CC BY
25УДК 614.842, 656.13
Е.Л. Кузнец, AM. Амосов, A.A. Самборук
АЭРОЗОЛЕОБРАЗУЮЩИЕ ОГНЕТУШАЩИЕ СОСТАВЫ, ГЕНЕРИРУЮЩИЕ
ХЛОРИДЫ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
Рассмотрен перспективный способ аэрозольного пожаротушения, обоснован выбор хлоридов щелочных металлов в качестве огнетушащих агентов, приведены, реакции горения исследуемых аэрозоле образующих составов и основные характеристики.
Наиболее перспективным способом борьбы с пожарами в замкнутых помещениях являются средства объемного тушения, основанные на распылении огнетушащих аэрозолей, которые получают при сжигании аэрозолеобразующих огнетушащих составов (АОС) [1].
Аналогом для создания АОС стали хорошо всем известные огнетушащие порошки, механизм воздействия которых на пламя сводится к обрыву цепной реакции горения на частицах порошка. Из теории цепной реакции известно, что ответственные за продолжение цепи активные частицы - ионы и радикалы - легко гибнут на механических частицах, инертных в смысле продолжения реакции горения. Причем размеры таких частиц в широких пределах не оказывают существенного влияния на скорость ингибирования цепной реакции, в то время как их концентрация в зоне реакции горения примерно пропорциональна этой скорости. Поскольку химический состав аэрозолей и огнетушащих порошков аналогичен, а размер частиц порошка примерно в 10 раз больше среднего размера частиц аэрозоля, становится понятной высокая огнетушащая способность последнего.
Таким образом, в двухфазной системе аэрозоля газообразный компонент не поддерживает горение, а свежеобразованные высокодисперсные частицы обладают высокой ингибирующей способностью по отношению к цепным реакциям в газовых пламенах, имеют низкие теплоты плавления и выступают в роли «холодильника», снижающего температуру очага пламени.
В Инженерном центре СВС было выбрано направление по разработке АОС, при сгорании которых образуются аэровзвеси хлоридов натрия и калия в инертном беспримесном газе азоте. Выбор хлорида натрия (NaCl) объясняется тем, что он обладает высокой огнетушащей способностью. Но хлорид натрия является гигроскопичным, вследствие чего при хранении порошок NaCl слеживается, теряет свою способность выбрасываться из порошковых огнетушителей и поэтому в качестве огнетушащего порошкового состава (ОПС) в них не применяется. Однако следует ожидать, что свежеобразованные в результате горения специальных пиротехнических составов высокодисперсные частицы хлорида натрия будут прекрасными огнегасящими агентами.
Одним из компонентов, который обеспечивает получение высокодисперсного аэрозоля хлорида натрия, является азид натрия. Этот эффект объясняется тем, что при разложении азида натрия в режиме горения металлический натрий легко переходит в парообразное состояние и вступает во взаимодействие с галогенсодержащим компонентом в газовой фазе. Выбор гало-генсодержащих компонентов достаточно велик, но наиболее целесообразно использовать хлорированный поливинилхлорид или другие горюче-связующие, содержащие хлор. В качестве окислителя в данном случае удобнее всего применять перхлорат калия. Он обеспечит образование более крупных частиц аэрозоля.
Исследовались рецептуры двух составов, каждый из которых способен к самостоятельному горению и выделению газодисперсных продуктов, обладающих огнетушащей способностью, в соответствии с уравнениями [2]:
l,38NaN3 + C2H2,62Cllf38 +1.33 КСЮ4 -> 2СОг + 1,31Н20 + l,38NaCl + 1,33 KCl + 2,07 N2
азид натрия ПХВС перхлорат
калия
КСЮ4 + 2С -> 2С02 + KCl.
(сажа или графит)
Термодинамический анализ равновесного состава продуктов горения, выполненный по методу минимизации термодинамического потенциала (энергии Гиббса, по программе Termo),
показал отсутствие в продуктах горения токсичных веществ, что в дальнейшем подтвердилось экспериментом.
Огнетушащая способность исследуемых составов находится на уровне 60-70 г/м^.
Анализ продуктов горения исследуемых АОС показал, что в их составе отсутствуют типичные для традиционных составов высокотоксичные оксиды натрия и калия, а также низшие окислы азота, углерода и цианиды.
Состав огнетушащего аэрозоля:
- газовая фаза - N2, СО2, Н2О;
- дисперсная фаза - КС1, NaCl.
В продуктах горения АОС отсутствуют оксиды щелочных металлов, а также HON, NOx, NH3, СО, С12.
Тем самым повышается экологическая безопасность аэрозолей и снижаются вредные воздействия на персонал и оборудование, находящиеся в защищаемых помещениях. Образующийся аэрозоль не связывается с поверхностями, на которые попадает, и не наносит им никакого вреда. Впоследствии его легко можно удалить с помощью пылесоса, тряпки или обыкновенного веника. Экологическая чистота получаемого аэрозоля делает возможным применение таких АОС для тушения дорогостоящего электронного оборудования, документации, медикаментов, в том числе в присутствии людей; к тому же он электрически нейтрален, и им без риска для жизни можно тушить предметы, находящиеся под напряжением.
Для защиты подкапотных пространств и салона автомобилей от пожаров была разработана конструкция генераторов огнетушащего аэрозоля [3]. Запуск ГОА может осуществляться либо вручную водителем с помощью специальной кнопки, либо автоматически, при воздействии на чувствительный элемент открытого пламени при температуре более 200®С.
Таким образом, распыление огнетушащих аэрозолей является перспективным способом борьбы с пожарами в замкнутых помещениях; при сгорании разработанных АОС образуется хлорид натрия, который обладает высокой огнетушащей способностью; получаемый аэрозоль является экологически чистым и электрически нейтральным.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Агафонов В.В., Копылов Н.П. Установки аэрозольного пожаротушения: Элементы и характеристики, проектирование, монтаж и эксплуатация. М.: ВНИИПО, 1999. 232 с.
2. Амосов А.П., Самборук А.Р., Макаренко А.Г., Рекштский В,А., Кузнец Е.А. Использование процессов горения
для получения зоологически чистых огнетушащих аэрозолей // Труды Всерос. конф. "Процессы горения и
взрыва в физикохимни и технологии неорганических материалов"/ ИСМАН. Москва, 24-27 июня 2002. С. 17-21.
3. Патент № 2201774 от 10 апреля 2003 г.// Аэрозолеобразующий состав и генератор огнетушащего аэрозоля /
A.П.Амосов, А.Р.Самборук, В.А.Рекшинский, А.Г.Макаренко, Е.А.Кузнец, А.В.Солдатенков, В.В.Фрыгин,
B.Д.Юрасов.
Статья поступила « редакцию 22 ноября 2004 г.
УДК 621,372.542 П.КЛанге
СХЕМЫ ДЛЯ ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ И КУБИЧЕСКОЙ СПЛАЙН-АППРОКСИМАЦИИ ДЙСКРЕТИЗИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ
Рассмотрены схемы цифровых фильтров дискретизированных сигналов с их параболической и кубической сплайн-аппроксимацией на базё современной схемотехники.
При обработке измерительных сигналов в настоящее время все чаще используются средства их предварительной обработки. В частности, при проведении виброиспытаний можно оценивать исследуемое изделие по более чем 15 разнообразным характеристикам: виброперемещению, виброскорости, виброускорению моногармонических колебаний, дисперсии, спектральной плотности мощности и др.
