Основные прекращение горения на пожаре. Пожар и его развитие. Способы прекращения горения на пожаре. Основные параметры пожара

Вода как средство тушения пожаров используется в чистом виде или в смеси с различными химическими добавками, повышающими эффективность тушения пожаров. Воду применяют для тушения пожаров твердых сгораемых материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов, расположенных вблизи очага горения.

Несмотря на это область применения воды ограничена. Так, например, при тушении водой нефтепродукты и многие другие горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому эффект их тушения резко снижается.

Природная вода, содержащая различные соли, обладает значительной электропроводностью и поэтому не может применяться для тушения пожаров объектов, оборудование которых находится под напряжением.

Воду также нельзя применять для тушения пожаров веществ, вступающих с ней в химическую реакцию, сопровождаемую выделением большого количества тепла (негашеная известь). Также, например, нельзя тушить возгоревшиеся металлы (натрий, калий, кальций, мелкораздробленный магний, алюминий), так как они энергично поглощают воду с выделением газообразного водорода, способного образовывать с воздухом взрывчатые смеси. Карбид кальция разлагается водой с выделением ацетилена, карбид – с выделением метана, сульфиды металлов – с выделением сероводорода, а они в смеси с воздухом являются взрывоопасной смесью.

Огнегасительные свойства воды усиливаются, если в ней растворить соли (хлористый кальций, углекислоты, калий, сернокислый аммоний и т.д.), за счет уменьшения поверхностного натяжения воды и увеличения ее способности проникать внутрь твердых органических веществ или за счет увеличения ее вязкости.

Воду подают в очаг горения в виде сплошных или распыленных струй. Сплошная струя обладает большой ударной силой и большой дальностью полета. Распыленная струя состоит из мелких капель воды и создает сплошную завесу воды.

Огнегасительные пены чаще всего применяют для тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей. Растекаясь на поверхности горящих жидкостей, пена изолирует их от пламени.

В зависимости от способа получения пены подразделяют на воднохимические и воздушно-механические .

Воднохимические пены создают для повышения огнетушащей эффективности воды. Воднохимические пены получают при помощи химической реакции между кислотными и щелочными растворами пенообразующего вещества. В состав химической пены входят:

Углекислый газ - 80%;

Вода - 19,7%;

Пенообразующее вещество – 0,3%.

Воздушно-механическая пена представляет собой коллоидную систему, состоящую из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости. Огнетушащие свойства пены определяются ее кратностью, стойкостью, дисперсностью и вязкостью.

Кратностью пены называется отношение объема пены к объему ее жидкой фазы. С течением времени пена разрушается. Пены с большей кратностью менее стойки к разрушению.

Воздушно-механическая пена образуется из водных растворов пенообразователей ПО-1, ПО-11, ПО-1с и является эффективным средством тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Пенообразователь ПО-1 представляет собой жидкость темно-коричневого цвета без осадка и посторонних включений, которая состоит из нейтрализованного керосинового контакта, содержащего около 45% сульфокислоты, 4,5% клея и 10% спирта или этиленгликоля.

Для тушения пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей в резервуарах применяют воздушно-механическую пену средней кратности. Высокократную воздушно-механическую пену наиболее эффективно применять для тушения пожаров в подвалах, шахтах и других закрытых объемах.

Огнетушащие свойства пен определяются охлаждением горючего и изоляцией от его поверхности зоны горения, что препятствует поступлению горючих паров в зону горения.

Газовые средства тушения пожаров . К ним относятся:

Водяной пар;

Двуокись углерода;

Инертные газы.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях небольшого объема и создания паровоздушных завес на открытых технологических установках. Огнетушащая эффективность водяного пара не велика, и поэтому его рекомендуется применять для тушения небольших возгораний.

Двуокись углерода применяется для тушения пожаров в складах, аккумуляторных станциях, сушильных печах, электрооборудовании. Для подачи двуокиси углерода используются огнетушители и стационарные установки.

Следует помнить, что двуокись углерода нельзя применять для тушения веществ, в состав молекул которых входит кислород, щелочных, щелочноземельных металлов, некоторых гидридов металлов, а также тлеющих материалов.

Особенностью двуокиси углерода является то, что при быстром испарении он переохлаждается, образуя хлопья «снега». «Снежная» двуокись углерода при нагревании возгоняется, минуя жидкую фазу.

В случае тушения пожара «снежной» двуокисью углерода (она образуется при оснащении огнетушителя специальным раструбом) ее огнетушащее действие (разбавление) дополняется охлаждением очага горения.

Двуокись углерода обладает огнетушащим эффектом при создании 35%-ной ее концентрации в объеме защищаемого помещения. Эффект тушения двуокисью углерода обусловлен тем, что она, будучи продуктом окисления углерода, в обычных условиях является инертным соединением, не поддерживающим горения большинства веществ.

Тушение пожаров инертными газами происходит в результате разбавления воздуха и снижения в нем содержания кислорода до концентрации, при которой прекращается горение. Для пожарной защиты используют инертные газы – азот, аргон, гелий, фреон, дымовые и отработанные газы. Применение объемного способа тушения пожара инертными газами зависит от свойства горючей системы и возможности разбавления атмосферы до создания требуемой минимальной концентрации кислорода. Поэтому в системах объемного тушения инертными газами предусматривают меры, не допускающие поражения людей в защищаемом помещении.

В системах тушения пожара с использованием двуокиси углерода и других инертных газов применяют сигнализирующие устройства, предупреждающие об опасности низкой концентрации кислорода, промежуток времени между сигналом и пуском установки должен быть достаточным для эвакуации людей из помещения.

Галогенированные углеводороды . Тушение пожаров составами на основе галогенированных углеводородов происходит в результате торможения химических реакций, поэтому их также называют и флегматизаторами.

Наибольшее применение в пожаротушении нашли составы на основе предельных углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на атомы галогена. Галогенированные углеводороды плохо растворяются в воде, но хорошо смешиваются со многими жидкими органическими веществами.

Реакционная способность и склонность к термическому разложению галогенированных углеводородов зависит от галогенов, замещающих водород, они понижаются в ряду йод-бром-хлор-фтор.

Наиболее широкое распространение получил состав 5НД (95-97% бромэтила, 3-5%-ная двуокись углерода). Хорошие диэлектрические свойства галогенированных углеводородов позволяют применять их для тушения пожаров оборудования под напряжением. Однако они оказывают токсическое воздействие на человека, причем если сами галогенированные углеводороды действуют на человека как слабые наркотические яды, то продукты их термического распада обладают сравнительно высокой токсичностью. Но временное пребывание работающих в такой среде не является опасным для состояния здоровья.

Низкая теплота испарения, высокая летучесть ограничивают возможность применения галогенированных углеводородов при тушении пожаров на открытом воздухе. Галогенированные углеводороды применяют для объемного тушения, поверхностного тушения сравнительно небольших очагов пожаров и предупреждения образования взрывоопасной среды. Галогенированные составы можно применять для тушения и флегматизации всех видов нефтепродуктов, твердых материалов органического происхождения, водорода и др., кроме металлов некоторых металлоорганических соединений и гидридов металлов.

Порошковые составы применяют для тушения пожаров в тех случаях, когда другие средства тушения непригодны или малоэффективны.

Порошковые составы представляют собой сухие порошки, которые изготавливаются на основе бикарбоната натрия и имеют вид мелкого сыпучего порошка белого цвета с серым или розовым оттенком.

При тушении порошки падают на пламя в виде облака мелких частиц. Для подавления горения металлов, некоторых металлоорганических соединений и других подобных им веществ, которое достигается изоляцией их от воздуха, порошок подают таким образом, чтобы обеспечить спокойное покрытие им горящей поверхности слоем определенной толщины. Порошковые составы практически не- токсичны, не оказывают вредных воздействий на материалы и используются при тушении загораний в сочетании с распыленной водой и пенными средствами тушения.

Порошковые составы неэлектропроводны, что дает возможность использовать их при тушении пожаров оборудования и аппаратов, находящихся под напряжением

Первичные средства тушения пожаров предназначены для локализации небольших загораний. К первичным средствам тушения пожаров относятся:

Внутренние пожарные водопроводы (внутренние пожарные краны);

Пожарные стволы (водяные и воздушно-пенные);

Огнетушители (пенные, газовые и порошковые);

Сухой песок;

Асбестовое одеяло или кошма.

Внутренний пожарный водопровод предназначен для подачи воды в начальной стадии развития пожара.

Пожарные краны располагают на высоте 1,35 м от пола в наиболее доступных местах здания, как правило, на лестничной клетке или вблизи выходных дверей с каждого этажа. Пожарный кран снабжается одним рукавом диаметром 50 мм и длиной 10-20 м со стволом.

Огнетушители предназначены для тушения загораний и пожаров в начальной стадии их возникновения, до прибытия пожарных подразделений.

Огнетушители подразделяются на следующие основные группы:

Газовые;

Порошковые.

Огнетушащие вещества из огнетушителей подаются под давлением газов, образующихся в результате химической реакции (химические пенные), под давлением заряда или рабочего тела, находящегося под огнетушащим веществом (углекислотные, аэрозольные, воздушно-пенные), под давлением рабочего газа, находящегося в отдельном баллончике (воздушно-пенные, аэрозольные), свободным истечением огнетушащего вещества (порошковые огнетушители типа ОП-1).

Пенные огнетушители могут быть:

а) химические пенные – для подачи химической пены, получаемой из водных растворов щелочей и кислот;

б) воздушно-пенные и жидкостные – для подачи воздушно-механической пены, получаемой из водных растворов пенообразователей.

Химические пенные огнетушители выпускаются трех видов : ОХП-10, ОП-М, ОП-9ММ.

При задействовании пенных огнетушителей кислотная часть заряда смешивается со щелочной и происходит химическая реакция с образованием двуокиси углерода. Двуокись углерода создает давление внутри огнетушителя, под действием которого пена выталкивается наружу в виде струи.

Огнетушитель химический пенный ОХП-10 предназначен для тушения возникших очагов возгорания при воспламенении всех горючих твердых и жидких веществ. Однако из-за наличия растворимых солей в огнегасительном веществе пенные огнетушители не следует применять для тушения веществ, которые химически взаимодействуют с тушащим веществом (калий, натрий, карбид и т.п.). Эти огнетушители нельзя применять также при тушении возгораний в электроустановках и электрооборудовании, находящихся под напряжением.

Огнетушитель химический пенный ОХП-10 (рис.12.1) состоит из сварного, стального корпуса - 1, содержащего 8,7 л раствора щелочи (щелочная часть заряда), полиэтиленового стакана – 2 с водным раствором серной кислоты (кислотная часть заряда), чугунной крышки – 6 с запорно-открывающим кислотный стакан устройством, уплотнительной прокладки, устанавливаемой между крышкой и опорной поверхностью кислотного стакана, ручки – 3, служащей для переноски огнетушителя и спрыска – 7, представляющего собой втулку с внутренним диаметром 4,7 мм для выброса пены, вваренную в корпус огнетушителя. В период хранения спрыск огнетушителя закрыт специальной мембраной, предотвращающей испарение щелочи.

Запорно-открывающее устройство, в свою очередь, состоит из штока – 5, проходящего через центр крышки, закрывающей горловину, рукоятки – 4 с профильным кулачком шарнирно закрепленной на одном конце штока, клапана – 9, изготовленного из кислотно-щелочестойкой резины – на другом конце штока, пружины – 8, расположенной между крышкой и клапаном.

Пена в огнетушителе образуется за счет химической реакции, происходящей при смешивании кислотной и щелочной частей заряда.

Щелочная часть заряда представляет собой водный раствор двууглекислой соды, состоящей из 450-560 г бикарбоната натрия и 50 г экстракта солодкового корня, необходимого для образования пены.

Кислотная часть заряда состоит из 120 г (не менее) серной кислоты H 2 SO 4 и 115 г (не менее) водного раствора сернокислого окисного железа. Чтобы огнетушитель не замерзал в зимнее время, в кислотную часть заряда добавляют этиленгликоль или вспениватель РАС.

Для приведения пенного огнетушителя в действие необходимо : прочистить спрыск шпилькой, привязанной шпагатом к ручке огнетушителя; повернуть рукоятку запорно-открывающего кислотный стакан устройства на 180 о, от чего посредством профильного кулачка откроется клапан, перевернуть огнетушитель днищем вверх, и слегка встряхивая его, направить на пламя.

При опрокидывании огнетушителя вверх дном кислотная часть заряда вытекает из стакана через отверстия, расположенные в его горловине и смешивается с раствором щелочи. При этом происходят химические реакции взаимодействия в результате которых, образующийся диоксид углерода CO 2 интенсивно вспенивает щелочной раствор. Создаваемое внутри корпуса огнетушителя давление 1,4 МПа, за счет увеличения объема пены в 5 раз, выталкивает образовавшуюся в результате химических реакций пену через спрыск наружу. Техническая характеристика огнетушителя приведена в таблице 12.2.

Рис. 12.1 Внешний вид огнетушителя ОХП-10

1 - стальной корпус; 2 - полиэтиленовый стакан; 3 – ручка; 4 - рукоятка с профильным кулачком; 5 – шток; 6 - чугунная крышка; 7 – спрыск; 8 – пружина; 9 – клапан.

Огнетушитель ОП-9ММ предназначен для тушения пожаров всех горючих веществ, в том числе электроустановок. Техническая характеристика

Каждый, находящийся в эксплуатации огнетушитель снабжают формуляром, в котором указывают название завода-изготовителя, номер огнетушителя, год выпуска, дату введения в эксплуатацию, результаты осмотров и испытаний.

Осматривать огнетушитель следует не реже одного раза в 10 дней. В процессе осмотра проверяют наличие пломб, прочищают спрыск и протирают корпус от пыли. Техническое состояние огнетушителей отражают в специальном журнале. Зарядку огнетушителей проверяют через 1 год после начала эксплуатации у 25% партии, путем задействования (после чего проводят испытания зарядкой под давлением 2 МПа), через 2 года у 50% партии и через 3 года у 100% партии.

Пенные огнетушители просты в устройстве и при правильном содержании надежны в эксплуатации. Заряды сохраняют свои свойства 2-3 года.

Воздушно-пенные огнетушители ОВП-5, ОВП-10 и др., предназначены для тушения загораний различных веществ и материалов, исключая щелочные металлы и электроустановки, находящиеся под напряжением, а также вещества, горящие без доступа воздуха.

Различают два вида воздушно-пенных огнетушителей :

Ручные ОВП-5, ОВП-10;

Стационарные ОВПС-250А

Огнетушитель воздушно-пенный ОВП-5 (рис.12.2) состоит из стального корпуса – 1, крышки с запорно-пусковым устройством, баллона – 2 с диоксидом углерода, уплотненного прокладкой - 3 и выкидной трубки – 8 с насадком – 10 для получения воздушно-механической пены.

Баллон с диоксидом углерода имеет на горловине резьбу, на которую навернут ниппель с дозирующим отверстием, прижимающим латунную мембрану.

Пусковой механизм состоит из штока – 4 с иглой на конце и рычага – 5, действующего на шток при проколе мембраны баллона с диоксидом углерода.

Воздушно-пенный насадок имеет раструб – 10, центробежный распылитель – 9, кассету с двумя латунными сетками – 11 и трубку для присоединения к крышке огнетушителя - 7. В верхней части огнетушителя расположена рукоятка – 6, для переноски огнетушителя. Нижняя часть корпуса имеет башмак, обеспечивающий устойчивость огнетушителя на полу. Крышка огнетушителя закрыта защитным колпаком. Внутренние поверхности корпуса огнетушителя покрыты эпоксидной эмалью.

Рис. 12.2 Внешний вид огнетушителя ОВП-5

1 – корпус; 2 - баллон с диоксидом углерода; 3 – прокладка; 4 – шток; 5 – рычаг; 6 – рукоятка; 7 - трубка для присоединения раструба к крышке огнетушителя; 8 - выкидная трубка; 9 - центробежный распылитель; 10 – раструб; 11 - кассету с двумя латунными сетками.

Для приведения в действие огнетушитель ОВП-5 снимают с пожарного щита за рукоятку, ставят на пол и нажимают на пусковой рычаг, который штоком прокалывает бронзовую мембрану, закрывающую выход из баллончика углекислого газа (давление 7,2 МПа). Газ давит на поверхность раствора сверху и выталкивает его через сифонную трубку снизу вверх, разрывая пергаментную мембрану, через выкидную трубку, центробежный распылитель и насадок с сетками. Струя эжектирует воздух через окна в насадке. При этом образуется воздушно-механическая пена высокой кратности (минимум 50-кратная), которая значительно эффективнее химической.

В качестве заряда применяют 6%-й раствор пенообразователя ПО-1.

Проверку и зарядку баллонов с диоксидом углерода выполняют на специальных зарядных станциях. Методика проверки корпусов воздушно-пенных огнетушителей ОВП-5 и ОВП-10 на прочность такая же, как и химических пенных огнетушителей.

Газовые огнетушители могут быть:

а) углекислотные – для подачи двуокиси углерода в виде газа или «снега», в качестве заряда которых применяют жидкую двуокись углерода;

б) аэрозольные – для подачи парообразующих огнетушащих веществ, в качестве заряда которых применяются галогенированные углеводороды;

в) углекислотно-бромэтиловые – для подачи парообразующих огнетушащих веществ, в качестве заряда которых применяют также галогенированные углеводороды.

Углекислотные огнетушители предназначены для тушения загораний преимущественно в ЭУ и электроаппаратуре, находящейся под напряжением не выше 380 В, а также небольших загораний различных веществ, за исключением тех, которые горят без доступа кислорода, двуокисью углерода в газо- и снегообразном виде.

Отечественная промышленность выпускает ручные углекислотные огнетушители трех типов: ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8. По конструкции и принципу действия они идентичны между собой и различаются только геометрическими размерами.

Углекислотный огнетушитель ОУ-2 (рис.12.3) состоит из стального баллона – 1 с ручкой - 3, вместимостью 2 л, где под давлением 16,7 МПа находится жидкая углекислота, вентиля – 6 с клапаном - 5 и сифонной трубкой – 2 и раструба – 8 с соединительной трубкой - 7. Мембрана в предохранителе – 4 рассчитана на разрыв при повышении давления в баллоне до 2,2 МПа.

Рис. 12.3 Внешний вид огнетушителя ОУ-2

1 - стальной баллон; 2 - сифонная трубка; 3 – рукоятка; 4 – предохранительный клапан; 5 – клапан; 6 – вентиль; 7 – соединительная трубка; 8 – раструб.

Чтобы привести огнетушитель в действие, нужно : взять его одной рукой за рукоятку, а другой направить раструб на горящий предмет и затем открыть вентиль. Жидкая углекислота, выходя через раструб, расширяется и охлаждается до образования снежных хлопьев (t=-72 о C). Диоксид углерода в жидком и газообразном состоянии, попадая в зону горения, понижает концентрацию кислорода и горючих паров в зоне горения и охлаждает поверхность горящего вещества, в результате горение прекращается. С помощью диоксида углерода приостанавливают горение, как на поверхности, так и в замкнутом объеме. Достаточно 12-15% содержания диоксида углерода в окружающем воздухе, чтобы горение прекратилось.

Углекислотные огнетушители, поступившие в эксплуатацию, регистрируют в учетном журнале, где указывается номер огнетушителя, его паспортные данные, дата последней зарядки и масса заряда.

Углекислотные огнетушители периодически взвешивают для проверки на утечку кислоты. Массу после взвешивания сопоставляют с первоначальной массой заряда при уменьшении которой более допустимого (с вентилем на 10%, с пусковым рычагом – на 0,1 кг) огнетушитель следует перезарядить на специальной станции. Наружный осмотр огнетушителя следует проводить не реже 2-х раз в месяц. Не реже одного раза в 5 лет баллоны всех огнетушителей, находящихся в эксплуатации, необходимо освидетельствовать на зарядных станциях, где для определения пригодности их к дальнейшей эксплуатации осматривают наружную и внутреннюю поверхности баллонов, проводят гидравлические испытания и проверяют состояние запорно-пусковых приспособлений.

Передвижные углекислотные огнетушители предназначены для тушения пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, электроустановок, находящихся под напряжением, двигателей внутреннего сгорания.

Промышленностью выпускаются подвижные углекислотные огнетушители двух типов УП-1М и УП-2М, которые представляют собой баллон, укрепленный на тележке с резиновыми шинами.

Аэрозольные огнетушители ОА-1 и ОА-3 предназначены для тушения загораний на транспортных средствах с двигателем внутреннего сгорания, а также на электроустановках. Они представляют собой стальной баллон, в горловину которого ввернута крышка с запорно-пусковым устройством, баллоном со сжатым газом и сифонной трубкой.

Зарядами огнетушителей служат составы на основе галогенированных углеводородов (бромистый этил, тетрафтордибромэтан).

Углекислотно-бромэтиловые огнетушители ОУБ-3 и ОУБ-7 предназначены для тушения загораний легковоспламеняющихся жидкостей и электроустановок. Они идентичны огнетушителям углекислотным (рис. 12.4).

Рис. 12.4 Внешний вид огнетушителя ОУБ-3

1 – баллон; 2 – дно стакана для баллона с углекислотой; 3 – прокладка; 4 – баллон с углекислотой; 5 – отверстия в стенке стакана для баллона с углекислотой; 6 – огнетушащий состав; 7 – крышка огнетушителя; 8 – уплотнительное кольцо; 9 – канал для выхода огнетушащего вещества; 10 – спыск; 11 – ударник; 12 – шток ударника.

Принцип работы огнетушителя : при ударе головкой о твердый предмет боек прокалывает алюминиевую пробку баллончика и под действием пружины возвращается в первоначальное положение. Углекислота из баллончика по кольцевому зазору через распределитель, фильтр и отверстие в крышке попадает в корпус, взрыхляет порошок, образуя газопорошковую смесь и создает давление.

Под действием давления 0,2-0,5 МПа (2-5 кгс/см 2) газопорошковая смесь сбрасывает колпачок с распылителя и вылетает из него в виде плоской расширяющейся струи. Попавший в очаг порошок тушит его, в основном, за счет активного химического воздействия на продукты горения и образования защитной пленки на поверхности тлеющих материалов. Для эффективности тушения облако порошка должно полностью накрыть очаг горения.

Огнетушитель крепится с помощью кронштейна на вертикальной или наклонной поверхности бойком вниз. Допускается горизонтальное его размещение.

Порошковые огнетушители предназначены для тушения загораний легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, щелочноземельных металлов, электроустановок, находящихся под напряжением.

В порошковых огнетушителях в качестве заряда применяются сухие порошки типа ПСБ и ПС-1.

Порошковый заряд из огнетушителя ОП-1 высыпается при опрокидывании корпуса, из огнетушителей других марок (ОПС-6, ОПС-10) – выдувается сжатым газом (азот или воздух). Порошковый заряд изготавливают из углекислой соды, поташа, мела, графита и т.д.

Порошковые огнегасительные средства значительно дороже других и имеют меньшую эффективность, поэтому широкого применения не находят.

Подвижные средства тушения пожаров .

Подразделения пожарной охраны оснащены пожарными автомобилями. Пожарные автомобили в зависимости от значения делятся на основные, специальные и вспомогательные. Основные пожарные автомобили – автоцистерны и автонасосы предназначены для доставки к месту пожара личного состава с необходимым снаряжением, рукавов, инструментов и приборов пожаротушения. На автонасосах и автоцистернах смонтированы центробежные насосы для подачи воды к месту пожара и имеются приспособления для получения воздушно-механической пены.

Специальные работы при тушении пожара выполняются с помощью специальных пожарных автомобилей (автолестниц, автомобилей газохододымозащитного, водозащитного, связи и освещения, пенного и углекислотного пожаротушения, рукавного и т.д.).

К вспомогательным пожарным автомобилям относятся автомобили, непосредственно не участвующие в тушении пожара, но обеспечивающие нормальную работу подразделений пожарной охраны (транспортные, автобензинозаправщики, авторемонтные мастерские). Пожарные автомобили обозначаются буквами: А - автомобиль, Ц – цистерна, Р – рукавный автомобиль, Н- насос.

Например, шифр АЦН – 20 обозначает автоцистерна с насосом производительностью 20 л/с.

Пожарные мотопомпы , представляющие собой насосы с топливными двигателями имеют следующие буквенные обозначения: М – мотопомпа, П – пожарная, числа 600,800,1400 обозначают подачу (производительность) насоса в л/мин.

Основы прекращения горения на пожаре. Огнетушащие вещества.

С точки зрения пожарной тактики, тушение пожара – это комплекс управленческих решений и оперативно-тактических действий, направленных на обеспечение безопасности людей, животных, спасение материальных ценностей и ликвидацию горения.

Процесс тушения пожара условно принято делить на два периода: первый – до наступления момента локализации, второй – после этого момента, т. е. когда пожар остановлен, ограничен в каких-то пределах.

Пожар считается локализованным, когда распространение огня прекращено, отсутствуют угроза жизни людям, животным и угроза взрыва, созданы условия для его ликвидации.

Условия и способы прекращения горения.

С уменьшением тепловыделения или с уменьшением теплоотдачи снижается температура и скорость горения. При введении в зону горения огнетушащих веществ температура может достигнуть значения, при котором горение прекращается. Минимальная температура горения, ниже которой скорость теплоотвода превышает скорость тепловыделения и горение прекращается, называется температурой потухания . Температура потухания значительно выше температуры самовоспламенения, следовательно, для прекращения горения достаточно понизить температуру зоны реакции ниже температуры потухания, увеличивая интенсивность теплоотвода или уменьшая скорость тепловыделения. Так, если изменить концентрацию кислорода в воздухе, добавив к нему негорючий газ, то скорость выделения теплоты будет уменьшаться и температура горения понизится. При определенной концентрации негорючего газа температура горения опустится ниже температуры потухания и горение прекратится.

Снизить температуру горения и прекратить горение можно как увеличением скорости теплоотвода, так и уменьшением скорости тепловыделения.

Этого можно достигнуть:

• воздействием на поверхность горящих материалов охлаждающими ОТВ;
• созданием в зоне горения или вокруг нее негорючей газовой или паровой среды;
• созданием между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из ОТВ.

Схема прекращения горения

Способы прекращения горения

1. Охлаждение :

• Сплошными струями воды;
• Распыленными струями воды;
• Перемешиванием горючих веществ.

2. Разбавление :

• Струями тонкораспыленной воды;
• Газоводяными струями;
• Горючих жидкостей водой;
• Негорючими парами и газами.

3. Изоляция :

• Слоем пены;
• Слоем продуктов взрыва ВВ;
• Созданием разрыва в горючем веществе;
• Слоем огнетушащего порошка;
• Огнезащитными полосами.

4. Химическое торможение реакции :

• Огнетушащим порошком;
• Галоидопроизводным углеводородом.

Каждый из способов прекращения горения можно выполнить различными приемами или их сочетанием. Например, создание изолирующего слоя на горящей поверхности легковоспламеняющейся жидкости может быть достигнуто подачей пены через слой горючего, с помощью пеноподъемников, навесными струями и т. п.

Огнетушащие вещества охлаждения

Вода – основное ОТВ охлаждения, наиболее доступное и универсальное. Хорошее охлаждающее свойство воды обусловлено ее высокой теплоемкостью при нормальных условиях. При попадании на горящее вещество вода частично испаряется и превращается в пар. При испарении 1 л воды образуется 1 700 л пара, которым кислород вытесняется из зоны пожара. Вода, имея высокую теплоту парообразования , отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. Вода обладает высокой термической стойкостью; ее пары только при температуре выше 1 700 °С могут разлагаться на водород и кислород. В связи с этим тушение водой большинства твердых материалов (древесины, пластмасс, каучука и др.) безопасно, так как их температура горения не превышает 1 300 °С. Вода не вступает в реакцию почти со всеми твердыми горючими веществами, за исключением щелочных и щелочноземельных металлов (калия, натрия, кальция, магния и др.) и некоторых других веществ:

Наибольший огнетушащий эффект достигается при подаче воды в распыленном состоянии, так как увеличивается площадь одновременного равномерного охлаждения, вода быстро нагревается и превращается в пар, отнимая большое количество теплоты. Чтобы избежать ненужных потерь, распыленную воду применяют в основном при сравнительно небольшой высоте пламени, когда можно подать ее между пламенем и нагретой поверхностью (например, при горении подшивки перекрытий, стен и перегородок, обрешетки крыши, волокнистых веществ, пыли, темных нефтепродуктов и др.).

Распыленные водяные струи применяют также для снижения температуры в помещениях, защиты от теплового излучения (водяные завесы), для охлаждения нагретых поверхностей строительных конструкций сооружений, установок а также для осаждения дыма. В зависимости от вида горящих материалов используют распыленную воду различной степени дисперсности. При тушении пожаров твердых материалов, смазочных масел применяют струи со средним диаметром капель около 1 мм; при тушении горящих спиртов, ацетона, метанола и некоторых других горючих жидкостей – распыленные струи, состоящие из капель диаметром 0,2–0,4 мм.

Сплошные струи используют при тушении наружных и открытых внутренних пожаров, когда необходимо подать большое количество воды на значительное расстояние или если воде необходимо придать ударную силу. (Например, при тушении газонефтяных фонтанов, открытых пожаров, а также пожаров в зданиях больших объемов, когда близко подойти к очагу горения невозможно; при охлаждении с большого расстояния соседних объектов, металлических конструкций, резервуаров, технологических аппаратов).

Сплошные струи нельзя применять там, где может быть мучная, угольная и другая пыль, а также при горении жидкостей в резервуарах. Для равномерного охлаждения площади горения сплошную струю воды перемещают с одного участка на другой. Когда с увлажненного горючего вещества сбито пламя и горение прекращено, струю переводят в другое место. Как ОТВ, вода плохо смачивает твердые материалы из-за высокого поверхностного натяжения (72,8–103 Дж/м2), что препятствует быстрому распределению ее по поверхности, прониканию в глубь горящих твердых материалов и замедляет охлаждение. Для уменьшения поверхностного натяжения и увеличения смачивающей способности в воду добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). На практике используют растворы ПАВ (смачивателей), поверхностное натяжение которых в 2 раза меньше, чем у воды. Оптимальное время смачивания 7–9 с. Применение растворов смачивателей позволяет уменьшить расход воды на 35–50 %, что обеспечивает ликвидацию горения одним и тем же объемом ОТВ на большей площади.

Твердый диоксид углерода (углекислота), как и вода, может быстро отнять теплоту от нагретого поверхностного слоя горящего вещества. При температуре −79 °С он представляет собой мелкокристаллическую массу плотностью 1,53 кг/м3. Такая масса образуется при переходе диоксида углерода из жидкой в газообразную фазу при быстром увеличении объема. Жидкий диоксид углерода в результате расширения переходит в твердое состояние и выбрасывается в виде хлопьев, похожих на снежные, с температурой −78,5 °С. Под влиянием теплоты, выделяющейся на пожаре, твердый диоксид углерода, минуя жидкую фазу, превращается в газ. При этом он является средством не только охлаждения, но и разбавления горящих веществ. Теплота испарения твердого диоксида углерода значительно меньше, чем воды – 0,57103 кДж/кг (136,9 ккал/кг), однако, из-за большой разницы температур твердого диоксида углерода и нагретой поверхности, поверхность охлаждается гораздо быстрее, чем при применении воды. Твердый диоксид углерода прекращает горение всех горючих веществ, за исключением магния и его сплавов, металлического натрия и калия. Он неэлектропроводен и не взаимодействует с горючими веществами и материалами, поэтому его применяют при тушении электроустановок, двигателей и моторов, а также при пожарах в архивах, музеях, выставках и т.д. Подают твердый диоксид углерода из огнетушителей, передвижных и стационарных установок.

Огнетушащие вещества изоляции

К ОТВ, оказывающим изолирующее действие относятся пена, огнетушащие порошки, негорючие сыпучие вещества (песок, земля, флюсы, графит и др.), листовые материалы (войлочные, асбестовые, брезентовые покрывала, щиты). В некоторых случаях, например при тушении сероуглерода, в качестве изолирующего вещества может быть использована вода.

Пены

Пена – наиболее эффективное и широко применяемое ОТВ изолирующего действия, представляет собой коллоидную систему из жидких пузырьков, наполненных газом. Пленка пузырьков содержит раствор ПАВ в воде с различными стабилизирующими добавками. Пены подразделяются на воздушно-механическую и химическую. В настоящее время в практике пожаротушения в основном применяют воздушно-механическую пену (ВМП). Для ее получения используют различные пенообразователи. Воздушно-механическую пену получают смешением водных растворов пенообразователей с воздухом в пропорциях от 1÷3 до 1÷1 000 и более в специальных стволах (генераторах).

Изолирующее свойство пены – способность препятствовать испарению горючего вещества и прониканию через слой пены паров газов и различных излучений. Изолирующие свойства пены зависят от ее стойкости вязкости и дисперсности.

Низкократная и среднекратная воздушно-механическая пена на поверхности горючих жидкостей обладает изолирующей способностью в пределах 1,5–2,5 мин при толщине изолирующего слоя 0,1–1,0 м. Низкократными пенами тушат в основном горящие поверхности. Они хорошо удерживаются и растекаются по поверхности, препятствуют прорыву горючих паров, обладают значительным охлаждающим действием. Низкократную пену используют для тушения пожаров на складах древесины, так как ее можно подать струей значительной длины; кроме того, она хорошо проникает через неплотности и удерживается на поверхности, обладает высокими изолирующими и охлаждающими свойствами.

Высокократную пену , а также пену средней кратности применяют для объемного тушения, вытеснения дыма, изоляции отдельных объектов от действия теплоты и газовых потоков (в подвалах жилых и производственных зданий, в пустотах перекрытий, в сушильных камерах и вентиляционных системах и т. п.).

Пена средней кратности является основным средством тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах и разлитых на открытой поверхности. Воздушно-механическую пену часто применяют в сочетании с огнетушащими порошковыми составами, нерастворимыми в воде. Огнетушащие порошковые составы высокоэффективны для ликвидации пламенного горения, но почти не охлаждают горящую поверхность. Пена компенсирует этот недостаток и дополнительно изолирует поверхность.

Пены – достаточно универсальное средство и используются для тушения жидких и твердых веществ, за исключением веществ, взаимодействующих с водой. Пены электропроводны и коррозируют металлы. Наиболее электропроводна и активна химическая пена. Воздушно-механическая пена менее электропроводна, чем химическая, однако, более электропроводна, чем вода, входящая в состав пены.

Классификация пенообразователей

Пенообразователи и пены различаются по химической природе поверхностно-активного вещества, способу образования, назначению, структуре.

По природе основного поверхностно-активного вещества пенообразователи делятся на:

• протеиновые (белковые);
• синтетические углеводородные;
• фторсодержащие.

По способу образования пенообразователи делятся на:

• химические (конденсационные);
• воздушно-механические;
• барботажные;
• струйные.

По назначению пенообразователи различают:

• общего назначения;
• целевого назначения;
• пленкообразующие.

По структуре пены подразделяются на высокодисперсные и грубодисперсные.

• По кратности пены бывают:
• низкой кратности и пеноэмульсии;
• средней кратности;
• высокой кратности.

Огнетушащие порошки

Порошки используются для тушения пожаров большинства классов. Порошками можно тушить любые известные на сегодняшний день вещества и материалы. Универсальным считается порошок для тушения пожаров классов А, В, С, Е. Порошки, предназначенные для тушения только пожаров классов В, С, Е или Д, называются специальными.

К отечественным огнетушащим порошкам общего назначения относят :

ПСБ-ЗМ для тушения пожаров классов В, С и электроустановок под напряжением (активная основа – бикарбонат натрия);

П2-АПМ для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением (активная основа - аммофос);

порошок огнетушащий ПИРАНТ-А для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением(активная основа – фосфаты и сульфат аммония);

порошок «Вексон-АВС» предназначен для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением;

порошки «Феникс АВС-40» и «Феникс АВС-70» предназначены для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением;

«Феникс АВС-70», являясь порошком повышенной эффективности, специально разработан для снаряжения автоматических модулей порошкового пожаротушения.

Примером огнетушащего порошка специального назначения является порошок ПХК, применяемый преимущественно Минатомэнерго для тушения пожаров классов В, С, Д и электроустановок. В последние годы в России сертифицированы зарубежные порошки, которые имеют более широкий диапазон эксплуатационных температур: от +85 до −60 °С. Изготовители рекомендуют их для тушения пожаров электроустановок с напряжением до 400 кВ.

Ликвидация горения порошковыми составами осуществляется на основе взаимодействия следующих факторов:

разбавление горючей среды газообразными продуктами разложения порошка или непосредственно порошковым облаком;

охлаждение зоны горения за счет затрат тепла на нагрев частиц порошка, их частичное испарение и разложение в пламени;

эффект огнепреграждения по аналогии с сетчатыми, гравийными и подобными огнепреградителями;

ингибирование химических реакций, обусловливающих развитие процесса горения, газообразными продуктами испарения и разложения порошков;

гетерогенный обрыв реакционных цепей на поверхности частиц порошка или твердых продуктов его разложения.

Огнетушащие вещества разбавления

Огнетушащие вещества разбавления понижают концентрацию реагирующих веществ ниже пределов, необходимых для горения. В результате уменьшается скорость реакции горения, скорость выделения тепла, снижается температура горения. При тушении пожаров разбавляют воздух, поддерживающий горение, или горючее вещество, поступающее в зону горения. Воздух избавляют в относительно замкнутых помещениях (сушильных камерах, трюмах судов и т. п.), а также при горении отдельных установок или жидкостей на небольшой площади при свободном доступе воздуха.

К огнетушащим веществам разбавления относятся: диоксид углерода, азот, тонкораспыленная вода, водяной пар, хладоны и др. Огнетушащая концентрация – это объемная доля ОТВ в воздухе, прекращающая горение.

Наиболее распространенные средства разбавления – диоксид углерода, водяной пар, азот и тонкораспыленная вода, перегретая вода.

Газовые огнетушащие составы условно делятся на нейтральные (негорючие) газы и химически активные ингибиторы.

К нейтральным газам относятся инертные газы аргон, гелий, а также азот и двуокись углерода.

К химически активным , «хладонам» или «фреонам», относятся органические соединения с низкой теплотой испарения, в молекуле которых содержатся атомы галоидов, таких как бром или хлор.

Аэрозолеобразующие огнетушащие составы

Аэрозолеобразующие огнетушащие составы представляют собой твердотопливные или пиротехнические композиции. Их особенность в том, что они способны гореть без доступа воздуха. Образующиеся при горении газы состоят из высокодисперсных частиц, солей и окислов щелочных металлов, обладающих высокой огнетушащей способностью по отношению к углеводородному пламени.

Механизм действия огнетушащего аэрозоля во многом аналогичен механизму действия огнетушащих порошков на основе щелочных металлов. Более высокая его эффективность обусловлена большей дисперсностью частиц и некоторым снижением концентрации кислорода в защищаемом помещении.

Тушение аэрозолями осуществляется объемным способом и рекомендуется применять при пожарах класса А и класса В в помещениях с воздушной средой, атмосферном давлении и имеющих негерметичность помещения до 0,5 %. Применяется также для тушения электроустановок под напряжением до 1 000 В. Преимущественная область применения – моторные и багажные отсеки автомобилей, помещения с наличием легковоспламеняющихся веществ (в том числе, ЛВЖ и ГЖ), горючих газов, электрические установки, хранилища материальных ценностей.

Применение аэрозолей неэффективно для материалов, горение которых происходит в тлеющем режиме, или способных гореть без доступа воздуха, порошков металлов. Запрещается их применение в помещениях, которые не могут быть покинутыми людьми до начала применения аэрозолеобразующего состава.

Внимание!!! Если документ не открылся, обновите страницу, возможно несколько раз. Для удобного чтения разверните документ кликнув на иконку в правом верхнем углу.

Под способами прекращения горения на пожаре предусматривается выполнение подразделениями противопожарной службы в определенной последовательности боевых действий, направленных на прекращение горения.

Согласно тепловой теории существует одно условие прекращения горения - понижение температуры горения ниже температуры потухания. Этого условия можно достигнуть многими способами прекращения горения.

Все способы прекращения горения по принципу, на котором основано условие прекращения горения, можно разделить на четыре группы:

Способы охлаждения зоны горения или горящего вещества;

Способы разбавления реагирующих веществ;

Способы изоляции реагирующих веществ от зоны горения;

Способы химического торможения реакции горения.

При использовании способов прекращения горения подразделения противопожарной службы для создания условия прекращения горения применяют огнетушащие и технические средства или только технические.

Вид огнетушащего средства, применяемого для прекращения горения, зависит от обстановки на пожаре и, в основном, определяется:

Свойствами и состоянием горящего материала;

Наличием на пожаре огнетушащих средств и их количества;

Группой пожара (в открытом пространстве, в ограждениях);

Условиями газообмена в помещении;

Параметрами пожара, определяющими способ прекращения горения (объемом помещения);

Трудоемкостью и безопасностью работ подразделений по прекращению горения;

Эффективностью огнетушащего средства.

Следует отметить, что огнетушащие средства, поступая в зону горения, действуют комплексно, а не избирательно, т. е. одновременно производят, например, охлаждение горящего материала и разбавление его паров или газов. Однако в зависимости от свойств огнетушащего средства, его физического состояния и свойств горящего материала к прекращению горения может привести только один из этих процессов, другой же только способствует прекращению горения.

Например, воздушно-механическая пена средней кратности при тушении бензина охлаждает верхний слой его и одновременно изолирует от зоны горения. Основным процессом, приводящим к прекращению горения бензина, является изоляция, так как пена, имеющая температуру 5-15°С, не может охладить бензин ниже его температуры вспышки минус 35°С.

В зависимости от основного процесса, приводящего к прекращению горения, все наиболее распространенные способы можно отнести к группам.

Способы охлаждения - охлаждение сплошными струями воды; охлаждение распыленными струями воды; охлаждение перемешиванием горючих материалов.

Способы разбавления - разбавление струями тонкораспыленной воды; разбавление горючих жидкостей водой; разбавление негорючими парами и газами.

Способы изоляции - изоляция слоем пены; изоляция слоем продуктов взрыва ВВ; изоляция созданием разрыва в горючем веществе; изоляция слоем огнетушащего порошка; изоляция огнезащитными полосами.

Способы химического торможения реакции горения - торможение реакций огнетушащими порошками; торможение реакций галоидопроизводными углеводородами.

Способы прекращения горения состоят из нескольких последовательно выполняемых приемов. Приемы раскрывают действия подразделений, которые они выполняют при использовании способа прекращения горения. Приемы - это те составные части способа, которые могут изменяться в процессе прекращения горения при изменении обстановки на пожаре.

Например, при тушении пожаров штабелей пиломатериалов прекращение горения чаще всего производится сплошными струями воды. Этот способ прекращения горения может не изменяться с момента введения первого ствола и до ликвидации пожара. Приемы же этого способа за время прекращения горения меняются. Так, например, прием расстановки сил и средств при локализации пожара мог быть по фронту распространения горения, а после локализации по периметру пожара.

При тушении пожаров видно, что применяемые приемы прекращения горения имеют сходства и различия. По признакам сходства и различия в действиях подразделений с огнетушащими и техническими средствами приемы прекращения горения можно подразделить на следующие группы:

По месту введения огнетушащих средств: на поверхность горения; на поверхность горючих материалов, защищаемых от воспламенения; в объем помещения, где происходит пожар; в объем пламени; в объем горючих веществ.

Приемы введения огнетушащих средств на поверхность горения используются при тушении пожаров, главным образом, твердых материалов и жидкостей, находящихся в емкостях или розлитых. Введение огнетушащих средств на поверхность горючих материалов для их защиты от воспламенения применяется на пожарах при угрозе распространения горения на негорящие объекты. Приемы введения огнетушащих средств в объем помещения применяются, когда горючая загрузка расположена на различных уровнях по высоте помещения и близко к перекрытию (1-1,5 м), а также, когда в качестве огнетушащих средств применяются пары и газы. Приемы введения огнетушащих средств в пламя применяются при локальном горении жидкостей и газов в емкостях, технологических аппаратах, выходящих под давлением из трубопроводов (факелы, фонтаны) и т. п. Введение огнетушащих средств в горючее вещество для разбавления его до негорящего состояния применяется при пожаре жидкостей, растворимых в воде (спирты, кетоны), и газов.

По времени введения огнетушащих средств: последовательно и одновременно (пенная атака).

Приемы последовательного введения требуемого расхода огнетушащих средств, т. е. по мере прибытия на пожар подразделений, чаще применяются для тушения распространяющихся пожаров. Они используются в способах прекращения горения, где применяется в качестве огнетушащего средства вода или средства, получаемые на ее основе. Приемы последовательного введения огнетушащих средств могут применяться для тушения и нераспространяющихся пожаров.

Под одновременным введением понимается введение огнетушащих средств для прекращения горения несколькими подразделениями. Приемы одновременного введения применяются при тушении нераспространяющихся пожаров, когда применяемое огнетушащее средство должно подаваться в течение короткого времени, так как быстро разрушается в условиях пожара или когда для применения и введения огнетушащего средства требуется длительная подготовка.

По последовательности прекращения горения на площади пожара: одновременное прекращение горения на всей площади пожара; последовательное прекращение горения на площади пожара (площади тушения).

По введению огнетушащего средства на площадь пожара: введение огнетушащего средства в одно место пожара; введение огнетушащего средства в несколько мест пожара.

Сущность этих приемов заключается в том, что требуемый расход огнетушащего средства, например воды, для прекращения горения может быть введен на площадь пожара одной или несколькими струями.

Например: расход воды, равный 14 л/с, может быть введен на площадь пожара одной струёй или четырьмя струями с расходом 3,5 л/с каждая.

Единовременная площадь орошения в каждом приеме различная, а следовательно, различная и их огнетушащая эффективность. Изменение огнетушащей эффективности приемов объясняется изменением коэффициента использования воды при различной величине площади орошения.

По расстановке сил и средств при тушении распространяющихся пожаров: по всему фронту распространения горения; по фронту распространения горения, где оно может принести наибольший ущерб; по фронту распространения горения на флангах и в тылу; по фронту распространения в тылу с последующим передвижением по флангам вперед к передней линии фронта; по передней линии фронта с последующей ликвидацией огня на флангах и с тыла.

По расстановке сил и средств при тушении нараспространяющихся пожаров: по всему периметру пожара, где возможна расстановка сил и средств; по местам наиболее интенсивного горения; по местам, где создается угроза взрыва.

По созданию разрывов в горючей среде: эвакуация горючего материала; опашка, рытье канав; создание заградительных полос; отжигом горючего материала.

Охлаждающие огнетушащие вещества . Для охлаждения горящих материалов применяются жидкости, обладающие большой теплоемкостью. Для большинства горючих материалов применяется вода.

Попадая в зону горения, на горящее вещество, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар, увеличиваясь в объеме в 1700 раз (из 1 л воды при испарении образуется 1700 л пара), благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения.

Вода обладает высокой термической стойкостью. Ее пары только при температуре свыше 1700 °С могут разлагаться на кислород и водород, усложняя тем самым обстановку в зоне горения. Большинство же горю­чих материалов горит при температуре, не превышающей 1300–1350 °С и тушение их водой не опасно. Однако металлические магний, цинк, алюминий, титан и его сплавы, термит и электрон при горении создают в зоне горения температуру, превышающую термическую стойкость воды. Тушение их водяными струями недопустимо.

Вода имеет низкую теплопроводность, что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Это свойство в сочетании с предыдущими позволяет использовать ее не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения.

Малая вязкость и несжимаемость воды позволяют подавать ее по рукавам на значительные расстояния и под большим давлением.

Вода способна растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли. Значит, водой можно осаждать продукты горения на пожарах в зданиях. Для этих целей применяют распыленные и тонкораспыленные струи.

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

Наряду с этим у воды имеются и отрицательные свойства. Основной недостаток у воды как огнетушащего средства заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества.

Для устранения этого недостатка к воде добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), или, как их еще называют, смачиватели. На практике используют растворы ПАВ, поверхностное натяжение которых в 2 раза меньше, чем у воды.

Применение растворов смачивателей позволяет уменьшить расход воды при тушении пожаров на 35– 50 %; снизить время тушения на 20– 30 %, что обеспечивает тушение одним и тем же объемом огнетушащего вещества на большей площади.

Вода имеет относительно большую плотность (при 4ºС – 1г/см3, при 100°С–0,958 г/см3), что ограничивает, а иногда и исключает ее применение для тушения нефтепродуктов, имеющих меньшую плотность и нерастворимых в воде. Она хорошо тушит сероуглерод, имеющий более высокую плотность, чем вода (1,264 г/см3).

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

Выше отмечалось, что вода имеет малую вязкость. В силу этого значительная часть ее утекает с места пожара, не оказывая существенного влияния на процесс прекращения горения. Если увеличить вязкость воды до 2,5-10-3 м/с, то значительно снизится время тушения и коэффициент ее использования повысится более чем в 1,8 раза. Для этих целей применяют добавки из органических соединений, например, КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза).

Огнетушащая эффективность воды зависит от способа подачи ее в очаг пожара (сплошной или распыленной струёй). При горении древесины, под воздействием тепла, выделяющегося в зоне реакции, на поверхности материала образуется слой угля, температура которого около 600–700°С, что значительно превышает температуру начала пиролиза древесины, равную около 200 °С.

Поданная вода при этом:

· охлаждает верхний наиболее нагретый слой угля и зону реакции, пролетая через нее;

· испаряясь, разбавляет и охлаждает газы и пары в зоне горения;

· растекаясь по поверхности угля, изолирует древесину от действия лучистого тепла, препятствует выходу паров и газов (продуктов разложения древесины) в зону горения.

Но к прекращению горения приводит охлаждающее свойство воды как доминирующее. Изоляция и разбавление лишь способствуют прекращению горения.

Поданная вода на тушение горящей древесины быстро снижает температуру в верхнем тонком слое угля, и горение на этом участке прекращается. Быстро – потому, что значительна разность температуры у угля и воды; в тонком слое – из-за небольшой теплопроводности угля и кратковременного контакта его с водой. Вот почему при переносе струи воды в другое место верхний слой угля быстро высыхает, продолжается разложение древесины и горение возникает вновь.

Изолирующие огнетушащие вещества . Создание между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из огнетушащих веществ и материалов – распространенный способ тушения пожаров, применяемый пожарными подразделениями.

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.);

Негорючие сыпучие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки и т. д.);

Твердые листовые материалы (асбестовые, войлочные покрывала и другие негорючие ткани, в некоторых случаях листовое железо).

Основным средством изоляции являются огнетушащие пены: химическая и воздушно-механическая.

Некоторые свойства химической пены: плотность 0,15–0,25 г/м3; кратность примерно равна 5. Трудоемкость получения химической пены и достаточно высокие материальные затраты, вредное воздействие на органы дыхания личного состава пеногенераторного порошка в процессе введения его в воду и другие недостатки ограничивают ее практическое применение.

Воздушно-механическая пена (ВМП) получается в результате механического перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом в специальном стволе или генераторе. Различают воздушно-механическую пену низкой, средней и высокой кратности. Кратность воздушно-механической пены зависит от конструкции ствола (генератора), с помощью которого она получается.

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. Прежде чем накопится на горящей поверхности достаточным слоем, изолирующим выход горючих паров и газов в зону горения, пена под действием тепла разрушается и охлаждает вещество. При этом жид­кость, из которой.получена пена, испаряется, разбавляя горючие пары и газы, поступающие в зону горения, и т. д. Все это способствует прекращению горения, хотя изоляция – доминирующее свойство, которое приводит именно к потуханию.

Другое свойство пены, представляющее интерес работников противопожарной службы – стойкость, т. е. способность какое-то время сохраняться, не разрушаясь. Ведь именно от этого свойства зависит нормативное время тушения пенами тех или иных горючих веществ и материалов.

Специфические свойства воздушно-механической пены (ВМП) средней и высокой кратности приводятся ниже:

· хорошо проникает в помещения, свободно преодолевает повороты и подъемы:

· заполняет объемы 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 (при соответствующих мерах защиты органов дыхания и зрения от попадания пены).

На основании этих свойств данные виды пены (особенно средней кратности) нашли применение при объемном тушении в помещениях зданий, трюмах судов, в кабельных туннелях и на других объектах. Пена средней кратности является основным средством тушения ЛВЖ и ГЖ как в резервуарах, так и разлитых на открытой поверхности. Однако отсутствие видимости при работе с пеной затрудняет ориентацию в помещении. Принимая во внимание хорошую смачивающую способность пены, начальствующий состав должен принимать меры для переодевания личного состава в сухую одежду после работы в пене. Этот факт приобретает особую значимость при ликвидации пожаров в осенне-зимний и весенний периоды.

Для продвижения пены при заполнении ею помещений необходимо создать благоприятные условия, т. е. вскрыть проемы для выпуска продуктов сгорания из помещения, или с помощью передвижных установок для удаления дыма изменить направление газообмена по ходу движения пены.

В настоящее время для тушения различных горючих веществ все более широкое применение находят огнетушащие порошковые составы. Они не токсичны, не оказывают вредного воздействия на материалы, не электропроводны и не замерзают.

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. Основным критерием прекращения горения порошковым составом является удельный расход.

В случае объемного тушения – механизм прекращения горения заключается в химическом торможении реакции горения, т. е. ингибирующем воздействии порошков, связанном с обрывом цепной реакции горения.

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 горения.

Приемы прекращения горения заключаются в том, что огнетушащие средства подаются либо в зону горения или в горящее вещество, либо в воздух, поступающий к зоне горения. Наибольшее распространение они нашли в стационарных установках пожаротушения для относительно замкнутых помещений (трюмы судов, сушильные камеры, испытательные боксы и покрасочные камеры на пром-предприятиях и т. д.), а также для тушения горючих жидкостей, пролитых на земле на небольшой площади. Кроме того, разбавление спиртов до 70 % водой – необходимое условие для успешного тушения их в резервуарах воздушно-механической пеной.

Практика показывает, что в качестве разбавляющих огнетушащих средств наибольшее распространение нашли диоксид углерода (углекислый газ), азот, водяной нар и распыленная вода.

Механизм прекращения горения при введении разбавляющих огнетушащих веществ в помещение, в котором происходит пожар, заключается в понижении объемной доли кислорода. При введении разбавляющих веществ в помещении повышается давление, происходит вытеснение воздуха и вместе с ним кислорода, увеличивается концентрация негорючих и не поддерживающих горение газов, парциальное давление кислорода падает.

Практика и опыт тушения пожаров показывают, что пламенное горение большинства горючих материалов прекращается при снижении концентрации кислорода в воздухе помещения до 14–16 %.

Углекислый газ применяется для тушения пожаров электрооборудования и электроустановок, в библиотеках, книгохранилищах и архивах и т. п. Однако им, как и твердой углекислотой, категорически запрещено тушение щелочных и 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).

К недостаткам диоксида углерода и азота как огнетушащих веществ следует отнести их высокие огнетушащие концентрации и отсутствие охлаждающего эффекта при тушении.

Водяной пар нашел широкое при­менение в стационарных установках тушения в помещениях с ограничен­ным количеством проемов, объемом до 500 м3 (сушильные и окрасочные камеры, трюмы судов, насосные по перекачке нефтепродуктов и т. п.), на технологических установках для наружного пожаротушения, на объектах химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Предпочтение отдают насыщенному пару, хотя применяют и перегретый. Наряду с разбавляющим действием водяной пар охлаждает нагретые до высокой температуры технологические аппараты, не вызывая резких температурных напряжений, а пар, поданный в виде компактных струй,– способен механически отрывать пламя.

Тонкораспыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) –для получения ее применяют насосы, создающие давление свыше 2–3 МПа (20–30 атм) и специальные стволы-распылители.

Попадая в зону горения, тонкораспыленная вода интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Об эффективности применения тонкораспыленной воды для целей пожаротушения свидетельствуют опыты, проведенные на морских судах, где установлено, что после четырехминутной работы одного ствола высокого давления температура в помещениях кают снижалась с 700 до 100 °С, содержание аэрозоля в дыму уменьшалось в 3 раза, увеличивалась освещенность предметов источником света, резко снижалось содержание оксида углерода за счет поглощения водой.

Таким образом, разбавляющие огнетушащие средства, наряду с охлаждающими и изолирующими, обладают достаточно высоким эффектом тушения и должны настойчиво внедряться в практику работы пожарных подразделений. Особое внимание при этом следует уделить более широкому применению тонкораспыленной воды.

Огнетушащие средства 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, образуют 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 специфическим 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 горения.

Этим требованиям отвечают галоидированные углеводороды – особо активные вещества, оказывающие ингибирующее действие, т. е. тормозящее химическую реакцию горения. Однако в отношении этих веществ следует напомнить общие требования к огнетушащим средствам и особенно такое, как токсичность. Наиболее широкое применение нашли составы на основе брома и фтора. Галоиди-рованные углеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют высокую огнетушащую способность при сравнительно небольших расходах.

Причем прекращение горения достигается именно химическим путем, что подтверждается опытами. Если для прекращения горения разбавлением необходимо снизить концентрацию кислорода, то в данном случае она остается в пределах 20–20,6 %, что явно достаточно для протекания реакции окисления.

Исследованиями последних лет установлено, что огнетушащие порошки, которые подаются в горящие объемы в виде аэрозоля (т. е. порошок не покрывает горящую поверхность, а облако из него окружает зону горения), прекращают горение также путем химического торможения.

Соли металлов, содержащиеся в порошке, вступают в реакцию с активными центрами. Соли металла в зоне реакции нагреваются до высокой температуры и переходят в жидкое состояние (возможно, частично испаряются) . Остальная часть молекулы соли разлагается с образованием либо металла, либо окиси или гидрата металла.

Бромистый метилен - жидкость плотностью 1732 кг/м3, плотность по воздуху примерно 60; температура замерзания –52,5 °С, температура кипения +98 °С, из 1 л жидкости получается около 350 л па­ра. Он хорошо смешивается с бромистым этилом и растворяет углекислоту.

Бромистый этил – ЛВЖ с характерным запахом; плотность 1455,5 кг/м3, плотность по воздуху примерно 4; температура замерзания – 199°С, температура кипения +38,4 °С. При объемной доле 6,5– 11,3% в воздухе способен воспламеняться от мощного источника зажи­ания, поэтому в чистом виде не применяется. Из 1 л жидкости при испарении получается 400 л пара. Бромистый этил не электропроводен, плохо растворим в воде и образует с ней эмульсию. Обладает высокими коррозионными свойствами, особенно по отношению к алюминиевым сплавам.

Однако из-за высоких огнетушащих свойств он входит как основной компонент в огнетушащие составы, такие, как 3,5. 4НД, БФ 1 и 2БМ. Бромистый этил обладает хорошей смачивающей способностью, составы на его основе можно использовать для тушения древесины, органических жидкостей, хлопка и других волокнис­тых материалов.

Тетрафтордибромэтан – жидкость плотностью 2175 кг/м3, температура замерзания –112° С, температура кипения +46,4 °С, из 1 л жидкости образуется 254 л пара, который почти в 9 раз тяжелее воздуха (плотность по воздуху 8,96), токсичность и коррозионные свойства его паров значительно ниже, чем у паров бромистого этила.

На основе галоидированных углеводородов и углекислоты разработаны огнетушащие составы.

Составы обладают свойствами компонентов их составляющих. Например, состав ТФ – это чистый тетрафтордибромэтан, или, как его нередко называют, фреон 114В2 или хладон. Состав 3,5 в 3,5 раза эффективнее диоксида углерода (отсюда и название состава). При нормальных условиях из 1 кг состава 3,5 образуется 144 л паров бромистого этила и 153 л диоксида углерода. При тушении состав выбрасывается из насадка в виде распыленной струи жидкости, которая быстро испаряется. На открытых пожарах струя подается в зону горения на поверхность горяще­о материала; при тушении внутренних пожаров – в объем помещения.

Состав 7 по своим свойствам ближе к бромистому метилену. Из 1 л состава образуется 430,2 л паров (342,3 л бромистого метилена и 80,9 л бромистого этила).

Состав 4НД по свойствам почти не отличается от бромистого этила. Небольшое количество углекислоты вводится в качестве флегматизатора и для лучшего распыления.

Водобромэтиловая эмульсия состоит из 90 % воды и 10 % по массе бромистого этила. Для ее получения не требуется никаких дополнительных устройств. В бачок для пенообразователя заливается бромистый этил. С помощью стационарного пеносмесителя он вводится в воду, эмульсия подается через обычные стволы-распылители. Капли эмульсии, подаваемые в очаг пожара, имеют следующее строение – капелька бромэтила снаружи имеет водяную оболочку. Достигая зоны горения или попадая в нее, из-за низкой температуры кипения бромистый этил превращается в пар, разрывая при этом капли воды, делая воду мелкодисперсной. Горение прекращается как за счет разбавления горючих паров и газов водяным паром (мелкораспыленная вода почти полностью испаряется в зоне горения), так и химическим торможением реакции окисления. Время тушения эмульсией в 7–10 раз меньше по сравнению с водой, подаваемой из того же ствола-распылителя.

Галодированные углеводороды эффективнее инертных газов. Например, тетрафтордибромэтан более чем в 10 раз эффективнее диоксида углерода и почти в 20 – водяного пара.

Благодаря высокой плотности паров и жидкостей возможна подача их в очаг пожаров в виде струй, проникновение капель в зону горения, а также удержание огнетушащих паров у очага горения. Галондоуглеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют низкую температуру замерзания, поэтому они могут быть эффективно применены в условиях низких температур, однако по экологическим условиям производство гилоидированных углеводородов сокращается.

ВНИМАНИЕ: Вы смотрите текстовую часть содержания конспекта, материал доступен по кнопке Скачать

Пожар и его развитие

Понятие пожара.

Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления массо- 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.

Явления массо- и теплообмена на­зывают общими явлениями, характер­ными для любого пожара независимо от его размеров и места возникнове­ния. Только ликвидация горения мо­жет привести к их прекращению. При пожаре процесс горения в течение достаточно большого промежутка вре­мени не управляется человеком. След­ствием этого процесса являются боль­шие материальные потери.

Общие явления могут привести к возникновению частных явлений, т. е. таких, которые могут или не могут про­исходить на пожарах. К ним относят: взрывы, деформацию и обрушение тех­нологических аппаратов и устано­вок, строительных конструкций, вски­пание или выброс нефтепродуктов из резервуаров и другие явления.

Возникновение и протекание част­ных явлений возможно лишь при соз­дании на пожарах определенных благоприятных для этого условий. Так, деформация или обрушение стро­ительных конструкций происходят лишь в зданиях или на открытых про­изводственных установках, чаще при большой продолжительности пожа­ров; вскипание или выброс нефтепро­дуктов лишь при горении темных и обводненных нефтепродуктов или при наличии подтоварной воды (водяной подушки) и т.д.

Пожар сопровождается еще и социальными явлениями, наносящими обществу не только материальный, но и моральный ущерб. Гибель людей, термические травмы и отравления токсичными продуктами горения, воз­никновение паники на объектах с массовым пребыванием людей и т. п.– тоже явления, происходящие на по­жарах. И они тоже частные, так как вторичны от общих явлений, сопро­вождающих пожар. Это особая группа явлений, вызывающая значительные психологические перегрузки и даже стрессовые состояния у людей.

Статистический учет пожаров, ве­дущийся в нашей стране и других развитых странах, позволяет выявить примерное распределение ущерба и гибели людей по зданиям различного назначения от опасных факторов пожара, Под опасным фактором пожа­ра понимают фактор пожара, воз­действие которого приводит к трав­мам, отравлению или гибели челове­ка, а также к уничтожению (по­вреждению) материальных ценностей.

Опасными факторами пожара (ОФП), воздействующими на людей, являются:

• открытый огонь и искры;
• повышенная температура окружаю­щей среды, предметов и т. п.;
• токсичные продукты горения, дым;
• пониженная концентрация кислорода;
• падающие части строительных конст­рукций, агрегатов, установок и т.п.;
• опасные факторы взрыва (ГОСТ 12.1. 004–85).

Гибель людей в основном происхо­дит на ранних стадиях развития пожа­ра преимущественно от удушья. Чаще всего на пожаре погибают дети, пожилые люди и инвалиды.

Рост числа пожаров, величина материального ущерба и человеческих жертв определяются концентрацией производства, увели­чением производительности ранее из­вестных и созданием новых, опасных в пожарном отношении технологий, увеличением плотности населения, уровнем оснащенности пожарных ча­стей, несвоевременностью принятия мер и т. д.

Таким образом, на пожарах проис­ходят различные явления, взаимо­связанные друг с другом. Они проте­кают на основе общих физико-химических и социально-экономичес­ких законов, характеризуются соответ­ствующими параметрами, знание ко­торых позволяет определить количест­венные характеристики каждого явле­ния, необходимые для качественной оценки обстановки на пожаре (фор­мирования вывода на основе обобще­ния и анализа сведений о явлениях, сопровождающих пожар) и принятия оптимального решения на его тушение. С целью детального изучения пожа­ров и разработки тактики борьбы с ними все пожары классифицируются по группам, классам и видам. Класси­фикация их производится на основе распределения по признакам сходства и различия.

Классификация пожаров.

По условиям массо- и теплообмена с окружающей средой все пожары разделены на две большие группы – на открытом пространстве и в ограждениях .

В зависимости от вида горящих материалов и веществ пожары разделены на классы А, В, С, D , Е, F и подклассы А1, А2, В1, В2, Д1, Д2 и ДЗ .

К пожарам класса А относится горение твёрдых веществ. При этом, если горят тлеющие вещества, например древесина, бумага, текстильные изделия и т.п., то пожары относятся к подклассу А1; неспособные тлеть, например пластмассы, – к подклассу А2.

К классу В относятся пожары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Они будут относиться к подклассу В1, если жидкости нерастворимы в воде (бензин, дизтопливо, нефть и др.) и к подклассу В2 – растворимые в воде (например, спирты).

Если горению подвержены газы, например водород, пропан и др., то пожары относятся к классу С , при горении же металлов – к классу Д . Причём подкласс Д1 выделяет горение лёгких металлов, например алюминия, магния и их сплавов; Д2– щелочных и других подобных металлов, например натрия и калия; ДЗ – горение металлосодержащих соединений, например металлоорганических, или гидридов.

К классу Е относится горение материалов в электрических установках под напряжением.

К классу F относятся пожары ядерных материалов, радиоактивных веществ и радиоактивных отходов.

По признаку изменения площади горения пожары можно разделить на распространяющиеся и нераспространяющиеся .

Классифицируют пожары по размерам и материальному ущербу, по продолжительности и другим признакам сходства или различия.

Кроме того, в классификации следует отдельно выделить подгруппу пожаров на открытых пространствах – массовый пожар , под которым понимают совокупность отдельных и сплошных пожаров в населённых пунктах, крупных складах горючих материалов и на промышленных предприятиях. Под отдельным пожаром подразумевается пожар, возникающий в отдельном здании или сооружении. Одновременно интенсивное горение преобладающего числа зданий и сооружений на данном участке застройки принято называть сплошным пожаром . При слабом ветре или при его отсутствии массовый пожар может перейти в огневой шторм.

Огневой шторм – это особая форма пожара, характеризующаяся образованием единого гигантского турбулентного факела пламени с мощной конвективной колонкой восходящих потоков продуктов горения и нагретого воздуха и притоком свежего воздуха к границам огневого шторма со скоростью не менее 14 – 15 м/с.

Пожары в ограждениях можно разделить на два вида: пожары, регулируемые воздухообменом, и пожары, регулируемые пожарной нагрузкой.

Под пожарами, регулируемыми вентиляцией, понимают пожары, которые протекают при ограниченном содержании кислорода в газовой среде помещения и избытке горючих веществ и материалов. Содержание кислорода в помещении определяется условиями его вентиляции, т.е. площадью приточных отверстий или расходом воздуха, поступающего в помещение пожара с помощью механических систем вентиляции.

Под пожарами, регулируемыми пожарной нагрузкой, понимают пожары, которые протекают при избытке кислорода воздуха в помещении и развитие пожара зависит от пожарной нагрузки. Эти пожары по своим параметрам приближаются к пожарам на открытом пространстве.

По характеру воздействия на ограждения пожары подразделяются на локальные и объёмные.

Локальные пожары характеризуются слабым тепловым воздействием на ограждения и развиваются при избытке воздуха, необходимого для горения, и зависят от вида горючих веществ и материалов, их состояния и расположения в помещении.

Объёмные пожары характеризуются интенсивным тепловым воздействием на ограждения. Для объёмного пожара, регулируемого вентиляцией, характерно наличие между факелом пламени и поверхностью ограждения газовой прослойки из дымовых газов, процесс горения происходит при избытке кислорода воздуха и приближается к условиям горения на открытом пространстве. Для объёмного пожара, регулируемого пожарной нагрузкой, характерно отсутствие газовой (дымовой) прослойки между пламенем и ограждением.

Объёмные пожары в ограждениях принято называть открытыми пожарами, а локальные пожары, пожары, протекающие при закрытых дверных и оконных проёмах, – закрытыми.

Основные параметры пожара.

Каждый пожар представляет собой единственную в своем роде ситуацию, определяемую различными событиями и явлениями, носящими случайный харак-тер, например изменение направления и скорости ветра во время пожара и т.п. Поэтому точно предсказать развитие пожара во всех деталях не представляется возможным. Однако пожары обладают общими закономерностями, что позволяет построить аналитическое описание общих явлений пожаров и их параметров.

Основные явления, сопровождающие пожар – это процессы горения, газо- и теплообмена. Они изменяются во времени, пространстве и характеризуются параметрами пожара. Пожар рассматривается как открытая термодинамическая система, обменивающаяся с окружающей средой веществами и энергией.

Рассмотрим основные параметры, характеризующие процесс горения.

К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горения на пожаре, относятся:

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

Под скоростью выгорания понимают потерю массы материала (вещества) в единицу времени при горении. Процесс термического разложения сопровождается уменьшением массы вещества и материалов, которая в расчёте на единицу времени и единицу площади горения квалифицируется как массовая скорость выгорания, кг/(м 2 ×с).

Линейная скорость распространения горения (пожара) 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.

Под температурой пожара в ограждениях понимают среднеобъёмную температуру газовой среды в помещении, под температурой пожара на открытых пространствах – температуру пламени . Температура пожаров в ограждениях, как правило, ниже, чем на открытых пространствах.

Одним из главных параметров, характеризующих процесс горения, является интенсивность выделения тепла при пожаре. Это величина, равная по значению теплу, выделяющемуся при пожаре за единицу времени. Она определяется массовой скоростью выгорания веществ и материалов и их теплового содержания. На интенсивность тепловыделения влияют содержание кислорода и температура среды, а содержание кислорода зависит от интенсивности поступления воздуха в помещение при пожарах в ограждениях и в зону пламенного горения при пожарах на открытых пространствах.

Если горение на пожаре не ограничивается притоком воздуха, интенсивность тепловыделения зависит от площади поверхности материала, охваченной горением. Площадь поверхности вещества или материала, охваченная горением, может оставаться в процессе пожара постоянной величиной или изменяется со временем.

При пожаре выделяются газообразные, жидкие и твёрдые 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 раскалённых твёрдых частиц. Объём выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.

Под дымообразованием на пожаре принимают количества дыма, м 3 /с, выделяемого со всей площади пожара.

Концентрация дыма – это количество продуктов горения, содержащихся в единице объёма помещения. Её можно выразить количеством вещества, г/м 3 , г/л, или в объёмных долях.

Экспериментальным путём установлена зависимость видимости от плотности дыма, например, если предметы при освещении их групповым фонарём с лампочкой в 21 Вт видны на расстоянии до 3 метров (содержание твёрдых частичек углерода 1,5 г/м 3) – дым оптически плотный; до 6 метров (0,6-1,5 г/м 3 твёрдых частичек углерода) – дым средней оптической плотности; до 12 метров (0,1- 0,6 г/м твёрдых частичек углерода) – дым оптически слабый.

Условия прекращения горения. Принципы прекращения горения.

Процесс горения – быстро протекающие химические реакции окисления и физические явления, без которых горение невозможно, сопровождающиеся выделением тепла и свечением раскалённых продуктов горения с образованием пламени.

Условия горения:

• наличие горючего вещества;
• поступление окислителя в зону химических реакций;
• непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.

Пожар развивается на определённой площади или в объёме и может быть условно разделён на три зоны, не имеющих, однако, чётких границ: горения, теплового воздействия и задымления.

Зона горения.

Зоной горения называется часть пространства, в котором происходит подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и их горение. Она включает в себя объём паров и газов, ограниченный собственно зоной горения и поверхностью горящих веществ, с которой пары и газы поступают в объём зоны горения. При беспламенном горении и тлении, например, хлопка, кокса, войлока, торфа и других твёрдых горючих веществ и материалов, зона горения совпадает с поверхностью горения. Иногда зона горения ограничивается конструктивными элементами – стенами здания, стенками резервуаров, аппаратов и т.д. Характерные случаи пожаров и зоны горения на них показаны на рис. 3.1. Зона горения является теплогенератором на пожаре, так как именно здесь выделяется всё тепло и развивается самая высокая температура. Однако процесс тепловыделения происходит не во всей зоне, а во фронте горения, и здесь же развиваются максимальные температуры. Внутри факела пламени температура значительно ниже, а у поверхности горючего материала ещё ниже. Она близка к температуре разложения для твёрдых горючих веществ и материалов и к температуре кипения жидкости для ЛВЖ и ГЖ. Схемы распределения температур в факеле пламени при горении газообразных, жидких и твёрдых веществ показаны на рис. 3.2.

Зоны горения на пожарах: а – при горении жидкости в резервуаре; б – при горении внутри зданий; в – при горении угля.

Распределение температур в пламени при горении:

а – газообразных веществ; б – жидкостей; в – твёрдых материалов.

Зона теплового воздействия.

Зоной теплового воздействия называется часть пространства, примыкающая к зоне горения, в котором тепловое воздействие приводит к заметному изменению материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в нём людей без специальной тепловой защиты (теплозащитных костюмов, отражательных экранов, водяных завес и т.п.).

Если в зоне теплового воздействия находятся горючие вещества или материалы, то под действием тепловых потоков происходит их подготовка к горению, создаются условия для их воспламенения и дальнейшего распространения огня. С распространением зоны горения, границы зоны теплового воздействия расширяются, и этот процесс повторяется непрерывно.

Тепло из фронта горения распространяется в окружающее пространство, как конвекцией, так и излучением. Конвективные потоки горячих газов направлены преимущественно вверх, а количество тепла, переносимое ими в единицу времени, пропорционально градиенту температур между газом-теплоносителем и тепловоспринимающей средой, и коэффициенту теплообмена.

Зона теплового воздействия на внутренних пожарах будет меньше по размерам, чем на открытых, так как стены здания играют роль экранов, а площадь проёмов, через которые возмож­но излучение, невелика. Кроме того, дым, который выделяется на внутренних пожарах, резко снижает интенсивность излучения, поскольку является хорошей поглощающей средой. Направления передачи тепла в зоне теплового воздействия на открытых и внутренних пожарах также различны.

На открытых пожарах верхняя часть зоны теплового воздействия энергетически более мощная, поскольку конвективные токи и излучение совпадают по направлению. На внутренних пожарах направление передачи тепла излучением может не совпадать с передачей тепла конвекцией, поэтому зона теплового воздействия может состоять из участков, где действует только излучение или только конвекция или где оба вида тепловых потоков действуют совместно.

При ликвидации горения на пожарах необходимо знать границы зоны теплового воздействия. Ближней границей зоны теплового воздействия является зона горения, а дальняя определяется по двум показателям: или по термодинамической температуре в данной точке пространства или по интенсивности лучистого теплового потока. По температуре граница зоны теплового воздействия принимается в той части пространства, где температура среды превышает 60 ÷ 70°С. При данной температуре невозможно длительное пребывание людей и выполнение ими активных действий по тушению пожара.

За дальнюю границу зоны теплового воздействия по интенсивности лучистого теплового потока принимают такое удаление от зоны горения, где лучистое тепло, воздействуя на не­защищенные части тела человека (лицо, руки) вызывают болевое ощущение не мгновенно, а через промежуток времени, соизмеримый с оперативным временем, т.е. временем, необходимым для активного воздействия пожарного, вооруженного средствами тушения, на основные параметры пожара. Численную величину этого времени следует определять экспериментально на характерных реальных пожарах. Для внутренних пожаров в зданиях при средней интенсивности их развития, при современном вооружении участника тушения пожара (например, стволом тонкораспылённой воды, с раствором смачивателя или загустителя) это время условно мож­но принять равным 15 сек. Тогда, по экспериментальным данным, за дальнюю границу зоны теплового воздействия можно условно принять интенсивность лучистого потока примерно 3500 Вт/м 2 .

Зона задымления.

Зоной задымления называется часть про­странства, примыкающая к зоне горения и заполненная дымовы­ми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здо­ровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделе­ний.

Зона задымления может частично включать в себя зону го­рения и всю или часть зоны теплового воздействия. Как пра­вило, зона задымления – самая большая часть пространства на пожаре. Это объясняется тем, что дым представляет собой аэрозоль (смесь воздуха с газообразными продуктами полного и непол­ного горения и мелкодисперсной твёрдой и жидкой фазой), по­этому он легко вовлекается в движение даже слабыми конвек­тивными потоками, а при наличии мощных конвективных потоков, которые наблюдаются на пожарах, дым разносится на значитель­ные расстояния.

Дым определяется как совокупность газообразных продуктов горения органических материалов, в которых рассеяны небольшие твёрдые и жидкие частицы. Это определение шире, чем большинство распространённых определений дыма.

Сочетание сильной задымлённости и токсичности представляет наибольшую угрозу тем, кто находится в здании, охваченном пожаром. Статистические данные позволяют сделать вывод о том, что более 50% всех смертельных исходов при пожарах можно отнести за счёт того, что люди находились в среде, заполненной дымом и токсичными газами.

За небольшими исключениями, дым образуется на всех пожарах. Дым уменьшает видимость, тем самым он может задержать эвакуацию людей, находящихся в помещении, что может привести к воздействию на них продуктов сгорания, причем в течение недопустимо длительного периода времени. При этих обстоятельствах люди могут быть поражены вредными составляющими дыма, даже находясь в мес­тах, удалённых от очага пожара. Влияние пониженного содержания кислорода и вдыхаемых, горячих газов становится весьма значительными лишь поблизости от пожара.

Особое значение зона задымления и изменение её параметров во времени имеет на внутренних пожарах, при пожарах в зданиях и помещениях.

На открытых пожарах дым, как правило, поднимается выше зоны действия людей и редко оказывает большое влияние на выполнение тактико-технических действий. Положение зоны задымления, зависит в основном от размеров площади пожара и метеорологических условий.

При горении в зоне реакции (тонкий светящийся слой пламени) выделяется теплота Q. Часть этого тепла передается внутрь зоны горения Q Г, а другая – в окружающую среду Q 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 определённых условиях могут вызвать воспламенение их или деформацию.

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

Q = Q Г + Q СР

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

Каждому тепловому равновесию соответствует определённая температура горения Т Г, которая иначе называется температурой теплового 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.

Ликвидация горения – это воздействие на тепловыделение и теплоотдачу. С уменьшением тепловыделения или с уменьшением теплоотдачи снижается температура и скорость реакции. При введении в зону горения огнетушащих веществ температура может достигнуть значения, при котором горение прекращается. Минимальная температура горения, ниже которой скорость теплоотвода превышает скорость тепловыделения и горение прекращается, называется температурой 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 приведённых принципов, среди которых один является в ликвидации горения доминирующим, а остальные – способствующими.

Вид и характер выполнения действий по тушению пожара в определенной последовательности , направленных на создание условия прекращение горения, называют способом тушения пожара.

Способы тушения пожаров (прекращения горения) по принципу, на котором основано условие прекращения горения, подразделяются на четыре 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 тушения пожара (прекращения горения) представлены на рис. 3.4.

Каждый из способов прекращения горения можно выполнить различными приёмами или их сочетанием. Например, создание изолирующего слоя на горящей поверхности легковоспламеняющейся жидкости может быть достигнуто подачей пены через слой горючего, с помощью пеноподъёмников, навесными струями и т.п.

Классификация огнетушащих веществ.

Огнетушащие средства по доминирующему принципу прекраще­ния горения подразделяются на четыре группы:

• охлаждающего действия;
• изо­лирующего действия;
• разбавляющего действия;
• ингибирующего действия .

Наиболее распространённые огнетушащие вещества, относящие­ся к конкретным принципам прекращения горения, приведены ниже.

Огнетушащие вещества, применяемые для тушения пожаров

Пожар - это сложный процесс. С течением времени он развивается в пространстве и его сложнее ликвидировать. Именно поэтому важно знать и соблюдать принципы прекращения горения. При этом следует учитывать классы пожаров. Рассмотрим подробнее способы прекращения горения, какие огнетушащие вещества следует использовать на каждом этапе.

Условия и принципы прекращения горения

Процесс сгорания протекает быстро. В его основе лежат химические реакции физические явления. Только при их сочетании пожар начинается и распространяется. Все это сопровождается выделением тепла. Выделяемые продукты начинают светиться, и образуется огонь.

Условия прекращения горения

• охлаждение реагирующих веществ;
• их изолирование;
• разбавление до негорючей интенсивности;
• химическое затормаживание воздействия.

Прекращение горения возможно только при сочетании четырех этих факторов. Для этого необходимо искусственно притормозить реакцию, увеличить поверхность теплоотвода. Для этого используются специальные тушащие вещества. Применение их зависит от класса пожара.

Основные параметры, характеризующие процесс горения:

• фронт огня;
• ширина этого фронта;
• скорость распространения фронта огня.

Помимо этого, в расчет берется концентрация кислорода. Чем его больше, тем быстрее распространяется огонь. Поэтому не рекомендуется при пожаре открывать форточки и окна. Это только усугубит ситуацию.

Периоды тушения пожаров

Весь процесс горения, условия его возникновения и прекращения условно можно разделить на несколько периодов:

1. Локализация - на этом этапе уже нет угрозы жизни и здоровью людям, животным. Есть уверенность, что ничего не взорвется или не обрушится часть конструкции здания. Развитие пожара на этом этапе ограничено. Имеющихся в распоряжении спасательных служб сил и средств достаточно для полной ликвидации.
2. Ликвидация - заключительный этап устранения. На этом периоде сгорание полностью прекращено. Нет угрозы повторного возникновения возгорания.

После пожар считается потушенным. Сотрудники спасательных служб прекращают воздействие на него огнетушащими веществами.

Классификация огнетушащих веществ

Основные огнетушащие вещества можно разделить по принципу прекращения горения:

• химическое торможение;
• разбавление;
• изоляция;
• охлаждение.

Существует и другой способ деления - по агрегатному состоянию. В этом случае классификация будет следующей:

• жидкие;
• газы;
• диоксид углерода;
• порошковые составы;
• пенные.

Чаще всего используются составы, имеющие два основных действия. Это охлаждение и изоляции. Применение таких средств обеспечивает высокую эффективность тушения. Расход при этом будет минимальным. Подобные составы просты в использовании, доступны и недорого стоят. Их можно приобрести в любом специализированном магазине. Плюс эти вещества не оказывают вредного влияния на окружающую среду, не наносят урон жизни и здоровью человека.

Способы прекращения горения

Основы прекращения горения на пожаре:

1. Охлаждение зоны сгорания - для этого используются специальные тушащие вещества. Твердые горючие материалы разбираются и также охлаждаются.
2. Изоляция гор. веществ от зоны сгорания - необходимо создать изоляционный слой с помощью негорючих материалов, взрывов или путем закрывания отверстий.
3. Разбавление негорючими веществами - в воздух вводятся азот, углекислый газ или пар. Воздействие идет также на материалы.
4. Химическое ингибирование реакции - подача хладонов или огнетушащих порошков.

Использование всех вышеперечисленных методов при пожаре обязательно. Только в комбинации друг с другом они дают видимый результат и быстрый эффект.