Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Физико-химические свойства и механизмы прекращения горения пеной
Свойства пены Пены относятся к огнетушащим средствам, широко используемым при пожаротушении. Это связано с преимуществами, которыми они обладают по сравнению с таким традиционным ОС как вода. Применение пен позволяет сократить время тушения пожаров до 3 раз, уменьшить материальные потери от пожаров до 1,5 раз. Пена представляет собой грубодисперсную двухфазную систему, состоящую из ячеек, заполненных газом и разделенных пленками жидкости. Газ (или пар), заполняющий ячейки, является дисперсной фазой, а жидкость - дисперсионной средой. Жидкую фазу пены называют отсеком. Структура пены определяется отношением объемов газовой Vг и жидкой Vж фаз в единице объема. Если объем газовой фазы превышает объем жидкости не более чем в 10-20 раз, т.е. Vг/Vж < 10-20, ячейки, заполненные газом, имеют сферическую форму. В таких пенах пузырьки окружены слоем жидкости относительно большой толщины. С увеличением отношения Vг/Vж до нескольких десятков или даже сотен толщина пленки жидкости, разделяющей газовые объемы, уменьшается, а газовая полость утрачивает сферическую форму и трансформируется в многогранник, причем форма многогранника может быть самой различной - параллелепипеды, треугольные призмы, тетраэдры и т.д. Кратностью пены называется отношение объема пены Vп к объему жидкой фазы, из которой она получена: Кп = Vп/Vж = (Vг+ Vж)/ Vж Отношение объема газа в пене к объему пены называется газосодержаниемпены b: b = Vг/Vж Газосодержание и кратность связаны между собой соотношением: b = (Кп - 1)/Кп = 1 - 1/Кп Дисперсностьпены Dп оценивается либо средним размером пузырьков пены dср, либо их распределением по размерам: Dп = 1/dср dср = (ådi ×Ni)/å Ni
где di - диаметр пузырьков фракции; åNi - общее число пузырьков всех фракций; Ni - число пузырьков фракции i с диаметром di. Видно, что с уменьшением диаметра пузырьков пены ее дисперсность возрастает. Если пузырьки имеют одинаковые размеры, пена называется монодисперсной, если имеется много размеров (фракций) пузырьков, пена называется полидисперсной. На дисперсность пены оказывают влияние физико-химические свойства пенообразователя, способ смешения фаз, конструкция пеногенератора и т.д. Чем выше дисперсность пены, тем она более подвижна. С повышением кратности пены ее дисперсность уменьшается.
В зависимости от величины кратности пены разделяют на четыре группы: 1. Пеноэмульсии, К < 3; 2. Низкократные пены, 3 < К < 20; 3. Пены средней кратности, 20 < К <2 00; 4. Пены высокой кратности, К > 200. В практике тушения пожаров используются все четыре вида пены, которые получают различными способами и с помощью разных устройств: · Пеноэмульсии – соударением свободных струй раствора для тушения пожаров нефти в амбарах. · Низкократные пены – в пеногенераторах, в которых эжектируемый воздух перемешивается с раствором пенообразователя. · Пена средней кратности – на металлических сетках эжекционных пеногенераторов. · Пена высокой кратности – в генераторах с перфорированной поверхномтью тонких металлических листов или на специальном оборудовании в результате принудительного наддува воздуха в пеногенератор от вентилятора. Свойства пены: - устойчивость; - огнестойкостьпены характеризует ее поведение в реальных условиях пожаротушения. - вязкостьпены характеризует ее способность к растеканию и оценивается коэффициентом динамической вязкости m, либо напряжением сдвига s. Коэффициент динамической вязкости возрастает с увеличением кратности пены и ее дисперсности. - плотность пены зависит от соотношения жидкой и газовой фаз и может изменяться от 0,5 rж до значений, близких к rг (rж и rг - плотности жидкой и газовой фаз, соответственно). Пены, используемые для тушения пожаров, обычно имеют плотность 10-5 кг/м3 и меньше. - электропроводностьпены пропорциональна количеству содержащейся в ней жидкости. Экспериментально установлено, что отношение электропроводности жидкости к электропроводности пены линейно связано с отношением их плотностей. Уравнение, описывающее эту зависимость имеет следующий вид: Хж/Хп = 3/2Кп где Хж, Хп - удельные электропроводности раствора и пены, соответственно. Передача тепла в пене происходит через пузырьки газа и через жидкостные пленки между ними. Из-за наличия газовой фазы теплопроводность пен незначительна. 2.2.2. Устойчивость пен и их разрушение. Пена, как и любая дисперсная система, является неустойчивой. Это связано с наличием избытка поверхностной энергии, пропорциональной поверхности раздела фаз жидкость - газ. Поэтому с момента образования пен в ней протекают процессы старения, в результате которых пена изменяет свои свойства. Разрушение пены в нормальных условиях происходит в результате истечения жидкости (синерезиса) и разрыва пленок внутри пены. Следствием этого является изменение структуры.
В реальных условиях при тушении пожара пена разрушается также в результате деформации пузырьков под действием силы трения при движении, термического воздействия окружающей среды, конвективных потоков и др. Процесс разрушения может быть охарактеризован интенсивностью разрушения, которая определяется по формуле: Iразр = DVпразр/(Vп× Dt) где DVпразр - объем пены, разрушенной за промежуток времени Dt; Vп - начальный объем пены. В настоящее время чаще пользуются понятием «устойчивость пены». Устойчивостьпены Sп - это ее способность сохранять объем, дисперсный состав и препятствовать синерезису. Различают следующие показатели, характеризующие устойчивость пены: - устойчивость объема пены. Характеризуется временем разрушения 25% от исходного объема. - устойчивость к обезвоживанию (к синерезису). Характеризуется временем выделения из пены 50% жидкости. - структурная устойчивость. Характеризуется временем изменения среднего диаметра пузырьков на 25 % от исходной величины. - контактная устойчивость на поверхности полярных горючих жидкостей. Характеризуется временем полного разрушения пены. - термическая устойчивость. Характеризуется временем разрушения всего объема пены под действием теплового потока от факела пламени. - устойчивость изолирующего действия. Характеризуется временем, в течение которого слой пены препятствует воспламенению жидкости открытым источником пламени. Sп - величина, обратная интенсивности разрушения: Sп = 1/Iразр Ее оценивают по времени, в течение которого из пены выделяется 50 % объема жидкой фазы, из которого она получена, т.е. 50 % отсека. Для пен кратностью 100-1000 время выделения 50 % отсека при 20 оС описывается следующей эмпирической зависимостью: qж = 7,7d (1 + 0,001 Kп) (мин); где d – диаметр пузырьков фракции, Кп – кратность пены. Устойчивость пены зависит от многих факторов, но следует выделить следующие: температура окружающей среды, дисперсноть пены (моно- или полидисперсная), ее кратность, высота слоя, давление упругих паров горючей жидкости, механическое воздействие на нее при движении, т.е. Для повышения устойчивости пен в них вводят вещества-стабилизаторы (соли поливалентных металлов, глинозем, поливиниловый спирт, эфиры целлюлозы, полиакриламид, протеин и т.д.).
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-22; просмотров: 273; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.223.209.38 (0.007 с.) |