- •Санкт-петербургский университет государственной противопожарной службы мчс россии
- •Тема 1. Физико-химическая природа горения Введение
- •Определение горения.
- •Механизм химических реакций при горении.
- •1.3.Влияние различных факторов на скорость химических реакций при горении
- •1.4. Основные процессы, происходящие при горении.
- •1.5. Опасные факторы пожара и их воздействие на человека
- •Материальный баланс процессов горения
- •Тема 2. Пожарная опасность неорганических веществ
- •2.1. Пожарная опасность металлов
- •Образуют водород
- •2.2.2. VII группа (подгруппа VII а) Галогены (солероды)
- •2.2.3. VI группа (подгруппа VI а) Кислород и халькогены (рождающие медь)
- •2.2.4. V группа (подгруппа V а) Подгруппа азота
- •2.2.5. IV группа (подгруппа IV а) Подгруппа углерода
- •2.2.6. III группа (подгруппа III а) Подгруппа алюминия
- •2.2.7. II группа (подгруппа II а) Щелочноземельные металлы
- •2.2.8. VIII группа (подгруппа VIII а) Инертные газы
- •2.2.9. Водород
- •2.3. Классификация горючих веществ и материалов.
- •2.3.1. Окислители.
- •Тема 3. Пожароопасные свойства углеводородов
- •3.1. Ациклические предельные углеводороды (алканы)
- •1. Основные реакции алканов – реакции замещения водорода, идущие по свободно-радикальному механизму.
- •3.2. Ациклические непредельные углеводороды
- •Непредельные углеводороды
- •3.3. Галогенпроизводные углеводородов
- •3.4. Насыщенные циклические соединения (циклоалканы)
- •3.5. Ароматические углеводороды (арены)
- •3.5.1. Конденсированные циклические системы
- •Тема 4. Пожароопасные свойства кислородсодержащих органических соединений
- •4.1. Спирты
- •Классификация спиртов
- •4.1.1. Предельные одноатомные спирты
- •4.1.2. Многоатомные спирты
- •4.1.3. Фенолы
- •4.2. Простые эфиры спиртов
- •4.3. Органические перекисные соединения
- •4.4. Альдегиды и кетоны
- •4.5. Карбоновые кислоты
- •Классификация карбоновых кислот
- •4.5.1. Предельные одноосновные карбоновые кислоты
- •4.5.2. Непредельные карбоновые кислоты
- •4.5.3. Высшие жирные кислоты
- •4.5.4. Мыла
- •4.6. Сложные эфиры
- •4.6.1. Жиры
- •4.6.2. Воски
- •Тема 5. Органические соединения, содержащие серу и азот
- •5.1. Сероорганические соединения
- •5.1.1. Тиолы
- •5.1.2. Органические сульфиды
- •5.1.3. Эфиры серной кислоты
- •5.2. Азотсодержащие органические соединения
- •5.2.1. Амины
- •Первичные алифатические амины
- •Вторичные алифатические амины
- •Первичные ароматические амины
- •Химические свойства солей диазония
- •5.2.2. Цвет и строение вещества
- •5.2.3. Нитросоединения
- •Тема 6. Полимеры и полимерные материалы
- •Классификация полимеров
- •Отличительные особенности полимеров
- •6.1. Способы получения полимеров
- •6.1.1. Реакции полимеризации
- •6.1.2. Реакции поликонденсации
- •6.2. Деструкция полимеров
- •6Редельно допустимые концентрации в воздухе
- •6.3. Факторы, влияющие на термостойкость полимеров
- •6.4. Полимерные материалы
- •6.4.1. Каучуки
- •6.4.2. Пластмассы
- •6.4.3. Химические волокна
- •Тема 7. Химия огнетушащих веществ
- •7.1. Способы прекращения горения
- •Отв и способы прекращения горения
- •Применение отв для тушения пожаров различных классов
- •7. 2. Вода как отв
- •Преимущества воды как отв
- •1. Дешевизна, доступность, простота: применения, хранения, транспортировки, подачи.
- •Недостатки воды как отв
- •1. Высокая температура замерзания.
- •Если угол не устанавливается, то смачивание полное, капля тонкой пленкой растекается по поверхности твердого тела.
- •Пути повышения эффективности воды как отв
- •7.3. Пены как отв
- •7.3.1. Общая характеристика пенообразователей
- •Классификация пенообразователей по составу и назначению
- •7.3.4. Пенообразователи целевого назначения
- •7.4. Негорючие газы как отв
- •7.5. Ингибиторы горения
- •7.5.1. Хладоны как отв
- •7.5.2. Тушение порошковыми составами
- •Литература
- •Нормативные правовые акты*
7.3.4. Пенообразователи целевого назначения
Пенообразователи целевого назначения отличаются определенной направленностью состава. Например, образующие очень устойчивую пену, длительно не разрушающуюся на воздухе. Такие пены хорошо сохраняются на поверхности потушенного бензина и нефти, препятствуя повторному воспламенению горючего. Пример: пенообразователь «Сампо», в состав которого входят алкилсульфаты, высшие жирные спирты, карбамид, бутанол и бутилацетат.
Для тушения спиртов и водорастворимых органических соединений используют пенообразователи, в состав которых входят природные или синтетические полимеры, которые коагулируют при смешении водного раствора с растворителем. В результате коагуляции на поверхности органического растворителя образуется толстая полимерная пленка, которая механически защищает пену от контакта с растворителем. Широко использовалось природное ВМС – альгинат натрия, который добывают из морских водорослей – ламинарий. При контакте пены со спиртом полимер коагулирует, образуя толстую полимерную пленку на поверхности спирта, которая предотвращает непосредственный контакт пены со спиртом.
К пенообразователям целевого назначения также относится морозоустойчивые пенообразователи, которые содержат от 15 до 35 % полиэтиленгликолей. Универсальные и многоцелевые отечественные пенообразователи «Форэтол» и «Универсальный» пригодны для тушения любых горючих жидкостей, но особенно эффективны при тушении метанола и этанола.
Особо следует отметить фторированные ПАВ.
Известно, что фторсодержащие поверхностно-активные вещества (ФПАВ), имеющие в качестве гидрофобных групп фторуглеродные цепи, обладают очень низким поверхностным натяжением по сравнению с углеводородными и силиконовыми ПАВ.
Фторуглеродные соединения имеют высокую термостойкость и большую устойчивость к химическим реактивам, а также низкую токсичность.
Для них характерно необычайно низкая величина поверхностного натяжения (15 мН/м по сравнению с 27 мН/м для углеводородных ПАВ); водоотталкивающая способность; маслоотталкивающая способность; отсутствие адгезионной способности.
Пленкообразующие пенообразователи, например «Подслойный» способны самопроизвольно формировать на поверхности углеводородов водную пленку, которая предотвращает поступление паров воды в зону горения. Этот эффект достигается за счет резкого понижения поверхностного натяжения воды до величины порядка 15 – 18 мН/м.
7.4. Негорючие газы как отв
Негорючие газы и водяной пар предназначены для тушения пожаров объемным способом. Эффект тушения достигается за счет флегматизации (разбавления), т.е. снижения концентрации кислорода до 12 – 15 % , что достаточно для большинства горючих веществ. Для веществ с широкой областью КПР (водород, ацетилен, угарный газ), для металлов, металлоорганических соединений и тлеющих материалов концентрация кислорода должна быть снижена до 5 %.
Эффективность тушения негорючими газами определяется их физико-химическими и теплофизическими свойствами.
Таблица 7.3.
Физико-химические свойства негорючих газов
№ |
Параметры |
Негорючие газы | ||||
He |
Ar |
N2 |
CO2 |
Н2О(пар) | ||
Физико-химические характеристики | ||||||
1. |
Плотность, кг/м3 |
0,178 |
1,785 |
1,251 |
1,977 |
0,768 |
2 |
Плотность по возд. |
0,138 |
1,379 |
0,967 |
1,529 |
0,594 |
3. |
t плавления, 0С |
272,2 |
189,2 |
210,0 |
56,6 |
0 |
4. |
t кипения, 0С |
269,9 |
185,7 |
195,8 |
78,6 (возг) |
100 |
Теплофизические свойства | ||||||
1. |
Нормативная огнетушащая концентрация флегматизатора, % |
40 |
52 |
40 |
30 |
40 |
2. |
Теплоемкость Ср, кДж/кгК |
5,23 |
0,523 |
1,051 |
1,026 |
2,039 |
3. |
Теплопроводность , Вт/мК |
0,143 |
0,016 |
0,024 |
0,014 |
0,02 |
4. |
Отношение А = Ср/ |
36,5 |
32,7 |
43,8 |
73,2 |
59,0 (2000С) |
Очевидно, что оптимальными будут невысокие значения нормативной огнетушащей концентрации флегматизатора, что достигается более высокими значениями теплоемкости и незначительной теплопроводностью. И чем больше величина отношения А = Ср/, тем меньше величина минимальной флегматизирующей концентрации флегматизатора (МФКФ) и тем более эффективен негорючий газ как ОТВ.
Достоинства негорючих газов как ОТВ
1. Универсальность негорючих газов как ОТВ, т.к. могут быть использованы для тушения пожаров всех классов.
2. Возможность тушения без порчи дорогостоящего оборудования, низкая коррозионная активность. Это позволяет использовать НГ для тушения архивов, музеев, вычислительной техники и т.п.
3. Сами негорючие газы достаточно доступны и сравнительно дешевы.
4. В отличие от большинства ОТВ негорючие газы можно использовать во всех климатических зонах даже при очень низких температурах.
Недостатки негорючих газов как ОТВ
1. Низкая огнетушащая эффективность, большой удельный расход на тушение. Стоимость установок пожаротушения для помещений объемом более 50 м3 экономически неприемлема.
2. Негорючие газы опасны для жизни человека, и поэтому их применение без предварительной эвакуации недопустимо.