Аэрозольные генераторы и составы (Раздаточные материалы)

Аэрозолеобразующие составы для воздействия на переохлажденные облака и туманы. Одним из способов предотвращения града и вызывания осадков является введе­ние в переохлажденное облако аэрозоля веществ (реагентов), являю­щихся центрами нуклеации паров воды. Аэрозоль можно создавать различными методами, но наиболее предпочтительным считается сжигание пиротехнических составов в различного рода генераторах. Существуют два типа пиротехнических составов, образующих при горении аэрозоль реагента. В первом типе реагент вводится в состав в виде порошка. В результате сгорания состава он возгоняется, образуя аэрозоль. Во втором типе составов реагент получается в процессе го­рения. В России предпочтение отдается первому типу составов. В ка­честве реагента используется Agl, который в большинстве составов возгоняется за счет сгорания термической смеси на основе перхлората аммония. При этом высокий выход активных частиц (АЧ) достигает­ся при горении составов с резко отрицательным кислородным балан­сом (КБ) при температуре продуктов сгорания порядка 2200 К. Основным требованием к составам является обеспечение максимального выхода АЧ (не менее 5 · 10¹² ч/г) при температуре тумана минус 10°С. Для обеспечения такого выхода первоначально вводили в со­став до 50 — 60% Ag I. Современные составы содержат 2% Ag I. Пока­зана возможность разработки составов с содержанием Ag I порядка 0,4%. При использовании в качестве термической основы энергетиче­ски выгодных азотсодержащих соединений (азидопентон, нитраты целлюлозы) высокий выход АЧ наблюдается при КБ состава, близ­ком к нулевому. Это позволяет применять такие составы одновремен­но в качестве источника АЧ и топлива, обеспечивая экологическую чистоту продуктов сгорания.

Аэрозольобразующие пожаротушащие составы — многокомпонентные композиции с полимерной связкой, содержащие горючее, которым, как правило, является связка, окислитель и инги­битор горения, диспергируемый и активируемый в процессе горения композиции.

В качестве ингибиторов, обрывающих цепные реакции горения углеродно-водородных материалов (реакции СО + O₂ и Η₂ + O₂), используются соединения элементов I группы (с наименьшим элект­ронным потенциалом ионизации). В силу экономических, техниче­ских и экологических причин предпочтение отдается соединениям ка­лия и, в первую очередь, кислородосодержащим (KNO₃, KC1O₄).

Выбор полимерной связки определяется технологией изготовления АПС: по технологии баллиститных ракетных топлив изготавливаются составы на основе пластифицированной нитроцеллюлозы (НЦ), по тех­нологиям смесевого РТ и пиротехнических составов — в качестве связки используются термореактивные смолы (фенольные, эпоксидные).

При компоновке АПС учитывают следующие важные требования:

• содержание ингибитора при условии сохранения удовлетворительных технологических, физико-химических, механических и внутрибаллистических характеристик должно быть максимальным;

• ингибитор перед вводом в состав должен подвергаться измельчению, причем степень измельчения должна быть максимально возможной, по крайней мере < 2 мкм;

• температура горения состава определяется двумя требованиями: минимально возможной температурой рабочего аэрозоля и максимально возможной его эффективностью (т.е. степенью активации ингибитора); оптимальное ее значение — около 1500°С;

• скорость горения состава определяется требованиями секундного расхода аэрозоля в очаге пожара и конструкцией генератора.

В таблице приведены химический состав и основные свойства не­которых АПС, изготавливаемых по технологиям баллиститных поро-хов и пиротехнических составов.

В некоторых аэрозолъгенерирутощих устройствах (МАГ) с це­лью снижения температуры аэрозоля применяются химические ох­лаждающие составы, которые за счет теплоемкости и эндотермиче­ского эффекта фазовых переходов обеспечивают охлаждение до бе­зопасного уровня (60 — 300°С).

Для этих целей применяются вещества с максимально возмож­ным эндотермическим эффектом фазовых переходов (плавление, разложение), реализуемым в области температур 100 — 300°С.

Ограничение по температурному, физическому состоянию, хи­мической совместимости и экологическим требованиям резко ограни­чивают выбор такого типа веществ. В настоящее время применяются оксалат аммония, основной карбонат магния.

Е.Ф.Жегров

Аэрозольобразующие огнетушащие составы

Аэрозоля огнетушащего генераторы - новое высокоэффективное средство объемного пожаротушения, механизм дейст­вия которого основан па распылении в защищаемом объеме ингиби-рующего аэрозоля, обрывающего цепные реакции горения.

АОГ эффективны при тушении пожаров классов А, В, С, Ε и в зависимости от назначения имеют те или иные конструктивные осо­бенности.

На рис. 1 представлена принципиальная схема пожаротушащего устройства на базе АОГ

При возникновении пожара в объеме, защищаемом данным устройством, автоматически (от датчика или огнепроводного шпура) или вручную замыканием электроцепи воспламенителя включается

Рис.1. Принципиальная схема пожаротуптащего устройства на базе аэрозольных ин-гибирующих генераторов: 1 -- корпус с теплоизоляцией; 2 — аэрозольгснерирующий состав; 3 -камера горения; 4 — химический (или тепло-физич.) охладитель; 5 ди­афрагма для истечения аэрозоля; 6 — огнепроводный шнур; 7 —элсктроразъем; 8 — воспламенитель; 9 — датчик-сигнализатор пожара; 10 — тумблер (кнопки) ручного включения генератора.

Рис. 2. Гашение горящего нефтяного или газового фонтана высокоскоростной струей ингибирующсго аэрозоля.

генератор (или несколько генераторов), который с заданной скоро­стью распыляет аэрозоль в зоне пожара. По достижении пожароту-шащей концентрации (несколько секунд) пожар ликвидируется.

Сам генератор представляет собой устройство, в корпусе которо­го (обычно металлическом) размещены элемент аэрозольгенерирующего состава с воспламенителем и охладитель.

Номенклатура выпускаемых генераторов весьма многообразна и учитывает специфику пожаров в различных отраслях промышленности, транспортных средств, быта, а также разнообразные условия на защища­емых объектах (степень негерметичности, взрывоопасность и пр.).

Применяемые АОГ типа «МАГ», «ПУРГА», «СОТ», «Габар» и др. отличаются как свойствами используемых составов, так и конст­рукциями самих генераторов. Наиболее широкий спектр конструк­ций имеют генераторы типа МАГ, которые охватывают сферу приме­нения для пожарной защиты от малых объемов (приборы, электро­шкафы) до больших помещений (складов, ангаров и пр.) (табл. 1).

Все аэрозольные генераторы МАГ, применяемые для объемного пожаротушения, имеют в корпусе химический охладитель, обеспечи­вающий снижение температуры до безопасного уровня.

Пожаротушащие устройства, предназначенные для тушения по­жаров класса А1 (тлеющие материалы), являются комбинированны­ми, включающими генераторы для ингибирования пламенных реак­ций (тушение пламени) и жидкостные или порошковые устройства для отбора накопленной в конденсированной фазе тепловой энергии (тушение тлеющего материала: углей и т.д.).

Для тушения локальных пожаров на открытом воздухе (нефтега­зовые фонтаны, бензозаправщики и пр.) предназначены генераторы с высокой скоростью истечения аэрозоля, как правило, сверхзвуко­вой (рис. 2). Такие генераторы не имеют химического или физиче­ского охладителя. Снижение температуры в этих генераторах осуще­ствляется за счет резкого расширения в сопловом блоке.

Для локализации пожаров, распростра­няющихся по техноло­гическому потоку и коммуникациям в про­изводственных здани­ях, предназначены, так называемые, газо­вые затворы (рис.3).

На технической базе охлаждающих элементов генераторов работают огнепрегра-дители (рис.4).

Огнепреградите-ли применяются для защиты технологических аппаратов, в которых возможен пожар (взрыв —дефларгация) с выхлопом горячих продуктов горения в по­мещении с рабочим персоналом.

Таблица 1 Основные технические параметры аэрозольных пожаротушащнх генераторов МАГ