Спосіб гасіння розлитої по поверхні горючої речовини та пристрій для його реалізації

Изобретение относится к области противопожарной техники. Оно может быть использовано при борьбе с пожарами, связанными с горением разлитых по поверхности горючих материалов (горючих жидкостей, нефтепродуктов и др.) на оборонных объектах и объектах народного хозяйства. Широко известны способы тушения разлитых по поверхности горючих веществ, заключающиеся в отделении горючего вещества (его паров) от кислорода (Баратов А.Н., Иванов Е.Н. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. - М.: Химия, 1979. - C.72 - 80) и охлаждения очага горения распыленнной водой (Там же. - С.66). Недостатками данных способов и устройств являются: 1. Использование воздушно-механической пены для реализации способа отделения паров горючего вещества от зоны горения требует применения пенообразователя что, в свою очередь, накладывает ограничения на время применения этих устройств; кроме того, пена имеет свойство разрушаться при повышенной температуре и при механических воздействиях. 2. Использование распыленной воды из пожарных стволов для охлаждения очага горения чаще всего приводит к увеличению скорости и площади растекания горящей жидкости в результате образования под ней водяной "подушки", что отрицательно сказывается на ходе борьбы с пожаром. Известен способ тепловлажностной обработки газовоздушной среды (Патент №96093583, 11.03.97), заключающийся в эжектировании газовоздушной среды защищаемого объекта, охлаждении последней на высокоразвитой поверхности теплообмена в процессе ее принудительной циркуляции в корпусе устройства и вывод охлажденной, увлажненной, очищенной от вредных примесей, газовоздушной смеси в защищаемый объем. Известно устройство (Там же), состоящее из осесимметричного корпуса с входной и выходной частью, многоструйной форсунки, устройства подачи рабочей жидкости под давлением и трубопровода рабочей жидкости. Недостатками известного способа и устройства (прототип) являются: а) способ вывода инертной среды не позволяет изолировать пары топлива и кислород от зоны горения; б) устройство не позволяет обеспечить на выходе газовоздушную смесь с малым процентным содержанием кислорода, так как забор газовоздушной среды осуществляется из верхней части охраняемого объекта; в) способ тепловлажностной обработки газовоздушной среды и устройство для его реализации не был предназначен для тушения разлитых по поверхности горючих материалов. В основу изобретения способа тушения разлитых по поверхности горючих материалов и устройства по его реализации поставлена задача изоляции и снижения концентрации паров топлива и кислорода в локальной области очага горения и охлаждения последней путем эжектирования газовоздушной среды с малым процентным содержанием кислорода непосредственно из локальной области очага горения, ее очистку (от паров топлива, твердых аэрозолей), охлаждение и увлажнение на высокоразвитой поверхности тепло- и массообмена и подачу полученной инертной смеси от периферии к центру очага горения параллельно плоскости горения, обеспечивая этим одновременное локальное снижение концентрации паров топлива ниже минимального концентрационного предела распространения горения, снижение концентрации кислорода ниже требуемого количества, охлаждения локальной области горения ниже температуры потухания. Сущность способа тушения разлитых по поверхности горящих материалов сводится к тому, что создают разряжение на входной части корпуса и эжектируют газовоздушную среду непосредственно из зоны горения внутрь корпуса. Последняя состоит из паров топлива и продуктов сгорания (двуокиси углерода, паров воды, азота и других элементов) и содержит малое количество, кислорода. Тепло- и массообменные процессы, происходящие на струях и каплях рабочей жидкости, позволяют получить на выходе охлажденную, увлажненную, с малым процентным содержанием кислорода, инертную газовоздушную смесь. При подаче этой смеси от периферии к центру очага горения (или его локальной области) и параллельно плоскости "зеркала" горящей жидкости наблюдают эффект смешивания паров топлива с инертными газовыми смесями до концентрации, ниже которой горение не поддерживается, и изоляция зоны горения от кислорода наружного воздуха. Аэрозольные частицы воды, входящие в состав инертной смеси, попадают в зону реакции и, увеличивая поверхность теплоотвода, вызывают снижение температуры поверхности горящего вещества ниже температуры потухания. Таким воздействием на очаг пожара вызывают его потухание. В качестве рабочей жидкости может быть применена вода из штатной пожарной магистрали, дистиллированная вода или растворы с поверхностно активными веществами. На чертеже (фиг.) представлено устройство для реализации предлагаемого способа. Устройство, предназначенное для реализации предлагаемого способа тушения разлитых по поверхности горящих материалов, состоит из осесимметричного корпуса 1 с входной 2 и выходной 3 частями, при этом входная часть 2 имеет в своем составе заборник 4, многоструйную форсунку 5, установленную соосно корпусу 1, выходная часть 3 состоит из разделителя 6, сливного отверстия 7 для отвода отработанной рабочей жидкости от очага пожара и системой подачи 8 охлажденной, увлажненной, с малым процентным содержанием кислорода, газовоздушной среды в зону горения параллельно плоскости испарения; устройство 9 подачи рабочей жидкости под давлением и трубопровод 10 рабочей жидкости. Устройство работает следующим образом. Эжекционный эффект в корпусе 1 устройства возникает вследствие того, что рабочая жидкость, пройдя через многоструйную форсунку 5, превращается в направленный, движущийся с высокой скоростью, поток мелкодиспергированной жидкости, который захватывает газовоздушную среду в корпусе 1, разгоняет ее и проталкивает ее через зону стесненного движения в нижней части корпуса 1 и выводит в выходную часть 3. На срезе заборника 4 создается разряжение, вследствие чего в него устремляются потоки газовоздушной среды непосредственно с очага горения, которые захватываются рабочей жидкостью, таким образом, образуя постоянный расход газовоздушной среды через струйный модуль. При движении в корпусе 1 газовоздушная среда образует монодисперсную смесь, которая вступает во взаимодействие со струями и каплями рабочей жидкости. Процессы тепло- и массообмена в корпусе 1 преобразуют монодисперсную смесь в охлажденную, увлажненную, с малым процентным содержанием кислорода инертную среду. В разделителе 6 выходной части 3 корпуса 1 происходит раздел фаз, в результате которого отработанная рабочая жидкость отводится в сливное отверстие 7, не смачивая поверхность горения, а инертная газовоздушная среда заполняет систему подачи 8 последней в очаг горения. Снабдив систему подачи 8 патрубками, можно добиться распределения газовых потоков и подачи инертной смеси параллельно поверхности горения. Предлагаемое устройство для тушения разлитых по поверхности горючих материалов выполнено в металле, опробовано и показало свою эффективность в работе. Испытания проводились в Проблемной лаборатории Севастопольского военно-морского института. Экономическая эффективность предлагаемого технического решения определяется: безотказностью действия и неприхотливостью в эксплуатации; практически неограниченным временем действия при тушении пожара; возможностью применения в качестве рабочей жидкости воды от штатной пожарной магистрали, дистиллированной воды, растворов с поверхностно-активными веществами; возможностью использования с передвижных автономных объектов с ограниченным запасом рабочей жидкости.