire-fighting with use of thin open water for protection machine and machine-boiler departments]. Modern Problems of Civil Protection, 2018. No. 2 (27). Pp. 40–44. (rus). EDN: https://elibrary.ru/XWXQAX.
Tatem P.A., Beyler C.L., DiNenno P.J., Budnick E.K., Back G.G., Younis S.E. A review of water mist technology for fire suppression. Naval Research Laboratory, Washington, 1994. 93 p. Registration No. NAL/MR/6180-94-7624. Available at: https://www.researchgate.net/publication/235097941_A_Review_of_Water_Mist_Technology_for_Fire_Suppression (accessed: March 3, 2025).
Bobkov S.A., Baburin A.V., Komrakov P.V. Fiziko-khimicheskiye osnovy razvitiya i tusheniya pozharov [Physico-chemical bases of fire development and suppression]: tutorial. Moscow: State Fire Academy of EMERCOM of Russia, 2014. 210 p. (rus)
Sharovarnikov A.F., Sharovarnikov S.A. Penoobrazovateli i peny dlya tusheniya pozharov. Sostav, svoystva, primeneniye [Foaming agents and foams for fire extinguishing. Composition, properties, application]. Moscow: Pozhnauka, 2005. 335 p. (rus). EDN: https://elibrary.ru/UWCCSP.
Ivanov I.Yu., Kondakova Ya.A., Navrotskiy O.D. Obzor osnovnykh kharakteristik plenkoobrazuyushchikh penoobrazovateley i sposoby ikh kontrolya [Overview of the main characteristics of film-forming blowing agents and how to control them]. Proc. of V Intern. scientific-practical conf. «Sovremennye pozharobezopasnye materialy i tekhnologii», Ivanovo, October 14, 2021. Ivanovo: Ivanovo Fire Rescue Academy of the State Fire Service of EMERCOM of Russia, 2021. Pp. 41–47. (rus). EDN: https://elibrary.ru/PATKDW.
Ivanov I.Yu., Navrotskiy O.D., Kondakova Ya.A., Krasavin V.E., Busel M.O. Issledovanie ftorirovannykh poverkhnostno-aktivnykh veshchestv dlya razrabotki plenkoobrazuyushchego ognetushashchego sostava [Research of fluorinated surfactants for the development of a film-forming fire extinguishing composition]. Journal of Civil Protection, 2022. Vol. 6, No. 4. Pp. 415–428. (rus). DOI: https://doi.org/10.33408/2519-237X.2022.6-4.415. EDN: https://elibrary.ru/DGPXST.
Ivanov I.Yu., Navrotskiy O.D., Likhomanov A.O., Zhurov M.M. Regressionnaya model' prognozirovaniya koeffitsienta rastekaniya plenkoobrazuyushchikh ogne-tushashchikh sostavov po poverkhnosti goryuchey zhidkosti ot sootnosheniya ikh komponentov [Regression model for predicting the effectiveness of flow of film-forming fire extinguishing compositions over the surface of combustible liquid from the ratio of their components]. Journal of Civil Protection, 2024. Vol. 8, No. 4. Pp. 437–450. (rus). DOI: https://doi.org/10.33408/2519-237X.2024.8-4.437. EDN: https://elibrary.ru/VCBAUY.
Опубликован
Как цитировать
Лицензия
Все права защищены (c) 2025 Иванов И.Ю., Навроцкий О.Д.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
