No abstract

Розглянуто небезпеки, пов’язані з ліквідацією пожеж і надзвичайних ситуацій на об’єктах сміттєзвалищ та полігонів побутових відходів. Проведено аналіз вітчизняних і зарубіжних джерел за напрямом досліджень. Виявлено, що особливості гасіння цих об’єктів пов’язані зі складом та структурою горючих матеріалів, які можуть утворювати безліч осередків тління, мають спроможність до повторного займання та відносно низьке значення пожежного навантаження. Встановлено, що активну участь у підтриманні процесу горіння бере повітря, яке надходить з навколишнього середовища через пористу структуру сміттєзвалища. Зазначено, що наявні технології гасіння полігонів не є ефективними. Досліджено процес виходу продуктів згоряння крізь пористе тіло, яким є структура звалища. З огляду на це отримано інформацію про просторове розгалуження потоків нагрітих газів, на підґрунті чого розроблено схему проходження повітряних потоків від виходів. Визначено можливі шляхи підвищення ефективності ізолювання та гасіння пожеж полігонів побутових відходів. Як нову вогнегасну речовину пропонується розглянути водний розчин полімерної гелеутворювальної речовини типу ECOFLOC А-07 із додаванням поверхнево-активних речовин. Використання розчину гідрогелю у концентрації до 0,3 % у 2…3,5 раза підвищує коефіцієнт використання води порівняно із застосуванням лише води. У разі використання гелю під час гасіння вогнищ унеможливлюється повторне загоряння, навіть за подальшої дії відкритим полум’ям. Частки гелю перекривають повітряні канали, блокуючи доступ повітря через тіло, всередині тіла та на його поверхні температура не перевищує 80–100℃. Визначено ефективність використання гідрогелів щодо їх витрати та товщини гідрогелевих плівок різної в’зкості порівняно з водою. Змінюючи концентрацію гелеутворювальних добавок можна варіювати в’язкістю, випаровуваністю розчину та глибиною проникнення вогнегасної речовини до середовища. Наявність у складі гідрогелю солей калію призводить не тільки до збільшення коефіцієнта використання води до 5,4 раза, а й дає можливість поєднати ефективне охолодження осередку пожежі через збільшення ефективності використання води з інгібувальним ефектом. Вогнегасний розчин із добавкою полімерного гідрогелю під дією температури утворює полімерну плівку, яка збільшує адгезію як до палаючої, так і до поверхні, що захищається від загоряння, водночас ізолює її від доступу кисню, перешкоджаючи інтенсивному стіканню вогнегасної речовини, частково заповнюючи пористу структуру сміттєзвалища, має підвищені вогнегасні властивості та суттєво зменшує втрати вогнегасної речовини. Отримані результати свідчать про можливість застосування водних вогнегасних розчинів з використанням в’язких гідрогелів під час гасіння твердих речовин в атмосферних умовах, але зазначене потребує подальших досліджень.

Розглянуто особливості взаємодії водних вогнегасних речовин з горючими середовищами і поверхнями горіння твердих горючих речовин як підґрунтя покращення показників якості наявних та розроблення нових зразків водних вогнегасних речовин з використанням гелеутворювальних сполук на основі рідкого скла, а також підвищення вогнегасної ефективності під час їх застосування в елементах систем протипожежного захисту об’єктів та пожежогасіння. Наведено результати лабораторних та натурних випробувань, що доводять доцільність поєднання компонентів рідкого натрієвого скла та поташу в складі вогнегасних гелеутворювальних сполук. Проаналізовано сучасний стан щодо наявності та тенденцій розроблення у світовій та вітчизняній практиці вогнегасних речовин та технологій їх застосування. Окреслено можливі шляхи удосконалення рецептур та підвищення ефективності застосування вогнегасних речовин насамперед з огляду на критерії ефективності, економічності та екологічності. Доведено, що порівняно з водою вогнегасні розчини на основі модифікованих систем та нових технологій їх продукування мають ряд переваг, які полягають в суттєвому збільшенні їх стійкості та адгезійних властивостей, підвищенні вогнезахисної дії через утворення під час подавання на полум’я пористого шару або плівки. Це ускладнює займання та захищає горючий матеріал внаслідок низької теплопровідності та ізолювання від доступу кисню повітря, що важливо у разі гасіння поверхневих пожеж класу А. На підставі аналізу використаних джерел, а також власних теоретичних та експериментальних досліджень сформовано наукову базу для подальшого науково-технічного прогресу у практичній діяльності виробників та споживачів продукції протипожежного призначення. Запропоновано шляхи удосконалення складів водних вогнегасних речовин та технологій їх застосування.

The main problem with creating compressed air systems is to properly regulate the flow of water and the flow of air that is fed into the mixing chamber so as to continuously provide a foam that must have adequate fire-fighting properties and remain stable over time. The process of obtaining compression foam is a thermodynamic process, which depending on the specified technological factors can be both isothermal and adiabatic. The nature of the process determines both the geometric and physical properties of the foam, and its possible fluctuations can lead to changes in the physical characteristics of the foam. The work provides recommendations for determining the type of thermodynamic process, which makes it possible to improve the accuracy when creating mathematical models of mobile plants for the production of CAF.

Розглянуто ефективний вогнегасний засіб у вигляді компресійної піни для боротьби з лісовими пожежами. На підставі аналізу експериментальних досліджень щодо ефективності компресійної піни над іншими вогнегасними речовинами, встановлено її переваги під час застосування у лісових масивах у разі виникнення пожеж. Спираючись на здійснений аналіз авторів, відзначено, що в країні немає зразків із технологією подачі компресійної піни. Розроблено математичну модель процесу генерування компресійної піни, яка у подальшому стане підґрунтям для виготовлення експериментального зразка системи для подачі компресійної піни. Найзручнішим інструментом для вирішення завдань з опису стаціонарних і перехідних процесів під час проектування конструкцій є сучасні програмні продукти. Графічне середовище імітаційного моделювання Simulink (інтегроване в програмне середовище MatLab) дає змогу за допомогою окремих блоків у вигляді направлених графів будувати динамічні моделі. Структура такої моделі побудована на підставі окремих, самостійних блоків, що самі по собі є окремими математичними моделями. Розроблена математична модель процесу генерування компресійної піни містить три окремі блоки. У цьому дослідженні виконано математичне моделювання роботи блоку газу, блоку подачі суміші води та піноутворювача та руху піни у рукаві. Кожний з блоків є автономною математичною моделлю зі своїми входом та виходом. За допомогою цих моделей здійснюється взаємодія між блоками в процесі виконання загальної задачі моделювання. Ці окремі блоки можна змінювати відповідно до змін конструкції установки, залишаючи тільки сталою зовнішню оболонку (кількість входів, виходів, розмірність) окремого блока. Наступним етапом дослідження є розроблення блоку піногенератора та системи комунікацій між блоками, для подальшої взаємодії цих блоків вже з розробленими блоками в цій роботі та виконання загальної задачі моделювання процесу генерування компресійної піни в системі. Під час взаємодій цих блоків буде виконуватися задача, яка полягає у визначенні необхідних технічних параметрів системи, залежно від вогнегасних властивостей компресійної піни, яку необхідно отримати.