<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">firesmi</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0869-7493</issn><issn pub-type="epub">2587-6201</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18322/PVB.2017.26.04.58-67</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">firesmi-37</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MEANS AND WAYS OF FIRE EXTINGUISHING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Исследование характеристик модифицированных гидрогелей для тепловой защиты резервуаров нефтепродуктов</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Investigation of the characteristics of modified hydrogels for thermal protection of petroleum products tanks</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Иванов</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ivanov</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">spark002@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Михайлова</surname><given-names>В. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Mikhaylova</surname><given-names>V. I.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">gidralera@rambler.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ивахнюк</surname><given-names>Г. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ivakhnyuk</surname><given-names>G. K.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">fireside@inbox.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Демехин</surname><given-names>Ф. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Demekhin</surname><given-names>F. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">demehin@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС России<country>Россия</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru">Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)<country>Россия</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>05</day><month>04</month><year>2018</year></pub-date><volume>26</volume><issue>4</issue><fpage>58</fpage><lpage>67</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Иванов А.В., Михайлова В.И., Ивахнюк Г.К., Демехин Ф.В., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Иванов А.В., Михайлова В.И., Ивахнюк Г.К., Демехин Ф.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Ivanov A.V., Mikhaylova V.I., Ivakhnyuk G.K., Demekhin F.V.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/37">https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/37</self-uri><abstract><p>Представлены результаты исследований физических свойств водногелевых составов (ВГС) на основе редкосшитого полимера акриловой кислоты марки “Carbopol ETD 2020” в условиях электрофизической и температурной модификации и воздействия переменного частотно-модулированного потенциала (ПЧМП). Методами рамановской спектроскопии и атомно-силовой микроскопии установлен факт изменения структуры модифицированных воды и гидрогелей. Получены данные об изменении плотности гидрогелей в зависимости от концентрации гелеобразующего компонента, воздействия ПЧМП и температуры. Установлено, что сравнительное время нагрева модифицированных гидрогелей возрастает с увеличением концентрации гелеобразующего компонента в условиях воздействия ПЧМП, а также при температурном воздействии для термически модифицированных гидрогелей вблизи критической точки воды 4 °С. Сделан вывод о возможности использования модифицированных ВГС для повышения эффективности установок тепловой защиты резервуаров для хранения нефтепродуктов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The fires in the park of petroleum products tanks are inextricably linked with intense heating from burning tank and creation conditions for dissemination of the fire on the nearest tanks by the radiative and convection heat transfer. The water is the main cooling agent, using in standard equipment today, because of its accessibility and good thermal characteristics. At the same time, the waters efficiency for the thermal protection purpose of petroleum products tanks is greatly reduced, because of low adhesion and low viscosity. This work studies the physical properties of modified hydrogel suspensions (HGS), prepared by distilled water and polymers of acrylic acid marked “Carbopol ETD 2020”. Thermal modification was to clamping the abnormal water properties, such as heat capacity and thermal conductivity, in conditions of 4 °C. Electrophysical modification was the impact on researching compositions by the variable frequency modulated potential (VFMP). Present VFMP-impact results in a characteristic Raman frequency shear into the valence vibration area of O-H bond in the frequency rang ~3200…3400 cm-1, indicating that the structure was modified. The modification HGS and water structures by VFMP was confirmed by Raman spectra and atomic force microscopy. We got a density value for HGS depending on concentration of Carbopol, while HGS density was decreased in conditions of VFMP. Also noticed, that HGS, which was prepared in conditions of 4 °C, have more value of density, than HGS which was prepared in conditions of 20 °C. This fact can be explained by the density of water decreasing with temperature increasing. During the heating and boiling processes studying, we have found, that heating time for modified HGS, which have concentration 0.1-0.2 % mas., to a maximum temperature was lower than distill water by 30-50 %, while a higher concentration HGS was heated slowly, with the best result for 0.25-1 % concentrated HGS. A significant increase of heating time (to 60 %) was noted for all HGS, which was prepared in conditions of 4 °C. These results suggest the possibility of significant influence on the processes of heat and mass transfer in HGS heating conditions due to changes in water properties and structure parameters, which in turn, provides improved thermal insulation properties HGS compared with the standard cooling agents that will efficiently use them in standard cooling equipment of petroleum products tanks.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>гидрогели</kwd><kwd>электрофизическая модификация</kwd><kwd>температурная модификация</kwd><kwd>тепловая защита</kwd><kwd>переменный частотно-модулированный потенциал</kwd><kwd>пожары нефтепродуктов</kwd><kwd>58-67</kwd><kwd>hydrogel</kwd><kwd>electrophysical modification</kwd><kwd>thermal modification</kwd><kwd>thermal protection</kwd><kwd>variable frequency modulated potential</kwd><kwd>petroleum products fires</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Руководство по тушению пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. -М. : ГУГПС, ВНИИПО МВД России, 1999. -86 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Руководство по тушению пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. -М. : ГУГПС, ВНИИПО МВД России, 1999. -86 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Савченко А. В., Островерх О. А., Холодный А. С. Теоретическое обоснование использования гелеобразующих систем для охлаждения стенок резервуаров и цистерн с углеводородами от теплового воздействия пожара // Проблемы пожарной безопасности : сб. науч. тр. - 2015. - № 37. -С. 191-195.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Савченко А. В., Островерх О. А., Холодный А. С. Теоретическое обоснование использования гелеобразующих систем для охлаждения стенок резервуаров и цистерн с углеводородами от теплового воздействия пожара // Проблемы пожарной безопасности : сб. науч. тр. - 2015. - № 37. -С. 191-195.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шароварников А. Ф., Молчанов В. П., Воевода С. С., Шароварников С. А. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. -М. : Калан, 2002. -448 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шароварников А. Ф., Молчанов В. П., Воевода С. С., Шароварников С. А. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. -М. : Калан, 2002. -448 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сучков В. П. Методы оценки пожарной опасности технологических процессов.-М. : Академия ГПС МЧС России, 2010.-155 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Сучков В. П. Методы оценки пожарной опасности технологических процессов.-М. : Академия ГПС МЧС России, 2010.-155 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Абрамов Ю. А., Басманов А. Е. Оценка пожарной опасности резервуара с нефтепродуктом при его нагреве от пламени соседнего горящего резервуара // Радиоэлектроника и информатика.- 2005. -№ 2. -С. 110-112.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Абрамов Ю. А., Басманов А. Е. Оценка пожарной опасности резервуара с нефтепродуктом при его нагреве от пламени соседнего горящего резервуара // Радиоэлектроника и информатика.- 2005. -№ 2. -С. 110-112.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Классен В. И. Омагничивание водных систем. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Химия, 1982. -296 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Классен В. И. Омагничивание водных систем. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Химия, 1982. -296 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бессонова А. П., Стась И. Е. Влияние высокочастотного электромагнитного поля на физико-химические свойства воды и ее спектральные характеристики // Ползуновский вестник.-2008.- № 3. -С. 305-309.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бессонова А. П., Стась И. Е. Влияние высокочастотного электромагнитного поля на физико-химические свойства воды и ее спектральные характеристики // Ползуновский вестник.-2008.- № 3. -С. 305-309.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Pang X. F., Deng B. Investigation of changes in properties of water under the action of a magnetic field // Science China Physics, Mechanics&amp;Astronomy.-2008.-Vol. 51, No. 11.-P. 1621-1632. DOI: 10.1007/s11433-008-0182-7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pang X. F., Deng B. Investigation of changes in properties of water under the action of a magnetic field // Science China Physics, Mechanics&amp;Astronomy.-2008.-Vol. 51, No. 11.-P. 1621-1632. DOI: 10.1007/s11433-008-0182-7.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. 2479005 Российская Федерация. МПК G05B 24/02 (2006.01), H03B 28/00 (2006.01). Способ и устройство управления физико-химическими процессами в веществе и на границе раздела фаз / Ивахнюк Г. К., Матюхин В. Н., Клачков В. А., Шевченко А. О., Князев А. С., Ивахнюк К. Г., Иванов А. В., Родионов В. А.-№2011118347/08; заявл. 21.01.2010; опубл. 10.04.2013, Бюл.№10. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2479005 (дата обращения: 10.06.2016).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Пат. 2479005 Российская Федерация. МПК G05B 24/02 (2006.01), H03B 28/00 (2006.01). Способ и устройство управления физико-химическими процессами в веществе и на границе раздела фаз / Ивахнюк Г. К., Матюхин В. Н., Клачков В. А., Шевченко А. О., Князев А. С., Ивахнюк К. Г., Иванов А. В., Родионов В. А.-№2011118347/08; заявл. 21.01.2010; опубл. 10.04.2013, Бюл.№10. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2479005 (дата обращения: 10.06.2016).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванов А. В., Ивахнюк Г. К., Пятин Д. В. Определение физико-химических свойств модифицированных водных растворов для управления процессом детоксикации почв в условиях чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазового комплекса // Проблемы управления рисками в техносфере. -2015.-№ 1(33).-С. 29-36.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Иванов А. В., Ивахнюк Г. К., Пятин Д. В. Определение физико-химических свойств модифицированных водных растворов для управления процессом детоксикации почв в условиях чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазового комплекса // Проблемы управления рисками в техносфере. -2015.-№ 1(33).-С. 29-36.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алексеик Е. Б., Савенкова А. Е., Гемиш З. Влияние переменных электрических полей на процессы создания и стабилизации воздушно-механических пен // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России : научно-аналитический журнал. - 2013. - № 4. - С. 44-48. URL: http://vestnik.igps.ru/wp-content/uploads/V54/8.pdf (дата обращения: 28.12.2016).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Алексеик Е. Б., Савенкова А. Е., Гемиш З. Влияние переменных электрических полей на процессы создания и стабилизации воздушно-механических пен // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России : научно-аналитический журнал. - 2013. - № 4. - С. 44-48. URL: http://vestnik.igps.ru/wp-content/uploads/V54/8.pdf (дата обращения: 28.12.2016).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гаджиев Ш. Г., Иванов А. В., Ивахнюк Г. К., Кадочникова Е. Н. Исследование огнетушащих и теплозащитных свойств водногелевых составов на основе модифицированных жидкостей // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России : научно-аналитический журнал.-2014.-№ 2.-С. 31-37. URL: http://vestnik.igps.ru/wp-content/uploads/V62/4.pdf (дата обращения: 28.12.2016).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Гаджиев Ш. Г., Иванов А. В., Ивахнюк Г. К., Кадочникова Е. Н. Исследование огнетушащих и теплозащитных свойств водногелевых составов на основе модифицированных жидкостей // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России : научно-аналитический журнал.-2014.-№ 2.-С. 31-37. URL: http://vestnik.igps.ru/wp-content/uploads/V62/4.pdf (дата обращения: 28.12.2016).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГаджиевШ.Г., Иванов, А. В., Кондрашин А. В. Моделирование величины дальности струи модифицированных водногелевых огнетушащих веществ // Проблемы управления рисками в техносфере. -2015.-№ 1(33).-С. 60-67.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ГаджиевШ.Г., Иванов, А. В., Кондрашин А. В. Моделирование величины дальности струи модифицированных водногелевых огнетушащих веществ // Проблемы управления рисками в техносфере. -2015.-№ 1(33).-С. 60-67.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Contreras M. D., Sбnchez R. Application of a factorial design to the study of specific parameters of a Carbopol ETD 2020 gel. Part I. Viscoelastic parameters // International Journal of Pharmaceutics.- 2002. -Vol. 234, No. 1-2. -P. 139-147. DOI: 10.1016/S0378-5173(01)00953-X.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Contreras M. D., Sбnchez R. Application of a factorial design to the study of specific parameters of a Carbopol ETD 2020 gel. Part I. Viscoelastic parameters // International Journal of Pharmaceutics.- 2002. -Vol. 234, No. 1-2. -P. 139-147. DOI: 10.1016/S0378-5173(01)00953-X.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hernбndez M. J., Pellicer J., Delegido J., Dolz M. Rheological characterization of easy-to-disperse (ETD) Carbopol hydrogels // Journal of Dispersion Science and Technology. - 1998. - Vol. 19, No. 1. -P. 31-42. DOI: 10.1080/01932699808913159.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hernбndez M. J., Pellicer J., Delegido J., Dolz M. Rheological characterization of easy-to-disperse (ETD) Carbopol hydrogels // Journal of Dispersion Science and Technology. - 1998. - Vol. 19, No. 1. -P. 31-42. DOI: 10.1080/01932699808913159.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tichэ E., Murбnyi A., Pљenkovб J. The effects of moist heat sterilization process and the presence of electrolytes on rheological and textural properties of hydrophilic dispersions of polymers-hydrogels // Advances in Polymer Technology.-2015.-Vol. 35, No. 2.-P. 198-207. DOI: 10.1002/adv.21543.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tichэ E., Murбnyi A., Pљenkovб J. The effects of moist heat sterilization process and the presence of electrolytes on rheological and textural properties of hydrophilic dispersions of polymers-hydrogels // Advances in Polymer Technology.-2015.-Vol. 35, No. 2.-P. 198-207. DOI: 10.1002/adv.21543.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Горленко Н. П., Саркисов Ю. С. Низкоэнергетическая активация дисперсных систем : монография. -Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2011. -264 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Горленко Н. П., Саркисов Ю. С. Низкоэнергетическая активация дисперсных систем : монография. -Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2011. -264 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Oppong F. K., Rubatat L., Frisken B. J., Bailey A. E., de Bruyn J. R. Microrheology and structure of a yield-stress polymer gel // Physical Review E. - 2006. - Vol. 73, No. 4. - P. 041405. DOI: 10.1103/PhysRevE.73.041405.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Oppong F. K., Rubatat L., Frisken B. J., Bailey A. E., de Bruyn J. R. Microrheology and structure of a yield-stress polymer gel // Physical Review E. - 2006. - Vol. 73, No. 4. - P. 041405. DOI: 10.1103/PhysRevE.73.041405.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тепломассообмен : метод. указания по лаб. работам / Финников К. А., Лобасова М. С.-Красноярск :ИПКСФУ, 2009.-65 c. URL: http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/1536/u/lab.pdf (дата обращения: 28.12.2016).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Тепломассообмен : метод. указания по лаб. работам / Финников К. А., Лобасова М. С.-Красноярск :ИПКСФУ, 2009.-65 c. URL: http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/1536/u/lab.pdf (дата обращения: 28.12.2016).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
