МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА
Звіт до
лабораторної роботи №33
ПЕРВИННІ ЗАСОБИ ПОЖЕЖОГАСІННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ЯКОСТІ
ВОГНЕГАСНОЇ РЕЧОВИНИ
Львів-2007
Мета роботи^ ознайомитись з первинними засобами пожежогасіння; дослідити та встановити придатність піноутворювача для одержання вогнегасної речовини (шни).
Способи припинення горіння:
Охолодження зони горіння або речовин, що горять, нижче певних температур.
Ізоляція вогнища горіння від повітря.
Зниження концентрації кисню в повітрі шляхом розбавлення негорючими газами.
Хімічне гальмування (інгібування) швидкості реакцій окислення (горіння) уполум'ї.
Механічний зрив полум'я сильним струменем води, порошку чи газу.
Створення умов вогнеперешкоди, за яких полум'я поширюється через вузькіканали, переріз яких менше діаметра, що гаситься.
Вогнегасні речовини:
Кожному способу припинення горіння відповідає конкретний вид вогнегасних речовин:
охолодження горючих речовин або зони горіння - (вода, водні розчини, снігоподібнавуглекислота тощо);
розбавлення повітря чи горючих речовин - (діоксид вуглецю, водяна пара, інертні газитощо);
ізоляції горючих речовин або окисника від зони горіння - (хімічна та повітряно-механічнапіна, пісок тощо);
хімічного гальмування реакції горіння - (вогнегасні порошки, брометил, хладон тощо).
До вогнегасних речовин належать речовини, що мають фізико-хімічні властивості, які дозволяють створити умови для припинення горіння. Багато з них використовується також для запобігання, обмеження розповсюдження пожежі, захисту людей та матеріальних цінностей.
Використовуються такі види вогнегасних речовин:
вода;
вода з добавками, які підвищують її вогнегасну здатність; піна;
газові вогнегасні суміші;
вогнегасні порошки;
комбіновані вогнегасні суміші.
Для гасіння легкозаймистих рідин досить часто застосовують піну - суміш газу з рідиною. Бульбашки газу утворюються в рідині за рахунок хімічних процесів або механічного змішування газу (повітря з водою). При невеликій густині (0.1...0.2 г/см') піна розтікається на поверхні горючої речовини, ізолює її від зони горіння, одночасно охолоджує найбільш нагрітий верхній шар речовини.
Хімічна піна утворюється при взаємодії лужного та кислотного розчинів у присутності піноутворювача. Така піна утворюється в піногенераторах (ГПС) з пінопорошка та води. Піна утворюється за такими реакціями:
A12(SO4)3 + 6Н2О = 2АЦОН)3 + З H2SO4,
H2SO4 + 2NaHCO3 = Na2SO4 + 2Н2О + 2СО2
її кратність дорівнює 5, а стійкість до 40 хв.
Повітряно-механічна піна утворюється при механічному змішуванні повітря ( 90%), води (9.4+9.8%) та поверхнево-активної речовини, що зменшує поверхневий натяг води -піноутворювача. Повітряно-механічна піна буває низької кратності (до 10), середньої (10+100) та високої (більше 100). Стійкість повітряно-механічної піни є меншою, ніж хімічної, вона залежить від типу піноутворювача та становить до 20 хв, причому із збільшенням кратності вона зменшується.
Всі технічні засоби та установки, що застосовуються для гасіння пожеж, підрозділяються на стаціонарні, пересувні та первинні.
Первинні засоби пожежогасіння призначенні для ліквідації невеликих осередків пожеж, а також для гасіння пожеж на початковій стадії їхнього розвитку силами персоналу об'єктів. До первинних засобів пожежогасіння належать: вогнегасники, пожежний інвентар (бочки з водою, пожежні відра, ящики з піском, совкові лопати, протипожежне рядно) та пожежний інструмент ( сокири, гаки, ломи тощо).
Пожежний інвентар та інструменти розміщуються на спеціальних пожежних щитах (стендах), з розрахунку один щит (стенд) на площу до 5000 м виробничого об'єкта. На примітних місцях виробничого об'єкта встановлюють відповідні знаки, що вказують місця знаходження пожежного щита (стенда) чи вогнегасника.
Види вогнегасників:
Хімічно-пінні вогнегасники призначенні для гасіння легкозаймистих та горючих с.
Вогнегасник ВХГІ-10 складається з трьох основних елементів: металевого корпусу /, що герметично закритий кришкою 5; поліетиленового стакана 10 та запірно-пускового пристрою. У корпусі вогнегасника знаходиться лужна частина заряду, а в стакані - кислотна. Для приведення вогнегасника в дію необхідно повернути важіль 3 запірно-пускового пристрою на 180°, перевернути вогнегасник днищем догори та спрямувати струмінь піни в осередок пожежі. При повертанні важеля піднімається клапан 9, що закриває стакан, а при наступному перевертанні вогнегасника кислотна частина заряду виливається із стакана і вступає в реакцію з лужною частиною. Внаслідок реакції утворюється значна кількість вуглекислого газу, який інтенсивно перемішує рідину, утворюючи при цьому піну. Вогнегасник хімічний пінний ВХП-ЇО:І - корпус; 2 - сприск; З - важіль запуску; 4 - кільце ущиьнюєальне: 5 - кришка; > 6 - шток; 7 -упорна пружина; S - шайби; 9- клапан; 10— стакан; 11 –ручка
Завдяки надлишковому тиску через отвір в корпусі (сприск) 2 викидається струмінь хімічної піни на віддаль 6-8 м.
Повітряно-пінні вогнегасники (ВПП-5: ВПП-10; ВПП-100) мають ту ж галузь застосування, що й хімічно-пінні. На відміну від хімічної, повітряно-механічна піна не викликає корозію, більш екологічна, однак має меншу стійкість (швидко розкладається).
Зарядом вогнегасника ВПП-10 є 6% водний розчин пшоутворювача, що знаходиться в корпусі. Надлишковий тиск, завдяки якому водний розчин піноутворювача подається із корпусу 1 вогнегасника через сифонну трубку 5 створюється вуглекислотою, яка у зрідженому стані знаходиться в балончику 4. Повітряно-механічна піна утворюється в дифузорі 6, де розчин, що виходить з корпусу змішується з повітрям. Для приведення вогнегасника в дію необхідно, спрямувавши на осередок вогню дифузор, натиснути на пусковий важіль 9. Повітряно-механічна піна утворюється в дифузорі 6, де розчин, що виходить з корпусу змішується з повітрям. Для приведення вогнегасника в дію необхідно, спрямувавши на осередок вогню дифузор, натиснути на пусковий важіль 9.
Вогнегасник поаітряно-пінний ВII11-10:І - корпус; 2 - головка, З - рукав. 4 ~ балон зробочим газом; 5 — трубка сифонна6-Дифузор;7 - сітка; - корте фільтра;9 - важіль керування клапаном; 10 - ручка;11- кільце ущільнювальне; 12 - клапан:ІЗ - перехіднчк; 1-1 - гайки накидна; 15 - кільцеУіцпьіновильн-г 16 - штифт: 17 - пружина.IS- вісь; 19 - кнопка і голкою: 20 - пружина.21 - кільце ущільнювальн
При цьому з'єднаний з важелем шток з голкою 19 опускається та проколює мембрану балончика.Пінні вогнегасники (хімічно-пінні, повітряно-пінні) не можна застосовувати для гасіння електроустановок, що знаходяться під напругою, а також пожеж, де є лужні, лужноземельні метали та їх солі (карбіди), оскільки до складу піни входить вода.
Вуглекислотні вогнегасники (ВВ-2, ВВ-5, ВВ-8, ВВ-25, ВВ-80. ВВ-400) застосовуються для гасіння легкозаймистих та горючих рідин, твердих горючих речовин та матеріалів, електропроводок, що знаходяться під напругою до 1000 В, а також пінних предметів.
У вогнегаснику ВВ-2 вуглекислота знаходиться в товстостінному металевому балоні 1 в зрідженому стані. При відкриванні маховичка 2 вуглекислота під тиском надходить у дифузор 13, де внаслідок різкого розширення та швидкого випаровування утворюється снігоподібна маса з температурою близько мінус 78°С. . Вогнегасна дія вуглекислого газу базується на пониженні концентрації кисню в зоні горіння та охолодженні об'єкта, який горить.
Рис.З. Вогнегасник вуглекислотний ВВ-2:
І - корпус: 2 - маховичок; З - головка; 4- гайка притискнії;5 - запобіжна мембрана: 6 - гайка: 7- шайби: 8 - прокладка; 9 - втулка; 10 — прокладка: 11 - ручка; 12 ~ трубка сифонна; 13 - дифузор; 14- шток: 15-гайка; 16 - прокладка; 17 – клапан
Вуглекислотні вогнегасники не можна використовувати для гасіння гідрофільних ЛЗР (спирти, ацетон), у яких ССь добре розчиняється, лужних та лужноземельних металів, тліючих речовин, а також речовин, які можуть горіти без доступу повітря (целулоїд, магній, перекиси).
Хладонові (аерозольні) вогнегасники (ВАХ, ВХ-3. ВВБ-ЗА, ВХ-7) призначені для гасіння електроустановок під напрутою до 3805. різноманітних горючих твердих та рідких речовин, за винятком лужних та лужноземельних металів та їх карбідів, також речовин, що здатні горіти без доступу повітря.
Як вогнегасна речовина у хладонових вогнегасниках використовуються галогеноводні (бромистий етил, хладон 114В2, тетрафтордиброметан), які при виході з вогнегасника створюють струмінь із дрібнодисперсних краплин. Тому, на відміну від вуглекислого газу, галогеноводнями можна гасити тліючі матеріали (бавовна, ізоляційні матеріали). Крім того вони не замерзають при виході із запірнот пускового пристрою і під час роботи вимагають створення тиску в оалош (до 0.9 МПа ), що дозволяє використовувати тонкостінні балони, маса яких невеликою.
Рис.4. Вогнегасник хяадоновий ВХ-3:/ - корпус: 2 - головка: 3 - насадок-розпилювяч:4 - тпобіжиа чека: 5 – важіль керування клапаном; 6 - кільце ущільнювальні 7 - ручка, S - клапан: 9 - пружина:.10 - перехіднім:
Хладонові вогнегасники циліндричні стальні тонкостінні балони, в горловини яких встановлені запірно-пускові пристрої. Для створення надлишкового тиску, завдяки якому вогнегасна речовина виходить із розпилювальної насадки, в балон закачують стиснуте повітря.
Порошкові вогнегасники є універсальними та характеризуються широким діапазоном застосування.
Порошкові вогнегасники призначені для гасіння невеликих осередків займань горючих газів, легкозаймистих та горючих рідин, нафтопродуктів, тліючих матеріалів (вугілля, деревина, папір) , електроустановок до 1000 В. На відміну від інших видів вогнегасників ними можна гасити пожежі де є лужні та лужноземельні метали та їх карбіди.
Puc.5. Вогнегасник порошковий ВП*2М:1 - Kopnvc: 2 -головка, З -гайка накидна; 4 ~ кнопка; 5 -запобіжна чека; 6 ~ важіль керування клапаном; 7 ~ голка; 8 - штифт; 9 ~ кільце ущільнювальне; 10 - шайба; II - пружина; 12 — перехідник: 13 -фальш-панель;14 - балон з робочим газом; 15 - вісь: 16 - пружина: /7 - насадок розпилювач; 18 - клапан; 19 - кільце ущільнювальне; 20 - трубка га-юпідвідна; 21 - трубка
Надлишковий тиск у корпусі 1 створюється вуглекислим газом, який у зрідженому стані знаходиться в балончику 14 Вогнегасник приводиться в дію натискуванням кнопки 4 після зняття запобіжного кронштейна 5. При цьому шток 8 опускається і голка 7 проколює мембрану балончика з вуглекислотою.
Опис лабораторної установки
Визначення кратності та стійкості повітряно-механічної піни проводять на лабораторній установці (рис.6), що складається з вимірної ємності 1, компресора 2 та трубки 3 для подачі повітря на дно ємності. Компресор обладнаний вимикачем 4 та регулятором подачі повітря 5.
Рис. 6. Схема лабоаторної установки:
1 - мірна ємність: 2 - повітряний компресор; З - осіяна трубка; 4 - вимикач; 5 - регулятор подачі повітря
Послідовність виконання роботи
Для дослідження взяти 100 мл водного розчину досліджуваного пшоутворговача та налити в вимірну ємність 1. Одночасно включити в електромережу компресор 2 вимикачем 4 та секундомір на 30 с. Після чого зафіксувати об'єм отриманої піни в ємності та визначити її кратність.
Для визначення показника стійкості піни потрібно зафіксувати час зменшення об'єму отриманої піни в ємності 1 на 50%.
Визначення кратності та стійкості піни провести для різних процентних концентрацій водного розчину піноутворювача. Дослідження повторити 2-3 рази, остаточним результатом є середнє арифметичне всіх отриманих значень.
Основними показниками, що визначають якість піноутворювача,. є кратність та стійкість піни.
Під кратністю піни К, розуміють відношення об'єму піни \'п до об'єму вихідних продуктів (розчину) Vb.ii., з яких вона утворена - А" = Vц/Vв.п-
Під стійкістю піни розуміють час. за який 50% досліджуваного розчину піноутворювача, з якого утворився об'єм піни, вернувся в рідку разу.
Отримані результати занести в протокол досліджень і порівняти з нормованими показниками та зробити висновки про придатність досліджуваних піноутворювачів.
Речовина
Об’єм розчину
Об’’v піни
Кратність
Стійкість
Назва показників
Нормуючий показник
Кратність піни в лабораторних умовах, не менше
5.0
Стійкість піни в лабораторних умовах, не менше
3.0 хв.
Висновки: