Preview

Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 31, № 5 (2022)
Скачать выпуск PDF

ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ, ДЕТОНАЦИИ И ВЗРЫВА 

6-13 45
Аннотация

Введение. Результаты стандартного исследования взрывоопасности аэровзвесей алюминия (АВА) могут способс твовать развитию физики горения АВА. В частности, комплекс сведений о полидисперсности и значен иях бедного предела турбулентного горения АВА в камере объемом V = 1 м3 позволил определить максимальный размер частиц взрывоопасной фракции полидисперсного образца d*m,t ≈ 40–50 мкм (Полетаев, 2014). В настоящей работе устанавливается связь между динамикой горения АВА в 1-м3 камере и дисперсностью частиц. Дисперсность частиц образца описывается среднемассовым размером частиц его взрывоопасной фракции (d*50) в отличие от работ других исследователей, которые используют среднемассовый размер всех частиц (d50).

Исходные данные. Использовались известные сведения о дисперсности и параметрах взрыва 15 образцов алюминия, исследованных в 1-м3 камере. Необходимые для расчета d*50, непрерывные функции распределения частиц по размерам представлялись распределениями Розина – Раммлера, заполняющими промежутки между дискретными данными ситового анализа образцов.

Динамика горения. Динамика турбулентного горения АВА в 1-м3 камере представлена максимальной скорост ью выгорания аэровзвеси Ub. Расчет Ub производили по формуле (Kumar, 1992), предназначенной для газовоздушных смесей, путем подстановки в эту формулу параметров взрыва АВА.

Результат работы и его обсуждение. Приведен график зависимости комплекса d*50 Ub от  d*50. Усредненное значение комплекса (≈ 33 мкм·м/с) постоянно в диапазоне 10 ≤ d*50 ≤ 35 мкм. Последнее свойственно для произведения размера частиц на нормальную скорость ламинарного пламени в АВА (Ben Moussa, 2017) и говорит о подобии влияния дисперсности частиц на динамику турбулентного и ламинарного горения АВА.

Выводы. Дисперсность взрывоопасного полидисперсного образца алюминия определяется средним размером частиц взрывоопасной фракции образца d*50. Подобие закономерностей горения указывает на связь механизмов распространения ламинарного и турбулент ного пламени в АВА.

БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ 

14-25 24
Аннотация

Введение. Пожарная опасность открытой поверхности испарения углеводородных жидкостей при их хранении в емкостях (резервуарах), а также при аварийных проливах характеризуется массовой скоростью испарения. Основным способом снижения пожарной опасности углеводородных жидкостей является изоляция поверхности испарения углеводородных жидкостей с помощью различных покрытий, например понтов или плавающих крыш в емкостных аппаратах (резервуарах), а при аварийных проливах — применение воздушно-механической пены и т.п. Одним из эффективных способов снижения испарения углеводородных жидкостей является изоляция поверхности испарения легкими низкогигроскопичными гранулированными материалами, способными удерживаться на поверхности жидкости под действием архимедовой силы. Работа посвящена расчетно-экспериментальной оценке снижения массовой скорости испарения углеводородных жидкостей при экранировании поверхности пролива слоем гранулированного пеностекла.

Методика расчета и полученные результаты. Разработана математическая модель снижения скорости испарения углеводородных жидкостей через «сухой» слой гранулированного пеностекла, аналогом которой является закон Бугера – Ламберта – Бера. Разработана «Методика экспериментальной оценки массовой скорости испарения углеводородных жидкостей через экранирующий слой гранулированного пеностекла различной высоты» (Методика). Используя результаты экспериментального исследования параметров испаре ния легковоспламеняющихся жидкостей (ацетон, бензин АИ-92, гексан, этанол, керосин авиационный, дизельное топливо) через «сухой» слой гранулированного пеностекла марки «Термоизол» (фракции 5–7 мм) по разработанной Методике, были определены коэффициенты экранирования для ряда углеводородных жидкостей и осредненный коэффициент экранирования. Установлены зависимости скорост и испарения жидкостей через различную толщину «сухого» слоя гранулированного пеностекла от давления насыщенных паров. Дана расчетно-экспериментальная оценка высоты зоны, ограниченной нижним концентрацио нным пределом распространения пламени паров при испарении исследуемых жидкостей со свободной поверхности и с экранирующим слоем гранулированного пеностекла марки «Термоизол».

Выводы. Разработанная математическая модель и Методика экспериментальной оценки массовой скорос ти испарения углеводородных жидкостей позволяет определять скорость испарения углеводородных жидкостей различных классов и может быть использована для исследования параметров испарения при экранировании различными по своему гранулометрическому составу материалами.

26-32 27
Аннотация

Введение. Целью работы является оценка температуры воздействия на исследуемый материал по результатам синхронного термического анализа. Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи: исследовать процесс термоокислительной деструкции исследуемого материала, разработать критерии для оценки степени термического воздействия и получить уравнения для определения температуры воздействия на него. Материалы и методы. Исследованы образцы гипсовой финишной шпаклевки ROTBAND, часто применяемой для внутренней отделки стен зданий и помещений. Перед испытаниями образцы шпаклевки подвергались предварительному термическому воздействию: 200, 300, 400, 500, 600, 700 и 800 °С в течение 30 мин. Испытания проводились методом синхронного термического анализа (Netzsch SТА 449 F5 Jupiter) при скорости нагрева 20 °С/мин, в корундовых тиглях, с расходом воздуха 75 мл/мин.

Результаты исследования и их обсуждение. Установлено, что в качестве критериев для оценки температуры воздействия на гипсовую шпаклевку методами термического анализа целесообразно использовать такие термоаналитические характеристики, как потеря массы при температуре 200 °С и зольный остаток  при темпер атуре 900 °С. Получены уравнения для расчета температуры воздействия на гипсовый шпаклевочный состав по термоаналитическим характеристикам для образцов проб шпаклевки.

Выводы. Показана возможность применения метода синхронного термического анализа для определения температуры воздействия на исследуемый материал, что весьма важно при анализе особенностей развития пожара в помещении.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ, ОБЪЕКТОВ 

33-42 59
Аннотация

Введение. В данной статье проведены расчеты фактических пределов огнестойкости металлических конструкций для одного из зданий теплоэлектростанции. Известно, что фактические пределы огнестойкости строительных конструкций определяются экспериментальными и расчетными методами. Исследования для решения задачи были основаны на температурном режиме реальных условий пожара.

Цель и задачи исследования. Целью анализа является определение фактических пределов огнестойкости строительных конструкций здания теплоэлектростанции методом расчета тепломассообмена, учитывающим реальные условия пожара. В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

  • провести анализ основных положений нормативно-технической документации в части требований пожар- ной безопасности к строительным конструкциям теплоэлектростанций;
  • обосновать основные положения для метода расчета тепломассообмена, учитывающего реальные условия пожара;
  • обосновать необходимость повышения фактических пределов огнестойкости с помощью огнезащитных средств с учетом наиболее опасного сценария развития реального пожара.

Методы исследования. Уравнение теплопроводности рассматривается для определения распределения температур внутри строительной конструкции в одномерном случае. Для решения данной задачи применен полевой метод расчета, который используется для помещений сложной геометрической конфигурации, в которых один из геометрических размеров гораздо больше остальных.

Результаты и их обсуждение. В работе проводится анализ наиболее опасного сценария пожара, который характеризуется наиболее опасным воздействием на металлоконструкции — пожар мазута, разлитого в котельном отделении.

Рассматривается наиболее опасный сценарий развития пожара с точки зрения нагрева несущих метал- лических конструкций — горение пролива мазута в котельном отделении. Результаты расчетов показали, что при выбранном сценарии развития пожара максимальные температуры несущих металлических конструк- ций в течение 15 мин от начала пожара существенно меньше критической температуры 500 °С.

Выводы. На основании анализа расчета огнестойкости конструкций ТЭЦ, в частности металлоконструкций, было заключено, что их огнестойкость при возникновении чрезвычайной ситуации с наиболее опасными проявлениями пожара превышает требуемый R15. Огнезащита несущих металлических конструкций, рас- положенных в котельном отделении объекта, не требуется.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДСТВА 

43-53 26
Аннотация

Введение. В статье уточнены области применения автоматических установок сдерживания пожара и подлежащие их защите объекты, обоснованы основные принципы их разработки. С учетом теплового нагружения конструкций предложены рациональные гидравлические схемы размещения оросителей водяных автоматических установок сдерживания пожара для помещений большой и малой площади.

Цель и задачи. Разработка рекомендаций по применению автоматических установок сдерживания пожара и подлежащие их защите объекты.

Материалы и методы. В процессе работы проводились теоретические и экспериментальные исследования развития пожара при подаче воды установками с различной интенсивностью.

Результаты и их обсуждение. В результате исследования впервые были разработаны общетехнические требования к водяным автоматическим установкам сдерживания пожара и методы их испытаний.

Выводы. Разработана первая редакция указанного ГОСТ «Установки сдерживания пожара водяные автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний», разослана на отзыв причастным организациям, в результате чего с учетом их мнений и предложений создана согласованная редакция ГОСТ.

54-66 30
Аннотация

Введение. Установки пожаротушения — это стационарные технические средства для тушения пожара, эволюция развития которых непосредственно связана с общим уровнем развития техники. В настоящее время наибольшее применение находят автоматические установки пожаротушения (АУП), среди них массово применяются спринклерные АУП, запатентованные в 1864 г. англичанином Гаррисоном, и новые системы — роботизированные установки пожаротушения (РУП).

Целью статьи является анализ и тенденции развития установок пожаротушения, обоснование приоритета России в создании современных технологий пожаротушения на базе РУП. Установки пожаротушения: от ручных средств до роботизированных. Спринклерное пожаротушение обладает существенными недостатками: низкой чувствительностью и большой инерционностью. Ствольная пожарная техника является одним из основных и наиболее мощных средств борьбы с пожарами. Тушение пожара производится пожарными ствольщиками, которые находятся в экстремальных условиях, опасных для жизни. С развитием техники начинают исследоваться вопросы замены человека при тушении пожаров. Во многих странах появились мобильные пожарные роботы. На практике широкое применение получили стационарные пожарные роботы. Первый стационарный пожарный робот в России был создан в 1984 г. для защиты музея «Кижи». Он принимал также участие в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Первая РУП была внедрена в 1989 г. на Ленинградской АЭС. Инженерным центром «ЭФЭР» при тесном взаимодействии с ВНИИПО МЧС России проводились научно-исследовательские работы по совершенствованию конструкции и системы управления, по созданию нормативно-правовой базы для РУП. По результатам этих работ Россия стала первой страной мира, где законодательно и нормативно введен новый вид автоматических установок пожаротушения — роботизированные установки пожаротушения. Требования к РУП установлены федеральным законом № 123-ФЗ, нормативными документами ГОСТ Р и Сводами правил. Приоритет России в создании РУП закреплен целым рядом патентов.

Заключение. В нашей стране проведена большая многолетняя научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа, в результате которой появились новые технологии пожаротушения — роботизированные установки пожаротушения с российским приоритетом. В стране создана также нормативно-техническая база, построен завод пожарных роботов. Новые технологии пожаротушения на базе пожарных роботов получили широкое распространение и защищают уже тысячи значимых объектов страны.

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ 

67-82 28
Аннотация

Введение. Применение воздушно-механической пены для локализации и ликвидации пламенного горения проливов сжиженного природного газа является одним из наиболее оптимальных способов предотвращения дальнейшей эскалации аварии. При этом данных для нормирования основных параметров ее подачи недостаточно.

Цель работы заключается в обосновании применения воздушно-механической пены для локализации и ликвидации пламенного горения сжиженного природного газа с определением основных параметров ее подачи. Для ее достижения ставятся задачи:

  •   оценка пожаровзрывоопасных свойств сжиженного природного газа и анализ средств тушения его проливов;
  •   экспериментальное определение изолирующего действия пены различной кратности на поверхности криогенной жидкости;
  •   экспериментальное определение огнетушащей эффективности пены при ликвидации пламенного горения сжиженного природного газа;
  •   экспериментальная проверка целесообразности совместного применения высокократной воздушно- механической пены с порошковыми средствами пожаротушения.

Результаты и их обсуждение. По итогам обсуждения результатов собственных экспериментов с учетом зарубежного и отечественного опыта проведения таких исследований выявлено, что для локализации и ликвидации пламенного горения сжиженного природного газа целесообразно применение пены кратностью от 300 до 500 единиц. Ликвидация пламенного горения при применении пен низкой и средней кратности не происходит. Для снижения интенсификации пламенного горения СПГ требуется подача высокократной пены с интенсивностью, превышающей 0,08 кг/(м2·с). Для ликвидации пламенного горения целесообразно установить интенсивность подачи высокократной пены на уровне 0,17 ± 0,01 кг/(м2·с). Применение порошковых средств пожаротушения целесообразно для ликвидации пламенного горения сжиженного природного газа, поверхность которого уже покрыта пеной.

Выводы. На основе собственных экспериментальных данных, анализа литературных источников, с учетом известных свойств противопожарной пены обоснованы основные параметры ее подачи  для локализации и ликвидации пламенного горения сжиженного природного газа.

ВОПРОС - ОТВЕТ 

83-86 13
Аннотация

Представлены требования нормативных документов по реализации безопасной эксплуатации литий-и онных аккумуляторов и аккумуляторных батарей. Проведено обобщение современных способов обеспечения защиты литий-ионных аккумуляторов. Рассмотрены внешние системы защиты ячеек и аккумуляторных блоков для предупреждения и устранения аварийных и пожароопасных режимов работы. Дано описание принципов работы защитных устройств и примеры их реализации на практике. Показаны примеры реализации внешних электронных систем защиты в виде отдельных печатных плат (BMS) и неэлектронных — в виде различных систем охлаждения (BTMS) и плавких предохранителей.



ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)