Способ тушения пожара

 

Изобретение относится к технике тушения пожаров и позволяет повысить дальность подачи огнегасителя и эффективность тушения пожара. Перед подачей в зону горения огнегаситель распыляют и подают в ствол, в который подают также криопродукт. смешивают их до превращения огнегасителя из жидкого в твердое гранулированное состояние, а криогенного продукта - из жидкого в парообразное состояние. Полученную смесь разгоняют до скорости распространения звука в парах криопродукта, при этом криопродукт подают в ствол с массовым расходом, приведенным в тексте описания изобретения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОК)З CORI- TT:КИХ

СОПИ/\ЛИСТИ 1ЕСКИХ

Г ЕСПУБЛИК (яis А 62 С 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

i IO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

П1г, (ц — 1) Тз Сз+r1 (21) 4652395/12 (22) 16.02.89 (46) 15.03.92. Бюл, N 10 (72) С. В,Хотенко (53) 628,74 (088.8) (56) Иванов Е.Н. Расчет и проектирование систем пожарной защиты, — М„Химия, 1977, с. 158. (54) СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА (57) Изобретение относится к технике тушения пожаров и позволяет повысить дальность подачи огнегасителя и эффективность

Изобретение относится к технике тушения пожаров и может найти применение в стационарных и передвижных установках, особенно в случаях, когда требуется подача огнегасителя на большие расстояния, например, при тушении пожара в зданиях и сооружениях большой высоты, а также в случаях, когда требуется большое энергетическое воздействие на зону горения.

Целью изобретечия является повышение дальности подачи огнегасителя и эффективности тушения пожара, Указанная цель достигается тем, что в способе. заключающемся в подаче в зону горения огнегасителя, перед подачей B зону горения огнегаситель распыляют, смешивают с криогенным продуктом, выдерживают в зоне смешения до полного фазового превращения огнегасителя из жидкого в твердое гранулированное состояние, а криогенного продукта11з жидкого в парообразное состояние, и разгоняют полученную

„„50„„1718981 Al тушения пожара, Перед подачей в зону горения огнегаситель распыляют и подают в ствол, в который подают также криопродукт, смешивают их до превращения огнегасителя из жидкого в твердое гранулированное состояние, а криогенного продукта — из жидкого в парообразное состояние. Полученную смесь -разгоняют до скорости распространения звука в парах криоп родукта, при этом криопродукт подают в ствол с массовым расходом, приведенным в тексте . описания изобретения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. смесь до скорости, не меньшей скорости распространения звука в парах криопродукта.

Кроме того, криопродукт подают с массовым расходом где Т1 и Т2 — температура подачи огнегасителя в жидкой фазе и температура его кристаллизации соответственно, К;

T3 — температура кипения криопродукта при давлении в зоне смешения, К;

С1 и Cg — теплоемкость огнегасителя в жидкой и твердой фазе соответственно, кДж/кг К;

Сз — теплоемкость паров криопродукта при постоянном давлении, кДж/кг.К;

1718981 лах (N — 1) з Сз+т

1< N < Тг/Тз;

15

20 г1 — теплота испарения криопродукта, кДж/кг; тг — теплота кристаллизации огнегасителя, кДж/кг;

N — коэффициент, выбираемый в предеп1г — массовый расход огнегасителя, кг/с.

Примером осуществления способа является устройство, На чертеже показано устройство, реализующее способ, Устройство содержит ствол 1, примыкающие к нему с одной стороны распылитель

2 огнегасителя и гибкий шланг 3 подачи криопродукта, а с противоположной стороны — соосный стволу насадок 4, а также коллектор 5 огнегасителя, охватывающий распылитель 2 огнегасителя. и примыкающий к коллектору 5 гибкий шланг 6 подачи огнегасителя. Насадок 4 может. быть выполнен сужающимся или в форме сопла

Лаваля.

Способ осуществляется следующим образом.

Огнегаситель (воду) в жидкой фазе подают под давлением по шлангу 6 подачи огнегасителя в коллектор 5. Воду распыляют, пропуская через распылитель 2 в ствол 1. По шлангу 3 в ствол 1 подают криопродукт (жидкий азот). В стволе 1 распыленную воду смешивают с жидким азотом . Смешение обеспечивают подачей капель воды из распылителя 2 под углом 5-15 к направлению движения жидкого азота. Для полного фазового превращения огнегасителя и криопродукта их выдерживают в зоне смешения не менее 0,5 с при температуре ниже температуры кристаллизации огнегасителя, но выше температуры кипения криопродукта при давлении в зоне смешения, Время пребывания обеспечивают режимными параметрами в зоне смешения; температурой, давлением, скоростью движения смеси, а также протяженностью эоны смешения. Гранулированное состояние твердого огнегасителя обеспечивают распылением жидкого огнегасителя.на капли и смешением их " криопродуктом.

В насадке 4 разгоняют полученную смесь до скорости, не меньшей скорости распространения звука в парах криопродукта. Это обеспечивают давлением паров криопродукта перед насадком 4 выше критического отношения давлений (для аэота 1,9), а также снижением давления s насадке за счет его специального профиля.

Подача криопродукта с расходом (Т вЂ” Тг } С2 +(Тг — N Тз ) Сг+ тг п г позволяет обеспечить температурные условия для фазового превращения огнегасителя из жидкого в твердое гранулированное состояние и криопродукта из жидкого в парообразное состояние.

Зависимость расхода криопродукта от расхода огнегасителя получена эмпириче= ски на основании энергетического баланса по условию фазового превращения огнегасителя и криопродукта.

В рассма, вбиваемом примере осуществ ления способа при давлении в зоне смеше ния 5 ата температура Тз кипения жидкого азота составит 94,15 К, предел изменения

25 коэффициента N:1< N< 2,9. При N = 1,7, расходе воды тг = 1 кг/с; температуре подачи воды Т1-288,15 К; температуре кристаллизации воды Тг- 273,15 К; теплоемкости воды С1=. 4,18 кДж/кг К: теплоемкости льда

30 С = 2,09 кДж/кг К; теплоемкости азота при . постоянном давлении Сз= 1,11 кДж/кг.К; теплоте испарения жидкого азота т1 =

- 175,4 кДж/кг и теплоте кристаллизации воды гг = 332,4 кДж/кг расход жидкого азо35 та m>=2,54 кг/с.

Температура в зоне смешения в этом случае равна 160 К, т.е. на 66 К выше температуры кипения жидкого дзота при давлении 5 ата и на 113 К ниже температуры

40 кристаллизации воды. Следовательно, в зоне смешения обеспечиваются условия для испарения жидкого азота и замерзания воды. 3а пределами указанного интервала, например, при N = 2,95 расход жидкого азота

45 m<= 1,01 кг/с, а температура в зоне смешения 277,7 К, т.е, на 4,55 К выше температуры замерзания воды. Следовательно, не обеспечивается .условие по фазовому переходу охладителя иэ жидкого в твердое состояние и способ не реализуется из-эа недостаточного расхода жидкого азота. При N< 1, например при N 0,95, расход жидкого азота

m >-4,46 кг/с, температура в зоне смешения равна 89,4 К, т.е, на 4,7 К ниже температуры

55 кипения в зоне смешения. В этом случае способ также не реализуется, так как из-за избыточного расхода криопродукта не осуществляется фазовый переход криопродукта из жидкого в парообразное состояние.

1718981

При N =- 1,7 и давлении подачи 5 ата (4 ати) скорость истечения смеси гранулированного льда и паров азота в случае, если применен сужающийся насадок 4 и она равна скорости распространения звука в парах азота, составляет 233 м/с, тогда как при известном способе скорость истечения воды равна 23,2 м/с. т.е. скорость смеси в 10 раз больше скорости воды, а максимальная идеальная дальность подачи (беэ учета сопротивления воздуха) в 100 раз превышает аналогичную дэльность подачи при известном способе.

При давлении на выходе из насадка 1 ата (это обеспечивается при выполнении насадка в форме сопла Лаваля по известным зависимостям), скорость истечения смеси составит 345,3 м/с,. а дальность подачи в

221.5 раз превысит дальность подачи при известном способе. Максимальная идеальная дальность подачи в таком случае составит 12 км.

При N = 1,7 гранулы льда имеют температуру 160 К и энергетическое воздействие, которое можно оценить как количество тепла, поглощаемое в зоне горения единицей массы огнегасителя при нагреве его от .температуры подачи до температуры

473 К, т.е. ниже воспламенения обычных горючих веществ (например, дерева), составляет 3638 кДж/кг, тогда как при известном способе с подачей воды—

3006 кДж/кг. При N= 1,05 температура подачи огнегасителя 98,9 К; энергетическое воздействие 3766 кДж/кг, т.е. на

25,3 j(> больше, чем при известном способе.

Воздействие на зону горения возрастает также и за счет поступления вместе с твердым огнегасителем паров криопродукта, которые вытесняют из зоны горения воздух.

Формула изобретения

1. Способ тушения пожара. заключающийся в подаче в зону горения огнегасителя, отличающийся тем, что. с целью повышения дальности подачи огнегасителя и эффективности тушения пожара, перед подачей в зону горения огнегаситель распы5 ляют, смешивают с криогенным продуктом, выдерживают в зоне смешения до полного фазового превращения огнегасителя из жидкого в твердое гранулированное состояние, а криогенного продукта — из жидкого в

10 парообразное состояние и разгоняют полученную смесь до скорости, не меньшей скорости распространения звука в парах криопродукта.

15 2. Способ по и 1, отличающийся тем, что подачу осуществляют с массовым расходом

m1=

25 где Т1 и Т2 — температура подачи огнегасителя в жидкой фазе и температура его кристаллизации соответственно, К;

Тз-температура кипения криопродукта при давлении в зоне смешения, К;

30 С1 и С2 — теплоемкость огнегасителя в жидкой и твердой фазе соответственно, кДж/кг К;

Сз — теплоемкость паров криопродукта при постоянном давлении, кДж/кг К;

35 T) — теплота испарения криопродукта, кДж/кг; тг — теплота кристаллизации огнегасителя, кДж/кг;

N — коэффициент, выбираемый в преде40 лах

1< N< Т2/Тз;

mz — массовый расход огнегасителя, 45 кг/с.

1718981

Составитель В.Чесноков

Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор M.ßíêoâè÷

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 719 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5