книги из ГПНТБ / Автоматические средства обнаружения и тушения пожаров

подача его насосом по напорному трубопроводу в уста­ новку тушения.

Когда через трубу Вентури протекает небольшой рас­ ход водного раствора смачивателя (работает только часть расчетного количества оросителей), перепад дав­ ления в трубе Вентури через импульсные трубки час­ тично открывает регулятор подачи пенообразователя

ив поток воды поступает требуемое количество пенооб­ разователя. При увеличении расхода водного раствора пенообразователя (работает максимальное число ороси­ телей) перепад давления в трубе Вентури увеличивается

ив результате усилия, действующего на мембрану регу­ лятора, сечение трубы открывается полностью. Таким образом, происходит автоматическое регулирование по­ дачи пенообразователя при изменении расхода установ­ ки-

Для создания перепада давления, необходимого для нормальной работы автоматического дозатора, подби­ рают стандартную трубу Вентури, сопло или диафрагму.

ВНИИПО разработана конструкция автоматического дозатора эжекторного типа. Гидравлические параметры автоматического дозатора типа ДА приведены в табл.

20 .

Т а б л и ц а 20

Дозаторы ДА могут быть использованы также для дозирования смачивателя ДБ и его концентрированных растворов. Поскольку для работы установок тушения

140

применяют водные растворы смачивателя ДБ гораздо меньших концентраций, чем пенообразователей, то до­ затор типа ДА-30 имеет следующие показатели при по­ даче 0,2%-ного водного раствора смачивателя ДБ

(табл21).

Т а б л и ц а 21

Всасывающая линия насоса может быть использова­ на для ввода пенообразователя через отверстие постоян­ ного или переменного сечения.

Это возможно в том случае, когда в процессе работы установки тушения не возникает изменения расхода водного раствора смачивателя. Для автоматизации до­ заторов на всасывающей линии устанавливают автома­ тически действующий регулятор расхода пенообразова­ теля. Гидравлически управляемый регулятор, например, удобно связать с сужающим устройством (диафрагмой; трубой Вентури, вставкой Вентури и т. п.) на трубопро­ воде. В качестве регуляторов подачи расхода пенообра­ зователя могут использоваться также и другие виды ре­ гулирующих клапанов.

Дозаторы на напорной линии насоса имеют несколь­ ко схем включения. Наиболее распространены дозаторы с насосными агрегатами и баками-дозаторами.

В а в т о м а т и ч е с к о й у с т а н о в к е п о ж а р ­ н о й з а щ и т ы п а м я т н и к о в д е р е в я н н о й а р- х и т е к т р ы (рис. 67), разработанной ВНИИПО сов­ местно с Ленинградским СПМУ противопожарной авто­ матики, используется в качестве огнетушащего средст­ ва 0,2%-ный водный раствор смачивателя ДБ. Прове­ денные огневые опыты показали, что эффективность действия такой установки значительно повышается за счет введения 0,2% смачивателя в поток воды.

Защита внутренних поверхностей осуществлялась спринклерной системой с антифризом, наружных по­ верхностей-—сухотрубной дренчерной системой. При

141

разработке .проекта этой установки предусматривалось одновременное тушение пожара в двух смежных секци­ ях как внутреннего, так и наружного пространства деревянного строения. При определении расчетного рас­ хода водного раствора смачивателя исходили из усло­ вия, что удельный расход должен быть не менее

Рис. 67. Схема автоматической пожарной защиты памятника деревянной архитектуры установкой тушения водным раство­ ром смачивателя ДБ

время ведутся исследования [8] по уточнению количе­ ственных характеристик коэффициента трения для труб, транспортирующих воду с полимерными добавками.

Потери напора по длине трубопровода определяются по формуле Вайсбаха— Да.рси:

U у*

( 46)

d2g ’

где h — потери напора в м вод. ст.; К— коэффициент трения;

142

I — длина трубопровода в м\ d — диаметр трубопровода в м; v — скорость течения в м/сек;

g — ускорение силы тяжести в м/сек2.

Существуют три области течения жидкости: область гидравлических труб, переходная область и область ше­ роховатых труб. В области гидравлически гладких труб преобладающее влияние на сопротивление оказывают вязкостные напряжения. Шероховатость труб при нали­ чии ламинарной пленки пограничного слоя не влияет на структуру потока, и потери напора зависят лишь от чи­ сла Рейнольдса:

В переходной области толщина ламинарного погра­ ничного слоя становится меньше выступов неровностей, и на структуру потока помимо вязкостного напряжения оказывает влияние шероховатость стенок. Поэтому поте­ ри напора зависят не только от Re, но и от относитель­

При больших Re толщина ламинарной пленки погра­ ничного слоя настолько мала, что не влияет на поверх­ ностное трение. При этом структура потока зависит лишь от относительной шероховатости труб:

Эффект влияния полимерных добавок на пропускную способность трубопровода может быть оценен коэффи­ циентом

d — диаметр в м;

ц — коэффициент вязкости в кг-сек/м2-, v — средняя скорость течения в м/сек;

L — длина трубы в м.

В исследованиях использовались чистая вода и вод­ ные растворы полиокса. Результаты определения коэф­

143

фициента кинематической вязкости для водных раство­ ров полиокса различной концентрации (при 21°С) при­ ведены ниже.

Рис. 68. График зави­ симости f = F ( Re) для чистой воды

На рис. 68 приведен график /!= F (Re) для чистой воды, построенный по эмпирической формуле Блазиуса для турбулентного потока чистой воды:

При введении незначительного количества полимер­ ных добавок характер кривой по формуле (50) изменя­ ется в зависимости от концентрации раствора. На рис. 69 приведены результаты исследований раствора полиокса (полиэтиленоксида) с молекулярным весом 4,5* 106. За­ метно существенное уменьшение величины f от содержа­ ния полимерных добавок в воде. Увеличение концентра­ ции добавок приводит к снижению величины f. Вместе с этим наблюдается незначительное повышение величины f в области гидравлически гладких труб. Важно отметить также, что существует определенный предел, ниже кото­ рого величина f не может снизиться даже в том случае, если существенно увеличить концентрацию добавок, т. е. величина максимального снижения коэффициента тре­ ния наступает при определенном насыщении раствора.

144

Для полиокса концентрации такого раствора должна быть не менее 20: 1ХЮ6, для полимерной добавки с мо­ лекулярным весом 2,ЗХЮ6—30 : 1ХЮ5.

а)

Рис. 69. Графики зависимости f=F.(Re) для воды, со­ держащей полиокс

постоянной для различных добавок и может быть найде­ на по формуле

Проведенные исследования дают возможность рас­ считать коэффициент трения для течения воды с добав­ ками по трубам при высоких числах Рейнольдса (R e=

= 12- 104).

145

Для оценки пропускной способности трубопроводов попользован коэффициент

трубопровода при течении насыщенных растворов в два раза выше пропускной способности трубопровода при течении чистой воды. При недостаточном насыщении раствора пропускная способность трубопровода несколь­ ко выше, чем при течении чистой воды, но ниже, чем при течении насыщенных растворов.

Установлено, что эффект увеличения пропускной способности трубопровода при течении раствора с вы­ сокомолекулярными добавками полностью пропадает после 3 суток с момента приготовления раствора.

146

В процессе исследований выявлены особенности вод­ ных растворов иолимерных добавок, которые следует учитывать при расчете основных элементов и конструк­ ций узлов автоматических установок тушения пожаров водой, содержащей полимерные добавки.

Как показывает опыт, вода с полимерными добавка­ ми имеет эффект тушения, очень близкий к эффекту ту­ шения чистой водой. Поэтому введение полимерных до­ бавок дает возможность снизить расчетные напоры водопитателей и сократить металлоемкость трубопрово­ дов установок за счет уменьшения размера диаметра труб.

Принципиальная схема дозирования сыпучих поли­ мерных добавок в поток воды показана на рис. 71.

5. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ВОЗДУШНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕНОЙ

Пенные средства тушения с успехом применяют для пожарной защиты объектов в ряде отраслей народ­ ного хозяйства. Наибольшее распространение они нашли в химической и нефтехимической промышленности, где широко используются легковоспламеняющиеся и горю­ чие жидкости.

Огнетушащим веществом в пенных установках слу­

ния воздушно-механической пены используются пенооб­ разователи ПО-1 ГОСТ 6948—70, ПО-6 ГОСТ 9609—69 и ПО-11. Пенообразователь ПО-1 может быть заменен родственными по химической природе и пенообразую­ щим свойствам пенообразователями ПО-1А и ПО-1Д*.

Для тушения пожаров спиртов и других растворимых в воде жидкостей (ацетон, циклогексанон и т. п.) приме­ няется воздушно-механическая пена, получаемая из Ю%-ного водного раствора пенообразователя ПО-ilC- Рецептура специального пенообразователя марки ПО-1C была разработана ВНИИПО для выоокократной воз­ душно-механической пены, обладающей повышенной ус-

* Шифр пенообразователя указывает сырье, используемое при его изготовлении: ПО-1А — на основе алкилсульфатов натрия, ПО-1Д—иа основе рафинированного алкиларилсульфопата.

147

тойчивостью на поверхности растворимых в воде жидко­ стей. Пенообразователь содержит поверхностно-актив­ ное вещество, альгинат натрия и высшие жирные спир­

реакцией среды. Особенностью пенообразователя ПО-1C является недопустимость хранения его водных растворов.

Воздушно-механическая пена может быть -получена при использовании различных схем автоматических ус­

устройству близки спринклерным водяным установкам и 1 служат для местного тушения или локализации пожара.

Установки включаются автоматически при открыва­ нии (плавлении замка) пенного спринклера ОПС, кон­ струкция которого существенно отличается от конструк­ ции спринклера ОВС

Водоисточником для спринклерной пенной установки может служить хозяйственноили производственно-про­ тивопожарный водопровод, а также естественные или искусственные водоемы. Спринклерная пенная уста­ новка имеет автоматический и основной пено-питатели. Автоматический пенопитатель постоянно поддерживает требуемый напор воды, что обеспечивает бесперебойную работу спринклерной пенной установки сразу после вскрытия пенного спринклера до момента выхода основ­ ного пенопитателя на заданный режим работы.

В качестве автоматических пенопитателей применя­ ют гидропневматические аккумуляторы или водопрово­ ды, а в качестве основных — водопроводы, имеющие требуемый расход и напор'воды.

Спринклерные пенные установки могут быть с за­ полненными трубопроводами (в отапливаемых помеще­ ниях), сухотрубными (в неотапливаемых помещениях) и смешанными (в помещениях, где температура 4°С под­ держивается в течение 8 месяцев в году).

Контрольно-сигнальные узлы пенных установок, предназначенные для контроля за исправностью уста­ новки и включения сигналов при срабатывании устано­ вок, по устройству аналогичны контрольно-сигнальным узлам спринклерных установок.

Пенная спринклерная установка имеет автоматиче­ ский дозатор для введения в поток воды определенного количества пенообразователя.

148

быстро распространиться на значительную площадь и где требуется орошение .воздушно-механической пеной расчетных площадей отдельных частей зданий или пол­ ной площади защищаемого объекта.

В ряде случаев эффект пожаротушения достигается путем заполнения воздушно-механической пеной всего объема помещения. Дренчерные пенные установки объ­ емного тушения оборудуют генераторами, обеспечива­ ющими образование воздушно-механической пены высо­ кой кратности.

Дренчерная пенная установка имеет основной и вспо­ могательный пенопитатели. В пенной установке постоян­ но находится в действии вспомогательный пенопитатель. Основной пенопитатель включается автоматически лишь в момент возникновения пожара. При возникновении по­ жара срабатывает пожарный извещатель, который через побудительную систему включаёт контрольно-пусковой узел для пуска водного раствора пенообразователя в ге­ нераторы пены. Одновременно с этим включается основ­ ной пенопитатель. Как только основной пенопитатель ра­ зовьет требуемый напор, вспомогательный пенопитатель прекратит работу-

Подача 5%-ной концентрации пенообразователя к воде производится дозатором, который обеспечивает автоматическое регулирование подачи пенообразовате­ ля в зависимости от изменения расхода воды в уста­ новке.

Для дренчерных пенных установок используются контрольно-пусковые узлы водяных дренчерных уста­ новок.

Распределительные сети дренчерных пенных устано­ вок, так же как и спринклерных, разбиваются на от­ дельные секции, трубопроводы которых могут быть ту­ пиковыми или кольцевыми. Генераторы пены на трубо­ проводах устанавливают таким образом, чтобы обеспе­ чить равномерное орошение защищаемой площади воз­ душно-механической пеной. Высота расположения гене­ раторов в зависимости от их назначения может изме­ няться от 1 м от пола до высоты защищаемого помеще­ ния. В дренчерных установках объемного тушения гене­ раторы пены устанавливают так, чтобы обеспечить рав­ номерное заполнение пеной защищаемого объекта. При

149