Диссертация (1172932), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В качестве материала этих полотнищ предлагаетсяиспользовать различные виды металлических сеток, текстильных гигроскопических материалов. Преимуществом подобных преград является высокая степеньослабления тепловых потоков и относительно быстрая возможность установитьих при пожаре и убрать после его ликвидации (свернуть полотнища в рулон,выдвинуть или опустить завесы). Недостатками всех этих изобретений являетсято, что конструкции, реализующие их, требуют сложную и дорогую технику,а также экологически небезопасные и дорогие реагенты, обеспечивающие ихработоспособность. Кроме этого, такие преграды непрозрачны, громоздки и имеютограниченную сферу применения (только внутри помещений, сооружений).В работах [48–50] рассматриваются устройства с возможностью проявлениясинергически интенсивного процесса непрерывного физического эффекта испарительного охлаждения.
Так, в [48] предлагается использование в противопожарных целях металлических конструкций, включающих металлическую сетку,металлическую вату или металлические переплетения, сквозь которые могутлегко проходить газы. Эти конструкции могут быть в форме пожарогасящихпокрытий, включающих комбинацию простых и имеющих определенную формусеток, чередующихся в этом покрытии. При этом верхняя сторона покрытияпредпочтительно должна быть закрыта металлической фольгой для быстрогогашения пожаров от воспламенения пролитых жидкостей.
На эти сетки илина конструкции в форме жестких панелей может распыляться вода.23Подобные металлические конструкции могут быть использованы для пассивной противопожарной защиты в виде противопожарных переборок, противопожарных крышек топливных баков и противостоящих огню оболочек пассажирского салона, посадочных мест для пассажиров и кабины экипажа в самолете,транспортных средствах, на судах и подводных лодках.В работах [49, 50] теплоогнезащитный экран предлагается выполнитьс теплостойкими слоями из иглопробивного материала на основе кремнеземныхили базальтовых волокон диаметром от 2 до 15 мкм или их комбинации.Плотность теплостойких слоев распределена с увеличением в направленииповерхности огневого воздействия от 70 до 700 г/м2, а также с наружнымиогнестойкими слоями из ткани на основе кремнеземных или базальтовых волокондиаметром от 5 до 15 мкм или их комбинации, поверхностной плотностьюот 120 до 700 г/м2, с сеткой размерами ячеек от 5×5 до 25×25 мм из стальной проволоки диаметром от 0,1 до 1,0 мм под наружным огнестойким слоем со стороныогневого воздействия.
Экран имеет трубчатый каркас с сообщающимися каналамии форсунками для подачи воды на поверхность огневого воздействия экрана.Следует отметить, что такие преграды при длительной эксплуатации могутвпитывать в себя пары нефтепродуктов или пыль, что может резко ухудшитьих эксплуатационные качества.Исследование действия теплового излучения на пожарные машиныи повышения их теплоустойчивости рассматривалось в работах [51–62].Актуальность данных исследований обусловлена тем, что выход из строяпожарной техники при тушении пожара может привести к непоправимым последствиям. Преобладающим из всех ОФП, который приводит к повреждениямпожарной техники, является лучистый тепловой поток.
Нагрев элементовпожарной техники до аномальных температур при плотностях теплового потокаоколо 10 кВт/м2 происходит быстрее времени боевой работы, а уже при значении14 кВт/м2 – загорается пожарный автомобиль. Значения же тепловых потоков,например, при горении крупных газонефтяных фонтанов, могут достигатьболее 40 кВт/м2.24Высокие значения тепловых потоков наблюдаются также при горении лесаи пожарах на лесоскладах.
На основании анализа описаний пожаров на лесоскладах[63–65] установлено, что в технологических разрывах между штабелями (10 м)поверхностная плотность лучистого теплового потока может достигать 20–25 кВт/м2уже в начальной стадии пожара (на 3–5 мин.), а при развившемся пожаре(на 10–30 мин.) – значительно больших величин. По этой причине практическиневозможно вводить пожарную технику в нормативно установленные разрывымежду штабелями леса, чтобы локализовать пожар в границах противопожарныхразрывов между кварталами лесоскладов (50–100 м), что приводит к значительным убыткам. Важно также отметить, что при тепловых испытаниях пожарноготанка ПЛВ 6-17, предполагаемого к применению для тушения пожаров в зонедействия теплового облучения 20–25 кВт/м2 [65], было установлено следующее:– нагрев элементов конструкции кабины в течение 5 мин. достигаетзначений в диапазоне от 100 до 420 ºС;– внутренние поверхности нагреваются в течение 3–6 мин.
до температурыв диапазоне от 90 до 240 ºС;– температура воздуха в кабине на уровне головы водителя превышаетпредельно допустимые значения в 45 ºС на 50–100 %;– поверхностная плотность лучистого теплового потока, проникающегов кабину достигает 10–12 кВт/м2, что значительно превышает предельно переносимые значения для организма человека без специальных средств защиты.В этой же работе отмечается, что ствольщик в теплоотражательном костюмеуправляющий лафетным стволом с поверхности цистерны танка вынужден покинуть рабочее место уже через 3–4 мин., так как плотность теплового облученияболее чем в четыре раза превышает допустимые значения (6 кВт/м2).Современные конструкции пожарных автомобилей имеют устройстватеплозащиты в соответствии с классификацией, предложенной Ю.В. Полежаевым[66], предусматривающей сочетание как пассивной (теплоотражательное покрытие), так и активной теплозащиты, в которой вода, используемая для тушенияпожара, служит охладителем.25Эффективность активной теплозащиты с помощью стекающих по обшивкепожарного автомобиля водяных пленок рассмотрена в работе [67].
Однако этотспособ не позволяет защитить элементы конструкции автомобиля, которые имеютсложную геометрическую конфигурацию.В работах [65, 68–70] изучена и апробирована возможность использованиямелкодисперсных водяных капельных завес для обеспечения тепловой защитыбоевых расчетов пожарных танков и автомобилей от воздействия теплового излучения пожаров на лесоскладах и других объектах, где возможна высокая интенсивность теплового излучения.
В работе [65] показано, что при тушении пожаровна лесоскладах до 62 % тепла, воздействующего на пожарный танк, приходитсяна электромагнитное излучение пожара. Энергетический спектр электромагнитного излучения лесоматериалов с температурой пламени порядка 1000 ºС смещенв значительной степени в сторону инфракрасного излучения (ИК), так что видимая часть спектра составляет лишь доли процента от полной энергии излучения.Последнее обстоятельство позволило автору этой работы в результате теоретических расчетов, основываясь на теории поглощения и рассеяния электромагнитныхволн малыми частицами [33, 71] и экспериментальных исследований по оптимизации расхода и диаметра капель распыляемой воды, разработать и практическиреализовать устройства по созданию водо-капельной завесы, ослабляющей тепловую радиацию в 3–5 раз.
В частности, отмечается, что капли, попадая на поверхность ограждения пожарной техники и стекая по ней, значительно охлаждаютсложные конфигурации конструкций пожарных машин, защищают соседние штабели леса от лучистого теплового потока, дотушивают горящие головни и увлажняют почву между штабелями лесоматериалов.В работе [61] предложено устройство, создающее водяной занавес по всейвысоте и ширине горизонтальной шахты для остановки распространения пламении дыма за пределы водяного занавеса. Однако, данная разработка (простое разбрызгивание воды с помощью форсунок) значительно уступает устройствам,представленным в работах [68–70], по характеристикам водяного занавеса, а такжеотличается высоким требуемым расходом воды и дорогостоящим исполнением.26В изобретении [72] предлагается создание экрана для двух операторовручных пожарных стволов.
Теплозащитная преграда представляет собой сборноразборный трубчатый каркас с периодически расположенными по длине трубокотверстиями, через которые разбрызгивается подаваемая под давлением вода.Основными недостатками данной конструкции являются низкая степень ослабления тепловой радиации (не более чем в 1,5–2,0 раза), большой расход воды,значительный вес конструкции, неудобство передислокации, которые сильноограничивают тактические возможности пожарного звена.Заслуживает также внимания композиционный способ, основанный насочетании слоев из пористо-волокнистых материалов со слоями, содержащимиразлагающуюся при нагревании кристаллическую воду [73–75].
Сухой теплоизоляционный материал за счет низкой теплопроводности позволяет постепенноснизить температуру от окружающей среды при пожаре до некоторой величины.При этом в содержащем воду слое поддерживается постоянная температурав 100 ºС. Данное техническое решение позволяет продлить эффект стабилизациитемпературы и, следовательно, повысить предел огнестойкости, либо снизитьмассу конструкции. Однако, применительно к конструкции рабочего полотнапротивопожарной шторы, повышение предела огнестойкости оказывается незначительным.
Это связано с ограниченным количеством воды в соответствующемслое, который, вследствие относительно высокой плотности, подходящих для егоформирования материалов и необходимости сохранения толщины и массы конструкции на приемлемом уровне, может иметь только достаточно малую толщину.Упомянутые материалы, как правило, представляют собой плиты и покрытияна основе минеральных вяжущих, и характеризуются, соответственно, существенной жесткостью и хрупкостью. Это затрудняет их применение в конструкции рабочего полотна, которая должна обладать достаточной гибкостью.Для повышения эффективности рабочего полотна, применяющегося в конструкциях противопожарных штор и укрытий, в работах [76–80] предлагаетсяспособ обеспечения его огнестойкости, сочетающий в себе активный и пассивный способы, совмещение которых, должно усиливать действия каждого из них.27Этот способ заключается в создании в пористой структуре рабочего полотнапаро-капельно-воздушной среды из охлаждающей жидкости, в результате чегодолжен проявляться непрерывный физический эффект испарительного охлаждения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
