Зависимость объемной устойчивости низкократных пен от их кратности

Проведен анализ и обобщение результатов экспериментальных исследований характеристик воздушно-механической пены, получаемой на розеточных оросителях и в пеногенерирующих устройствах с сетками, при использовании трех марок пенообразователей общего назначения, одной марки пенообразователя специального назначения и одной марки пенообразователя, применяемого для тушения пожаров в качестве смачивателя. В результате анализа установлена линейная зависимость объемной устойчивости пены от ее кратности, а также определено влияние физических характеристик (показателя смачивающей способности, поверхностного натяжения и динамической вязкости) и скорости струи раствора пенообразователя на коэффициент пропорциональности установленной зависимости. Данная зависимость связывает устойчивость и кратность пены не только при использовании розеточных оросителей, применяемых в автоматических установках пожаротушения, но и насадков на пожарные стволы и иных пеногенерирующих устройств, позволяющих генерировать воздушно-механическую пену низкой кратности, а также не зависит от геометрических размеров используемых устройств. Полученное уравнение позволяет определять устойчивость пен через значение их кратности, что сократит время и денежные затраты на экспериментальное определение устойчивости.

1. Романцов, И. И. Эффективность использования жидкофазных огнетушащих составов на объектах энергетики / И. И. Романцов, Е. И. Чалдаева // Энергетика: эффективность, надежность, безопасность: материалы XXI Всерос. науч.-техн. конф., 2–4 дек. 2015 г., Томск: в 2 т. – Томск: СКАН, 2015. – Т. 2. – С. 160–164.

2. Вилкова, Н. Г. Свойства пен и методы их исследования / Н. Г. Вилкова. – Пенза: ПГУАС, 2013. – 120 с.

3. Камлюк, А. Н. Компрессионная пена для нужд пожарных подразделений / А. Н. Камлюк, А. В. Грачулин. – Минск: Ун-т граждан. защиты, 2019. – 224 с.

4. Осипенко, С. И. Увеличение устойчивости противопожарной пены путем восполнения жидкой фазы при орошении / С. И. Осипенко, А. В. Кокшаров // Пожаровзрывобезопасность. – 2021. – Т. 30, № 4. – С. 65–73. https://doi.org/10.22227/0869-7493.2021.30.04.65-73

5. Изучение процессов тушения пламени нефтепродуктов низкократными пенами / В. М. Кучер [и др.] // Пожаротушение: сб. науч. тр. – М. : ВНИИПО, 1984. – С. 29–37.

6. Kamluk, A. N. Field testing and extinguishing efficiency comparison of the optimized for higher expansion rates deflector type sprinkler with other foam and foam-water sprinklers / A. N. Kamluk, A. O. Likhomanov, A. V. Grachulin // Fire Saf. J. – 2020. – Vol. 116. – P. 103177-1–103177-10. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2020.103177

7. Miles, G. D. Foam drainage / G. D. Miles, L. Shedlovsky, J. Ross // J. Phys. Chem. – 1945. – Vol. 49, № 1. – P. 93–101. https://doi.org/10.1021/j150440a006

8. Качанов, И. В. Установки автоматического пожаротушения с предварительной аэрацией огнетушащей рабочей среды / И. В. Качанов, И. В. Карпенчук, С. Ю. Павлюков. – Минск: БНТУ, 2018. – 149 с.

9. Канн, К. Б. Капиллярная гидродинамика пен / К. Б. Канн. – Новосибирск: Наука. Сибир. отд-ние, 1983. – 167 с.

10. Шевнина, Т. Е. Фрактально-перколяционный механизм разрушения пены: автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук: 02.00.04 / Т. Е. Шевнина; Тюмен. госуд. ун-т. – Тюмень, 2004. – 26 с.

11. Кокшаров, А. В. Исследование термической устойчивости пены различной кратности / А. В. Кокшаров, С. И. Осипенко, Е. В. Гайнуллина // Пожаровзрывобезопасность. – 2020. – Т. 29, № 3. – С. 103–110. https://doi.org/10.22227/PVB.2020.29.03.103-110

12. Камлюк, А. Н. Пенные оросители для автоматических установок пожаротушения / А. Н. Камлюк, А. О. Лихоманов, А. В. Грачулин. – Минск: Ун-т граждан. защиты, 2023. – 244 с.

13. Стабилизация пены низкой кратности натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы / А. В. Кокшаров [и др.] // Пожаровзрывобезопасность. – 2014. – Т. 23, № 10. – С. 79–83.

14. Говор, Э. Г. Исследование ключевых классификационных характеристик пены и влияния на них параметров розеточного оросителя / Э. Г. Говор, А. Н. Камлюк, А. О. Лихоманов // Вестн. Фонда фундамент. исслед. – 2024. – № 1 (107). – С. 86–96.

15. Kamluk, A. N. Increasing foam expansion rate by means of changing the sprinkler geometry / A. N. Kamluk, A. O. Likhomanov // Fire Saf. J. – 2019. – Vol. 109. – P. 102862-1–102862-8. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2019.102862

16. Мухамедиев, Ш. А. Эмульсии и пены: строение, получение, устойчивость. Ч. 1 / Ш. А. Мухамедиев, В. А. Васькина // Масла и жиры. – 2008. – № 10. – С. 22–26.

17. Мухамедиев, Ш. А. Эмульсии и пены: строение, получение, устойчивость. Ч. 2 / Ш. А. Мухамедиев, В. А. Васькина // Масла и жиры. – 2008. – № 11. – С. 2–5.

18. Попков, В. И. Гидродинамическое моделирование фильтрации при малых значениях капиллярного числа / В. И. Попков, С. В. Зацепина, В. П. Шакшин // Вестн. Самар. госуд. техн. ун-та. Сер.: Физико-математические науки. – 2005. – № 34. – С. 163–170.

19. Скрипкин, А. Г. Экспериментальные исследования кривой капиллярного осушения при ПАВ-полимерном заводнении / А. Г. Скрипкин, И. Н. Кольцов, С. В. Мильчаков // PROнефть. Профессионально о нефти. – 2021. – Т. 6, № 1. – С. 40–46.

20. Günther, A. Multiphase microfluidics: from flow characteristics to chemical and materials synthesis / A. Günther, K. F. Jensen // Lab on a Chip. – 2006. – Vol. 6. – P. 1487–1503. https://doi.org/10.1039/b609851g

21. Влияние концентрации пенообразователя на смачивающую способность и кратность пены при дозировании в автоматических спринклерных установках пожаротушения / А. О. Лихоманов [и др.] // Вестн. Ун-та граждан. защиты МЧС Беларуси. – 2024. – Т. 8, № 2. – С. 156–167. https://doi.org/10.33408/2519-237X.2024.8-2.156

22. Попов, А. Л. Влияние природы пенообразователей на физико-технические свойства пен / А. Л. Попов, В. В. Нелюбова, Д. Д. Нецвет // Вестн. Белгород. госуд. технол. ун-та им. В. Г. Шухова. – 2018. – № 3. – С. 5–12. https://doi.org/10.12737/article_5abfc9b7ce94e3.70688983

23. Горбач, П. С. Влияние пенообразователя на свойства пены и пенобетона / П. С. Горбач, С. А. Щербин // Вестн. Томск. госуд. архитектур.-строит. ун-та. – 2014. – № 5. – С. 126–132.

24. Влияние размеров ячейки сетки и расстояния от сопла на дисперсность пены / А. Н. Камлюк [и др.] // Вестн. Ун-та граждан. защиты МЧС Беларуси – 2022. – Т. 6, № 4. – С. 441–450. https://doi.org/10.33408/2519-237X.2022.6-4.441