РОЗДІЛ 2
ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВОГНЕГАСНИХ РЕЧОВИН, УМОВ ТА ТЕХНОЛОГІЙ ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ ПІД ЧАС ПРИПИНЕННЯ ГОРІННЯ ТУРБІННОЇ ОЛИВИ ТП-22
2.1. Теоретичне та експериментальне дослідження інгібувальної, вогнегасної та флегматизувальної здатностей пентафторетану, діоксиду вуглецю та їх бінарних сумішей
Відомо [124,125], що в якості газових вогнегасних речовин поряд з інгібіторами горіння (хладон 13В1 (1301), хладон 114В2 (2402), хладон 124, хладон 125, хладон 23, хладон 227еа, хладон 236 ef тощо) та інертними розріджувачами (inergen (IG-541), argonite (IG-55) діоксид вуглецю (СО2), азот (N2) тощо) застосовуються або можуть бути перспективними і їх суміші (15% 2402 + 85% СО2, 50% 2402 + 50% СО2 тощо). Характеристики деяких газових речовин наведено у таблиці 2.1.
Таблиця 2.1
Характеристики деяких газових вогнегасних речовин [126]
Назва ГВР,
хім. формулаМолекуляр-на масаСМВ (н-гептан),
% об.СНВ ,
% об.Вартість ГВР, $/кгМГВР*, кг/м3МГВР/
М 13В1**хладон 114В2,
СF3Br-СF2Br2601,92,38,00,331,4галон 1301,
СF3Br1493,23,820,00,241хладон 125, HFC 125,
СF3-СHF21208,19,718,00,552,3діоксид вуглецю,СО2442135,70,980,823,4азот, N22837,5451,140,994,1Примітки: * - маса ГВР, що необхідна для створення нормативної концентрації в 1 м3 захищаємого об'єму; ** - відношення мас ГВР і хладону 13В1, що необхідні для створення відповідних нормативних концентрацій.
В якості одного з альтернативних озоноруйнівним вогнегасним речовинам є пентафторетан (хладон 125), виробництво якого налагоджено у деяких країнах, зокрема в Росії. Проте застосування цієї речовини в системах протипожежного захисту деякою мірою стримується її підвищеною вартістю, необхідністю модернізувати або повністю міняти автоматичну установку газового пожежогасіння, обмеженістю або відсутністю даних щодо інгібувальних властивостей, флегматизувальної та вогнегасної здатностей її сумішей з інертними розріджувачами, зокрема, з діоксидом вуглецю.
Розуміння процесів і особливостей взаємодії активних радикалів полум'я з вогнегасними речовинами є підґрунтям наукового підходу до вибору, як нових, так і модернізації відомих вогнегасних речовин.
Одним з методів, який дозволяє визначити вплив на полум'я вогнегасної речовини є оптична спектроскопія.
В роботах [68,125] проводились дослідження з визначення інгібуючих властивостей газових вогнегасних речовин таких, як: азот, діоксид вуглецю, галон 1301, хладон 114В2 та їх сумішей. Зокрема, показано, що інтенсивність випромінювання гідроксильних радикалів має значно менші значення у разі застосування інгібіторів горіння (хладон, галон) ніж у разі застосування флегматизаторів горіння (азот, СО2). Зазначено, що для зменшення інтенсивності випромінювання ОН-радикалів, а отже і швидкості поширення полум'я на одну і ту ж величину, потрібно менше хладону, якщо він подається у суміші з розріджувачем. Підтверджено, що вогнегасна концентрація хладону залежить від вмісту кисню, який можна зменшити шляхом додавання інертного розріджувача разом з хладоном. Таким чином можна вирішити питання щодо зменшення вартості газової вогнегасної речовини.
Дослідження з визначення інгібуючих властивостей хладону 125, який на ринку вогнегасних речовин представлено, як альтернативну заміну озоноруйнівним ГВР групи галонів, а також вогнегасних та флегматизувальних властивостей його сумішей з інертними розріджувачами, зокрема СО2, не проводились.
На підставі аналізу робіт [68,124,125] нами було зроблено припущення, що інгібувальна здатність хладону 125 та його сумішей з СО2 повинна корелювати з їх вогнегасною здатністю.
На рис. 2.1 наведено номограму, яка ілюструє залежність мінімальних вогнегасних концентрацій від відносної інтенсивності випромінювання ОН-радикалів полум'я н-гептану за даними отриманими у роботі [125] та табл. 2.1. Перетини прямої, проведеної паралельно осі ординат через значення мінімальної вогнегасної концентрації для хладону 125 (8,1 %), з кривими витрат дають орієнтовні теоретичні значення відносної інтенсивності випромінювання ОН-радикалів при об'ємних витратах хладону 125: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 дм3/хв., які дорівнюють значенням: 78; 61; 49; 37; 31 відповідно.
Рис. 2.1. Номограма залежності відносної інтенсивності випромінювання ОН-радикалів при різних витратах газової вогнегасної речовини та її зв'язок із значенням мінімальної вогнегасної концентрації:
1 - крива, що відповідає витраті ГВР 0,5 дм3/хв.; 2 - 1,0 дм3/хв.; 3 - 1,5 дм3/хв.;
4 - 2,0 дм3/хв.; 5 - 2,5 дм3/хв.;
I - пряма, проведена через значення мінімальної вогнегасної концентрації для хладону 114В2 (1,9 % об.), II - галону 1301 (3,2 % об.); III - діоксиду вуглецю (21 % об.); IV - азоту (37,5 % об.); V - хладону 125 (8,1 % об.).
З метою виявлення впливу на активні ОН-радикали полум'я хладону 125 були проведені відповідні експериментальні дослідження. Робота проводилась з використанням установки та методики дослідження інгібуючих властивостей твердих, рідких та газоподібних речовин, наведених в роботі [127]. Як горючу речовину використовували пару н-гептану, одержану способом карбюрації.
Хладон 125 подавався в пальник разом з парами н-гептану. Витрату регулювали редуктором та контролювали її газовим ротаметром.
Випромінювання полум'я фіксувалось за допомогою спектрометра СДЛ-1. За міру ефективності дії хладону 125 приймалось зменшення інтенсивності випромінювання смуги 3064 A, яка належить ОН-радикалу, одному з найважливіших радикалів, що відповідає за розповсюдження ланцюгової реакції горіння. Результати досліджень щодо взаємодії хладону 125 з полум'ям н-гептану наведено у таблиці 2.2. Інтенсивність випромінювання ОН-радикалів в полум'ї парів н-гептану без подавання вогнегасної речовини приймалась за 100 %. Всі наступні показники величини випромінювання ОН-радикалів при подаванні в полум'я хладону 125 за різних витрат, відраховувались від початкового рівня.
Таблиця 2.2
Результати визначення значення відносних інтенсивно