Удосконалення методики гасіння пожеж класів B та F аерозолями водних вогнегасних речовин

Abstract

Вступ. Технологічний прогрес людства супроводжується активним впровадженням нових матеріалів, які характеризуються підвищеною пожежною небезпекою і високими температурами горіння. У зв’язку з цим особливо актуальним є підвищення ефективності засобів пожежогасіння. Найпоширенішою вогнегасною речовиною залишається вода. Проте вона має низку недоліків: високий поверхневий натяг, низьку в’язкість, недостатню змочувальну. Це негативно впливає на ефективність гасіння пожеж, а зокрема пожеж класів B та F, призводить до збільшення витрат вогнегасної речовини, часу ліквідації пожежі та теплового навантаження на особовий склад пожежно-рятувальних підрозділів. З метою усунення цих недоліків дедалі ширше застосовують водні вогнегасні речовини, модифіковані різними добавками. Розробка нових водних вогнегасних речовин і постійне удосконалення їх рецептур викликає необхідність об’єктивної оцінки їх вогнегасної ефективності в реальних умовах застосування. У зв’язку з цим існуючі методики випробувань водних вогнегасних речовин потребують удосконалення. Мета. Удосконалити методику проведення експериментальних досліджень ефективності модифікованих водних вогнегасних речовин для гасіння пожеж класів B та F. Методи. Аналітичний метод досліджень, який базується на обробці інформації щодо методик проведення експериментальних досліджень з визначення ефективності гасіння пожеж водними вогнегасними речовинами. Результати. Проаналізовано існуючі методики визначення ефективності гасіння модельних вогнищ класів B та F. Розроблено установку для аерозольного подавання ВВР, що складається з ємності (резервуару) для ВВР, насадки-розприскувача для подачі аерозолю ВВР, композитного балону з повітрям ємністю 6,8 л, оснащеного манометром. Сформульовано детальні алгоритми підготовки, проведення вогневих випробувань та оформлення протоколів для обох класів пожеж з урахуванням вимог безпеки. Визначено основне обладнання для експериментів: металеві дека (циліндричні та прямокутні), нагрівальні пристрої, засоби фіксації (відео, секундомір), захисний одяг. Запропоновано співвідношення води та пального (1:2), тривалість попереднього горіння (60 с для класу B, 120 с для класу F), параметри подачі аерозолю. Розроблено критерії успішного гасіння (повне гасіння полум’я, відсутність повторного займання протягом 20 хв.). Показано переваги аерозольного способу подачі порівняно з компактними струменями. Висновки. Розроблена установка та методика дають змогу об’єктивно оцінювати ефективність нових модифікованих водних вогнегасних речовин для гасіння пожеж класів B та F. Запропонований підхід є актуальним як у мирний час, так і в умовах воєнного стану, сприяє підвищенню безпеки рятувальників, скороченню витрат вогнегасної речовини та часу ліквідації пожеж. Подальші дослідження передбачають синтез нових водних вогнегасних речовин та їх практичне вогневе випробування за розробленою методикою. Introduction. Technological progress has been accompanied by the widespread adoption of new materials characterized by increased fire hazard and high combustion temperatures. In this context, improving the effectiveness of fire extinguishing agents is particularly important. Water remains the most common fire extinguishing agent. However, it has a number of drawbacks: high surface tension, low viscosity, and insufficient wetting ability. This negatively affects the effectiveness of fire suppression, particularly for Class B and F fires, leading to increased consumption of the extinguishing agent, longer fire suppression times, and a greater thermal load on fire and rescue personnel. To address these shortcomings, water-based fire extinguishing agents modified with various additives are increasingly being used. The development of new water-based fire extinguishing agents and the continuous improvement of their formulations necessitate an objective assessment of their fire-extinguishing effectiveness under real-world conditions. In this regard, existing testing methods for aqueous fire extinguishing agents require improvement. Purpose. The aim of this study is to improve the methodology for conducting experimental research to determine the fire-extinguishing effectiveness of modified aqueous fire-extinguishing agents for extinguishing Class B and F fires. Methods. An analytical research method was employed, based on the analysis of information regarding experimental research methodologies for determining the effectiveness of fire suppression using water-based fire extinguishing agents. Results. Existing methods for determining the effectiveness of extinguishing Class B and F model fires have been analyzed. A setup for the aerosol application of fire-retardant agents has been developed, consisting of a portable fire extinguisher (5 L), a compressed air cylinder (6.8 L), and a spray nozzle. Detailed algorithms for preparing, conducting fire tests, and documenting test reports for both fire classes have been formulated, taking safety requirements into account. The primary equipment for the experiments has been identified: metal trays (cylindrical and rectangular), heating devices, recording equipment (video, stopwatch), and protective clothing. A water-to-fuel ratio (1:2), the duration of pre-combustion (60 s for Class B, 120 s for Class F), and aerosol delivery parameters are proposed. Criteria for successful extinguishment were developed (complete extinguishment of the flame, no re-ignition within 20 minutes). The advantages of the aerosol delivery method compared to compact jets were demonstrated. Conclusion. The developed apparatus and methodology make it possible to objectively evaluate the effectiveness of new modified aqueous fire extinguishing agents for extinguishing Class B and F fires. The proposed approach is relevant both in peacetime and under martial law, contributing to increased safety for rescue personnel, reduced consumption of fire extinguishing agents, and shorter fire suppression times. Further research will involve the synthesis of new aqueous fire-extinguishing agents and their practical fire testing using the developed methodology.