ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. Цель работы: экспериментально исследовать параметры процесса тушения жидкостей в резервуарах

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ТУШЕНИЯ ЖИДКОСТИ В РЕЗЕРВУАРАХ

Цель работы: экспериментально исследовать параметры процесса тушения жидкостей в резервуарах. Дать сравнительную оценку эффективности пенообразователей разных видов, а также разных способов тушения.

Теоретическая часть

Пена является достаточно универсальным огнетушащим средством и используется для тушения жидких и твёрдых веществ.

При тушении пену подают на отдельные участки горящей поверхности. Растекаясь по поверхности горючего, пена создаёт слой определённой толщины. Огнетушащая способность пены обусловлена, прежде всего, её изолирующим действием, т. е. способностью препятствовать поступление горючих газов в зону химической реакции. Изолирующее действие пены зависит от её физико-химических свойств и структуры, от толщины слоя, а также от природы горючего вещества и температуры на его поверхности. При тушении твёрдых материалов, существенное значение имеет охлаждающее действие.

Механизм прекращения горения пенами жидкостей в целом включает следующие процессы:

- экранирование поверхности жидкости от действия лучистого потока и, как следствие, уменьшение интенсивности испарения;

- разбавление зоны горения парами воды;

охлаждение жидкости выделяющимся отсеком;

- изолирование жидкости, т. е. создание на её поверхности слоя пены, непроницаемого для паров.

Процесс тушения характеризуется следующими параметрами. Время тушения t_т - время от момента подачи пены на поверхность жидкости, до момента прекращения горения. Интенсивность подачи J - количество раствора пенообразователя, подаваемое на 1 м² площади пожара в секунду. Удельный расход q_уд - количество раствора пенообразователя, израсходованного за время тушения на 1 м². Время тушения зависит от соотношения интенсивностей подачи и разрушение пены. Если они равны, то тушение не достигается, т. е. t_т = ∞. Такая интенсивность подачи называется критической J _кр. Характерная зависимость времени тушения (кривая тушения) и удельного расхода от интенсивности подачи показана на рис. 2.1.

Интенсивность подачи, при которой удельный расход пенообразователя минимален, считается оптимальной J _орт. Обычно J _орт = (2-3) J _кр в зависимости от состава пенообразователя, вида горючей жидкости, параметров пены и др.

Эффективность применяемого пенообразователя, способа подачи пены можно оценить с помощью показателя эффективности тушения П_эт..

Рис. 2.1 Зависимость времени тушения (1) и удельного расхода (2) от интенсивности подачи раствора пенообразователя.

Экспериментальная часть

Экспериментальная установка включает в себя модель резервуара, трубопровод для подачи пены в резервуар, ёмкость с пеной, систему нагнетания воздуха в ёмкость с пеной и регулирования его расхода.

Рис. 2.2 Схема установки для определения параметров тушения жидкостей пенами.

1 - макет резервуара с рубашкой охлаждения, 2 - ёмкость, наполненная пеной, 3 - трубопровод для подачи пены в резервуар, 4 - металлический наконечник трубопровода, 5 - ротаметр, 6 - регулировочный кран, 7 - отверстие в крышке ёмкости.

Для выполнения работы пену получают, перемешивая раствор пенообразователя в металлической ёмкости. Готовую пену сжатым воздухом передавливают из ёмкости по трубопроводу в резервуар на поверхность или под слой горящей жидкости. Расход пены варьируют, изменяя расход воздуха. Время тушения измеряют с помощью секундомера.

Порядок выполнения работы

1) Получить задание и записать исходные данные.

2) Приготовить 100 мл раствора пенообразователя с концентрацией, указанной в задании.

3) Вылить раствор в металлическую ёмкость, и миксером получить пену, перемешивая жидкость в течение 20 ± 5 с.

4) Определить кратность пены.

5) Найти массу ёмкости с пеной (m₀).

6) Присоединить ёмкость с пеной к системе нагнетания воздуха.

7) Установить наконечник трубопровода на резервуар для подачи пены требуемым способом (сверху или снизу).

8) Установить с помощью ротаметра требуемый расход воздуха, и закрыв отверстие в крышке ёмкости, подавать пену в резервуар до полного прекращения горения.

9) В момент прекращения горения открыть отверстие в крышке и прекратить подачу пены. Записать время тушения (t_т) в таблицу 2.1

10) Взвесить ёмкость с остатками пены (m₁). Значениеm₁ также записать в таблицу 2. 1

Время тушения (t_т) определяют по секундомеру с момента поступления пены на поверхность жидкости до момента полного прекращения горения. Опыты повторяют, изменяя расход воздуха. Для построения кривой тушения требуется не менее пяти опытов. S_п.- площадь резервуара, м². Расхода воздуха подбирается так, чтобы в ходе работы получить полную кривую тушения.

Обработка результатов

Значения интенсивности подачи пены (по раствору) J _п, удельного расхода q_уд и параметра эффективности тушения П_эт. находятся по формулам:

J_п=(m₀- m₁)/S_п·t_т

q_уд=J _т·t_т

П_эт=1/ J _т·t_т²

Так как плотность рабочего раствора пенообразователя практически не отличается от плотности воды, а масса воздуха в пене ничтожно мала, то можно считать, что 1 кг пены соответствует 1 л раствора. Поэтому получаемое по формуле (2.1) значение интенсивности подачи имеет размерность л/(м²×с). Экспериментальные и расчётные данные заносят в таблицу 2.1.

Результаты опытов

По данным табл. 2.1 строят зависимость времени тушения, удельного расхода и параметра эффективности тушения от интенсивности подачи. Для определения критической интенсивности подачи берут две крайних точки на левой ветви кривой тушения и наносят их на график в координатах 1/ t_т = f(J). Точки соединяют прямой линией и экстраполируют её на ось абсцисс.

Интенсивность подачи, при которой 1/t_т = 0, соответствует критической интенсивности (рис. 2.3).

Рис. 2.3 Схема определения критической интенсивности подачи.

Дата добавления: 2014-10-14; просмотров: 322; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!