Введение к работе
Актуальность работы. Ежегодные статистические данные указывают на неуклонный рост числа пожаров на объектах автомобильного, водного, железнодорожного и воздушного транспорта. Помимо углеводородных горючесмазочных материалов (ГСМ), пожарная нагрузка на транспорте представлена двумя основными группами: термопластичными (ТП) и термореактивными (ТР) материалами, которые при пожаре образуют углеродные остатки (коксы и угли) и вследствие наличия в них развитой пористости и неквалифицированного тушения могут повторно возгораться. В связи с этим тушении пожаров на транспорте, применяемые традиционные огнетушащие вещества (ОТВ) не всегда эффективны и требуют наличия дополнительных специфических свойств.
Применение комбинированных ОТВ, обладающих улучшенными физико-химическими свойствами (повышенной адгезии, термической устойчивостью, теплоизолирующей и значительной охлаждающей способностью) даст определенные преимущества при тушении пожаров (снижение расхода ОТВ и времени тушения пожара). Именно эти характеристики позволят эффективно использовать ОТВ при тушении пожаров и огнезащите от тепловых потоков конструкционных материалов на транспорте.
Цель диссертационного исследования – разработка тактико-технического обеспечения огнезащиты и тушения пожаров модифицированными водногелевыми составами на транспорте.
Для достижения цели исследования определена научная задача: научно-техническое обоснование применения огнетушащих и огнезащитных модифицированных водногелевых рецептур.
Задачи исследования:
-
Исследовать влияние переменного частотно-модулируемого сигнала на изменение надмолекулярной структуры и некоторых физических свойств воды.
-
Обосновать возможность использования карбопола EDT-2020 в качестве фиксатора измененной надмолекулярной структуры модифицированной воды.
-
Оценить влияние переменного частотно-модулируемого сигнала на огнетушащие и огнезащитные свойства водногелевых составов при тушении модельных очагов пожара и конструкционных материалов транспортных средств.
-
Разработать регрессионную модель подачи модифицированных водногелевых составов для прогнозирования возможности использования в системах пожаротушения.
-
Разработать рекомендации по использованию водногелевых составов в системах пожаротушения на воздушных судах и морском транспорте.
Объект исследования – водногелевые составы и особенности их применения для тушения пожаров и огнезащиты элементов транспортной инфраструктуры.
Предмет исследования – огнетушащие и огнезащитные свойства водногелевых составов на основе модифицированной воды.
Научная новизна результатов заключается в:
экспериментальном определении влияния переменного частотно-модулируемого сигнала на перестройку надмолекулярной структуры и изменение физических свойств воды для создания ОТВ на основе модифицированных водногелевых составов;
экспериментальном подтверждении гипотезы о возможности использования карбопола EDT-2020 для фиксирования изменений надмолекулярной структуры воды в структуре водногелевых составов на основе модифицированной воды для создания ОТВ;
оценке физических и огнетушащих характеристик модифицированных водногелевых составов на основе карбопола EDT-2020 для тушения и огнезащиты при пожарах на транспорте;
разработке регрессионной модели параметров подачи модифицированных водногелевых составов, применяющихся для тушения пожаров.
На защиту вынесены следующие основные научные результаты:
- способ фиксации изменений надмолекулярной структуры
модифицированной воды в структуре водногелевых составов, использующихся для
создания огнетушащих веществ;
экспериментальные зависимости параметров процесса модификации водногелевых составов и показатели их огнетушащих и огнезащитных характеристик на объектах транспорта;
регрессионная модель подачи модифицированных водногелевых составов в системе пожаротушения;
тактико-технические рекомендации по применению модифицированных ВГС для тушения пожаров и огнезащите объектов транспортной инфраструктуры.
Практическая значимость. Экспериментально установлено снижение удельного расхода и интенсивности подачи огнетушащих веществ, а также уменьшение времени тушения пожаров ОТВ на основе модифицированных водногелевых составов. Предложены рекомендации по аппаратурному оформлению устройств для подачи водногелевых составов при возникновении пожара на воздушном и водном транспорте. Установлена возможность при тушении пожаров ВГС одновременного оказания доврачебной помощи при термических поражениях.
Достоверность приведенных в диссертации выводов подтверждена существенным объемом экспериментальных исследований, математической обработкой результатов с использованием общепринятых методик и их универсальностью и непротиворечивостью с основными физическими и химическими законами, а также всесторонней общественной апробацией научных результатов.
Апробация исследования. Результаты диссертационного исследования были изложены на следующих научных конференциях и семинарах:
VI Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму» (г. Санкт-Петербург), 2013 г.;
Научно-практическом семинаре «Перспективные направления использования нанотехнологий для решения практических задач при предупреждении и ликвидации последствий ЧС природного и техногенного характера»;
V Международной научно-практической конференции «Сервис безопасности
в России: опыт, проблемы, перспективы» (Санкт-Петербург);
- VI Международной научно-практической конференции «Вопросы обеспечения комплексной безопасности деятельности в Арктическом регионе» (Санкт-Петербург).
Публикации. Материалы диссертационной работы отражены в 7 публикациях, среди которых 3 статьи в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для опубликований основных результатов диссертационных исследований.
Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (техническом университете) на кафедре химической энергетики, а также в служебную деятельность (Федерального государственного казенного учреждения «15 отряд федеральной противопожарной службы по Ленинградской области»).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка. Работа содержит 123 страницы текста, таблиц – 17, рисунков – 42, наименований литературных источников–154.