Экспериментальные исследования способа подачи газопорошкового огнетушащего вещества с помощь щелевого насадка при тушении пролива горючей жидкости

Введение. Статья посвящена изучению методов повышения эффективности тушения пожаров, вызванных проливами горючих жидкостей. Цель работы — определение оптимального способа подачи газо­порошкового огнетушащего вещества (ГПОВ) через щелевой насадок распыления. В задачи исследования входило изучение влияния расположения насадка, интенсивности подачи ГПОВ и площади очага возгорания на эффективность тушения.

Методы. В исследовании применялись экспериментальные методы, включающие моделирование очагов воз­горания различной конфигурации. Для подачи ГПОВ использовался щелевой насадок распыления, закрепленный на определенном расстоянии от борта модельного очага. Коэффициент диафрагмирования насадка рассчитывался как соотношение площади боковой прорези к площади проходного сечения трубопровода подачи ГПОВ.

Результаты. Экспериментальные исследования показали, что тушение пролива горючей жидкости достигается при интенсивности подачи ГПОВ более 1,4 кг/(м2·с). Веерная струя, создаваемая щелевым насадком, должна полностью перекрыть площадь возгорания.

Область применения результатов. Полученные результаты могут быть использованы для разработки более эффективных систем пожаротушения для промышленных объектов, где возможны проливы горючих жидкостей. Результаты исследования имеют практическую значимость для повышения безопасности объектов нефте­газовой отрасли.

Выводы. Исследование показало эффективность щелевого насадка распыления для тушения проливов горючих жидкостей. Для дальнейшего повышения эффективности тушения необходимо учитывать расположение насадка, массовую скорость подачи и интенсивность ГПОВ. Перспективным направлением является изучение механизма формирования зоны с огнетушащей концентрацией ГПОВ над поверхностью пролива.

1. Du D., Shen X., Feng L., Hua M., Pan X. Efficiency characterization of fire extinguishing compound superfine powder containing Mg(OH)2 // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2019. No. 57. Pр. 73–80. DOI: 10.1016/j.jlp.2018.08.016. EDN RUQSYR.

2. Hangchen L., Xiaohoi Sh., Xinxin G., Shunchao L., Han Zh., Chendong Zh. et al. High efficiency of the NH4H2PO4/Mg(OH)2 composite for guaranteeing safety of wood production // Journal Loss Prevention in the Process Industries. 2021. No. 69. P. 104364. DOI: 10.1016/j.jlp.2020.104364. EDN VHXGNS.

3. Wang L., Du Sh., Zhou Zh., Guo Y., Yang Q., Yao S. et al. Enhanced Fire-Extinguishing Performance and Synergy Mechanism of HM/DAP Composite Dry Powder // Materials. 2025. No. 18 (3). P. 533. DOI: 10.3390/ma18030533. EDN YBTTRO.

4. Li X., Zhang M., Zhou Zh., Zhu Yu., Du K., Zhou X. A novel dry powder extinguishant with high cooling performance for suppressing lithium-ion battery fires // Case Studies in Thermal Engineering. 2023. No. 42. P. 102756. DOI: 10.1016/j.csite.2023.102756. EDN PNVOVS.

5. Le G.H., Thanh D.A., My Ph.T.H., Pham T.T.T., Quan T.T.T., Nguen Q.M. et al. Synthesis of magnesium hydroxide powder and dry powders for application in extinguishing petroleum fires // Vietnam Journal of Chemistry. 2024. No. 62 (S1). Pр. 69–35. DOI: 10.1002/vjch.202300279. EDN UHSOQE.

6. Hu W., Yu R., Chang Z., Liu X., Tan Z. The fire extinguishing mechanism of ultrafine composite dry powder agent containing Mg(OH)2 // International Journal of Quantum Chemistry. 2021. No. 121 (24). P. e26810. DOI: 10.1002/qua.26810. EDN CWRTJT.

7. Wang X. Study on Modification Technology of Superfine Dry Powder Fire Extinguishing Agent // Journal of Physics: Conference Series. 2023. No. 2539 (1). P. 012091. DOI: 10.1088/1742-6596/2539/1/012091. EDN OTNIJS.

8. Zhao J., Lu S., Fu Y., Shahid M.U., Zhang H. Application of ultra-fine dry chemicals modified by POTS/OBS for suppressing aviation kerosene pool fire // Fire Safety Jourmal. 2020. No. 118. P. 103148. DOI: 10.1016/j.firesaf.2020.103148. EDN DBZXIS.

9. Zhao J., Fu Y., Yin Z., Xing H., Lu S., Zhang H. Preparation of hydrophobic and oleophobic fine sodium bicarbonate by gel-sol-gel method and enhanced fire extinguishing performance // Materials & Design. 2020. No. 186. P. 108331. DOI: 10.1016/j.matdes.2019.108331. EDN DQMVLJ.

10. Liu Yu., Chen R., Zhixuan W., Zhang R., Jing H., Yu D. et al. Effects of thermal aging on the performance of ordinary and novel superhydrophobic and oleophobic ultra-fine dry powder extinguishing agent // Scientific Reports. 2025. No. 15. P. 3668. DOI: 10.1038/s41598-025-87718-w

11. Frederic H., Hoorelbekeb P., Roosendansb D., Dutertreb A., Helschge G. An Experimental Investigation on Fire Extinguishing Powder Efficiency // Chemical Engineering Transaction. 2020. No. 82. Pр. 241–246. DOI: 10.3303/CET2082041

12. Ge H., Zhao P., Zhu C., Zhang X., Liu Yu. Analysis of the Influence of Nozzle Structure of Dry Powder Fire Extinguishing System on Supersonic Jet Characteristics // Machines. 2024. No. 12 (8). P. 553. DOI: 10.3390/machines12080553. EDN QRQXOW.

13. Ge H., Zhang X., Liu Y. Numerical and Experimental Study on the Jet Behavior of Ultrafine Dry Powder Based on a Supersonic Nozzle // ACS Omega. 2024. No. 9 (46). Pр. 46574–46587. DOI: 10.1021/acsomega.4c08542. EDN QWMAWP.

14. Chu S., Chen T., Gan Y., Liu Y., Zheng W., Tang Ya. et al. Numerical Simulation and Experimental Study of Gas–Solid Two-Phase Spraying of Dry Powder Fire-Extinguishing System Based on Fire-Extinguishing Inspection Robot // Processes. 2024. No. 12 (6). P. 1239. DOI: 10.3390/pr12061239. EDN WMHVEY.

15. Zhang L., Feng Y., Wu S., Jia H. Numerical Study of the Effect of Primary Nozzle Geometry on Supersonic Gas-Solid Jet of Bypass Injected Dry Powder Fire Extinguishing Device // Fire. 2024. No. 7 (2). P. 45. DOI: 10.3390/fire7020045. EDN RSOTGJ.

16. Zhang L., Wu S., Feng Y., Guan H. Numerical Study of a Supersonic Nozzle Gas Jet Laden with a Dry Powder Fire-extinguishing Agent Injected from a Bypass Injector // Journal of Applied Fluid Mechanics. 2025. No. 18 (4). Pр. 1098–1114. DOI: 10.47176/jafm.18.4.2840

17. Кицак А.И. Эффективность тушения пожара струйными системами порошкового пожаротушения в условиях нестационарности процессов теплообмена и гетерогенного ингибирования частицами порошка активных центров пламени // Пожаровзрывобезопасность/Fire and explosion safety. 2020. № 29 (5). С. 89–99. DOI: 10.22227/PVB.2020.29.05.89-99. EDN TSCLQK.

18. Кицак А.И. Влияние нестационарности процесса теплопередачи на эффективность тушения пожара подкласса А1 модулем порошкового пожаротушения // Пожарная безопасность. 2019. № 3 (96). С. 78–84. EDN JKIYQG.

19. Кицак А.И., Палубец С.М., Надточий Д.Н. Анализ процесса гетерогенного ингибирования активных центров пламени струйной горящей системы частицами огнетушащего порошка в нестационарных условиях взаимодействия // Чрезвычайные ситуации: Предупреждение и ликвидация. 2021. № 1 (49). C. 127–136. EDN OHDOPF.

20. Кицак А.И. Динамика частиц огнетушащего порошка на пути к очагу пожара при импульсном способе подачи его в зону горения // BiTP. 2018. Vol. 49. Issue 1. Pр. 76–85. DOI: 10.12845/bitp.49.1.2018.72018

21. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. Репринтное воспроизведение издания 1960 г. М. : ЭКОЛИТ, 2011. 715 с. URL: https://rusneb.ru/catalog/000199_000009_009477581/?ysclid=mgs5mxo5oc396328601