ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Введение. Основные положения и принципы формирования системы проектирования средств пенного пожаротушения. Структура книги из "Расчет средств пенного пожаротушения" Однако в области пенного пожаротушения имеется ряд нерешенных проблем, ограничивающих применение и сдерживающих развитие этого способа тушения. К ним относятся отсутствие научно обоснованных методов определения и оптимизации режимов подачи и параметров пен, учитывающих специфические условия защищаемых объектов, а также ограниченность номенклатуры пенопроизводящих устройств, способных образовывать пену с заданными параметрами. [c.5] Совершенно очевидно, что эмпирический путь определения важнейших проектных параметров не может охватить все возможное разнообразие условий, которые необходимо учитывать при проектировании систем пожаротушения, что приводит либо к снижению их эффективности, либо требует больших дополнительных временных и материальньа затрат на уточнение проектных параметров. [c.6] Проблема создания системы проектирования средств пожаротушения носит ярко выраженный комплексный характер и включает в себя взаимосвязанную совокупность ряда последовательных этапов, объединенных общей конечной целью. В этом смысле проектирование носит системный характер, а формирование и детализация задач каждого этапа осуществляется с позиций системного подхода, при котором каждая задача характеризуется функциональной завершенностью, а сумма целевых ф)шкций отдельных задач формирует целевую функцию процесск проектирования в целом. [c.7] Очевидной логической последовательностью этапов создания системы пожаротушения является формирование данных (разработка технического задания на проектирование) определение проектных параметров, анализ и выбор энергетической схемы установки пожаротушения расчет конструктивных элементов конструирование изготовление, монтаж и испытания системы. [c.7] Целью следующего этапа является определение проектных параметров пенопроизводящих устройств, обеспечивающих ликвидацию пожара в соответствии с выбранным показателем эффективности на основании аналитического расчета процессов, с достаточной степенью приближения описывающих особенности тушения в заданных условиях. Следует подчеркнуть, что современный уровень знаний о закономерностях практически всех основополагающих физико-химических процессов, протекающих при тушении, обеспечивает принципиальную возможность создания некоторой универсальной модели, охватывающей все или наиболее характерные условия и области применения огнетушащей пены. Однако практическая реализация такой модели чрезмерно трудоемка, поэтому на данном этапе проектирования одной из важнейших задач является выявление доминирующих факторов процесса тушения и формирование расчетной модели. Ясно, что решение этой задачи может быть осуществлено только с использованием принципов и методов системного анализа и должно удовлетворять критериям и показателям оптимальности или приемлемости результатов. Результаты решения задач этого этапа являются исходной информационной базой для выполнения следующего этапа проектирования, заключающегося в выборе наиболее рациональной схемы системы пожаротушения, обеспечивающей определенные режимы подачи и параметры пены. [c.8] При выборе системы пожаротушения необходимо проводить не только расчеты режимов работы пенопроизводящих устройств, на основании которых только и можно судить о применимости той или иной схемы, но и учитывать степень унификации узлов и агрегатов системы, их освоенность производством, наличие потребных для работы системы энергетических источников, веществ и материалов и Т.Д., поэтому полная формализация задач этого этапа вряд ли выполнима и при их решении заметная роль должна отводиться проектировщику, имеющему широкий кругозор в этой области и владеющему традиционными методами фоектирования и технико-экономического анализа. [c.8] Система автоматизированного проектирования охватывает и следующий этап в части проведения расчетов констз тивных элементов выбранной системы пожаротушения. Этот этап в наибольшей мере поддается строгой формализации и требует участия проектировщика только в анализе получаемых данных с точки зрения их соответствия технологическим и эксплуатационным требованиям и ограничениям. (В общем случае они также могут быть заранее учтены в расчетной системе,) Последующие два заключительных этапа являются традиционными и однозначными по своей постановке, а их результаты имеют важное значение для углубления и уточнения всех предьщущих этапов проектирования. [c.9] В книге основное содержание расчетной модели процесса ликвидации горения рассматривается на примере традиционной (и основной) области применения пены, а именно, тушения жидкостей, горение которых происходит со свободной поверхности в открытом пространстве. [c.9] Будем исходить из известного факта, что для ликвидации горения необходимо непрерывное накопление пены на поверхности выгорания, ее распространение по всей площади горения и образование на этой поверхности сплошного пенного слоя определенной высоты. Процессам накопления и распространения пены противодействует комплексный процесс ее разрушения, интенсивность протекания которого является сложной функцией параметров пены, свойств пенообразователя и горючей жидкости, теплофизических характеристик факела пламени, способа подачи пены, времени свободного горения и тушения и т.д. Следовательно, модель процесса тушения сводится к аналитическому описанию временных и пространственньк характеристик пенного слоя в функции параметров горючего, пены, конфигурации и размеров поверхности горения, количества, места расположения и производительности пено-сливов. Для этого, очевидно, необходимо выявить причины и закономерности движения пенного слоя, взаимосвязь реологических и структурных параметров пены, влияние условий ее подачи на процесс распространения. Перечисленные задачи подробно рассматриваются в первой главе книги. [c.9] Выбор модели процесса горения и формирование на ее основе аналитической системы расчета теплофизических и геометрических параметров диффузионного турбулентного факела пламени для заданных условий горения приведен во второй главе книги. [c.10] Модели процессов горения и распространения идеальной пены являются основой для описания динамики процесса тущения, но должны быть дополнены условиями, характеризующими интенсивность протекания составляющих процесса разрушения пены. В общем сл) ае этими составляющими являются разрушение пен вследствие синерезиса и коалесценции пузырьков разрушение под воздействием конвективного и лучистого тепловых потоков, а также от контакта с нагретыми поверхностями элементов конструкций и горючего, в том числе и за счет специфического разрушающего действия на пену паров полярных жидкостей. Интенсивность протекания каждого из этих процессов в свою очередь зависит от времени тушения и может с)ацественно изменяться в зависимости от конкретных условий тушения, свойств раствора пенообразователя и горючего, параметров пены. Например, разрушение пены от контактного взаимодействия с нагретыми поверхностями ограждающих конструкций может играть заметную роль при объемном тушении высокократной пеной, но быть пренебрежимо мало или отсутствовать при поверхностном тушении горючих жидкостей в резервуарах или проливах на землю. Аналогично разрушение пены от контактного взаимодействия с поверхностью горючего может быть как доминирующим (при относительно высоких значениях температуры поверхностного слоя горючего или использовании пен из обычных синтетических пенообразователей для тушения по лярньЬс жидкостей класса спиртов, эфиров и кислот), так и второ степенным. То же можно сказать и о процессе разрушения пены лу чистым тепловым потоком, так как его мощность зависит от излу чательной способности факела, т.е, элементного состава горючего. его размеров, задымленности зоны горения, условий горения поглощательной способности компонентов газовой фазы пены. [c.10] Некоторые из составляющих процесса разрушения пены пока не могут быть достаточно полно и строго учтены в расчетных моделях ввиду недостаточной их изученности. Прежде всего это относится к упоминавшемуся выше процессу контактного разрушения пены. Несмотря на большое внимание, уделяющееся в последнее время изучению этого процесса, и накопление сведений по частным его аспектам, достоверной обобщенной модели процесса йока не выработано. В этом и подобных случаях вьшужденной мерой является использование в системе расчета не функциональных зависимостей, а количественных характеристик, соответствующих экстремальным их значениям при заданных условиях тушения. [c.10] Как правило, заданный показатель эффективности может быть достигнут при различных сочетаниях варьируемых параметров. Например, необходимое время тушения может быть обеспечено как за счет повышения производительности системы тушения, так и за счет соответствующего сочетания параметров пены (кратности, дисперсности, состава газовой фазы и т.д.), поэтому выбор окончательного решения должен провод 1ться проектировщиком исходя из технико-экономического анализа или других условий и ограничений на возможность реализащ1и вариантов системы. [c.11] Как уже отмечалось, выбор оптимальной схемы системы пожаротушения производится проектировщиком, а выполнение вычислительных работ может быть полностью автоматизировано. В результате выполнения этапов работ, связанных с определением проектных параметров системы пожаротушения, выявляются ее технические характеристики, необходимые для проведения инженерных расчетов и конструирования. Поэтому во второй части книги рассматриваются различные схемы генераторов пены, приведены необходимые теоретические сведения и зависимости, достаточные для анализа режимов работы и определения размеров конструктивных элементов различных пенопроизводящих устройств, при этом главное внимание уделено алгоритмам их расчетов. [c.11] В таблицах по тексту книги и приложениях приведены некоторые справочные данные, которые могут оказаться полезными для разработчика системы расчета и проектировщика. [c.11] Авторы считают, что практическое использование системы проектирования в значительной мере может способствовать дальнейшему прогрессу в области технических средств пожаротушения. [c.11] Успешное тушение пожара зависит не только от огнетушащих свойств пены, но и от условий ее подачи, определяющих возможность и скорость распространения пены по всей площади горения за минимальное время и при минимальном суммарном расходе. При неправильном выборе места и режимов подачи пены, без учета ее реологических свойств эффективность тушения пожара может оказаться значительно ниже расчетной, что приведет к перерасходу огнетушащего состава и возрастанию времени тушения. Это произойдет, например, в результате накопления на части поверхности горючего неоправданно большого по высоте слоя пены, в то время как на доугой части поверхности толщина может оказаться недостаточной для тушения. [c.12] Скорость и, следовательно, время распространения пены по поверхности горения неразрывно связаны с основными параметрами пены, такими как кратность, дисперсность, в значительной мере определяющими ее огнетушащие свойства. Медленное распространение пены по поверхности приводит к увеличению интервала времени с момента образования какого-либо элементарного объема пены до момента достижения им заданной координаты. За это время может произойти существенное обезвоживание пены за счет синерезиса и снижение дисперсности в результате коалесценции пу-зы я ков, что, в свою очередь, приведет к интенсивному разрушению этого участка пены под действием тепловых потоков от зоны горения. [c.12] Вернуться к основной статье