Способ тушения крупномасштабных пожаров

Способ тушения крупномасштабных пожаров

Реферат

Изобретение относится к пожаротушению и может быть использовано для ликвидации лесных пожаров.

Известен способ тушения пожара, включающий накопление продуктов сгорания от их источника, доставку продуктов в очаг пожара и последующее вытеснение ими окислителя из этого очага [1].

Недостатком этого способа является тушение небольших возгораний, которые не требуют для своей ликвидации большого количества продуктов сгорания.

Известен способ тушения пожара водой, включающий образование водяных завес, движущихся по фронту очага горения, при этом водяные завесы подают на очаг пожара перекрестно с образованием локальных замкнутых зон [2].

Недостатком этого способа является применение его на небольших площадях.

Прототипом является способ тушения крупномасштабных пожаров путем создания в очаге зоны с глубоким дефицитом кислорода, которую создают путем подачи в очаг пожара паров пропана [3].

Недостатком способа является малая его эффективность при возгорании на открытых территориях, поскольку созданная с глубоким дефицитом кислорода зона быстро заполняется воздухом, и при наличии температуры в этой зоне большей температуры самовоспламенения горючих материалов, процесс горения возобновляется. Кроме того, хранение емкостей с пропаном требует специальных помещений и обслуживающего персонала, при этом указанное помещение с емкостями само становится объектом высокой пожарной опасности.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно ликвидация пожара на большой открытой территории с помощью сравнительно небольшого количества доступных негорючих огнетушащих веществ.

Задача решается тем, что в способе тушения крупномасштабных пожаров, включающем создание в очаге зоны с глубоким дефицитом кислорода, дефицит кислорода в зоне образовывают продуктами горения, для чего со стороны тыла очага пожара создают пониженное давление окружающей среды по сравнению с давлением со стороны фронта пожара. Понижение давления сочетают с охлаждением очага со стороны тыла пожара путем образования зоны охлаждения. Зону пониженного давления создают в направлении от тыла к фронту пожара. Пониженное давление создают путем распыления и последующего испарения вещества. Зону охлаждения делают меньше зоны пониженного давления. Охлаждение проводят в направлении от тыла к фронту пожара. Охлаждение осуществляют путем увеличения дисперсности распыляемого вещества. Испарение вещества производят за счет тепловой энергии, выделяющейся со стороны тыла пожара. В качестве вещества используют воду. Охлаждение проводят до температуры самовоспламенения горючих материалов, располагающихся в пожароопасной зоне.

Из уровня техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения и оказывающие такое же, как и они, влияние на технический результат, состоящий в ликвидации пожара на большой открытой территории с помощью сравнительно небольшого количества доступных негорючих огнетушащих веществ.

Сущность изобретения отражают операции:

- образовывают продуктами горения зону с глубоким дефицитом кислорода, для чего со стороны тыла очага пожара создают пониженное давление окружающей среды по сравнению с давлением со стороны фронта пожара;

- понижение давления сочетают с охлаждением очага со стороны тыла пожара путем образования зоны охлаждения;

- зону пониженного давления создают в направлении от тыла к фронту пожара;

- пониженное давление создают путем распыления и последующего испарения вещества;

- зону охлаждения делают меньше зоны пониженного давления;

- охлаждение проводят в направлении от тыла к фронту пожара;

- охлаждение осуществляют путем увеличения дисперсности распыляемого вещества;

- испарение вещества производят за счет тепловой энергии, выделяющейся со стороны тыла пожара;

- в качестве вещества используют воду;

- охлаждение проводят до температуры самовоспламенения горючих материалов, располагающихся в пожароопасной зоне.

Указанные операции позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Образование продуктами горения зоны с глубоким дефицитом кислорода посредством создания со стороны тыла очага пожара пониженного давления окружающей среды (по сравнению с давлением со стороны фронта пожара) позволяет использовать в качестве огнетушащего средства непосредственно продукты горения, продуцируемые при пожаре в большом количестве и на большой территории. При этом огнетушащее средство в очаг пожара направляют за счет разности давлений, благодаря которой продукты сгорания движутся от фронта к тылу пожара, проходя при этом через очаг пожара.

Сочетание понижения давления с охлаждением очага со стороны тыла пожара путем образования зоны охлаждения дает возможность снизить температуру газов и горючих материалов в этой зоне, в результате чего исключается повторное воспламенение этих материалов после погашения пламени. Кроме того, при высокой температуре горючих материалов происходит диссоциация продуктов горения - углекислоты и водяного пара с образованием горючих газов (например, протекание реакции: 2СO₂→2СО+О₂).

Создание зоны пониженного давления в направлении от тыла к фронту пожара позволяет постепенно расширить зону низкого давления и приблизить ее к зоне высокого давления, т.е. к фронту пожара. При этом, поскольку имеющиеся в очаге пожара объекты, например деревья и кустарник, создают гидравлическое сопротивление движению продуктов горения через очаг, то уменьшение расстояния между зонами пониженного и повышенного давления способствует увеличению объема (массы) продуктов, проходящих через очаг пожара.

Создание пониженного давления путем распыления и последующего испарения вещества, например воды, способствует образованию влажного воздуха (пара), плотность которого меньше сухого воздуха у фронта пожара, в результате чего в тылу пожара образуется зона пониженного давления. Кроме того, в результате диссоциации водяного пара увеличивается выход радикала ОН, который способствует образованию диоксида углероды при протекании реакции: СО+ОН→СО₂+Н. При этом двуокись углерода образуется равномерно по всей зоне распыла, препятствуя доступу кислорода к очагу пожара.

Формирование зоны охлаждения меньшей зоны пониженного давления дает возможность уменьшать температуру горючих материалов, располагающихся в пожароопасной зоне, сохраняя зону пониженного давления, т.е. сохраняя движение продуктов горения через очаг пожара.

Проведение охлаждения в направлении от тыла к фронту пожара способствует движению зоны охлаждения за зоной пониженного давления, в результате чего постепенно локализуется очаг пожара.

Осуществление охлаждения путем увеличения дисперсности распыляемого вещества, например воды, дает возможность продуцировать пар даже в зоне охлаждения, увеличивая тем самым зону пониженного давления. Кроме того, вода, попадая на горючий материал и не успевая сразу испариться, увеличивает влажность этого материала, что ухудшает условия для протекания реакций горения.

Испарение вещества за счет тепловой энергии, выделяющейся со стороны тыла пожара, понижает температуру поверхности, с которой испаряется вода, и температуру восходящего потока газов. При этом для понижения указанных температур требуется значительно меньше испаряющейся воды (вещества), а следовательно, и времени, нежели в обычном случае, когда воду подают непосредственно во фронт пожара. Это ускоряет процесс локализации пожара.

Использование воды в качестве вещества, используемого для создания зон пониженного давления и охлаждения, позволяет не только проводить описанные выше процессы, но и быстро и в необходимом количестве доставлять это вещество с пожарных водоемов.

Проведение охлаждения до температуры самовоспламенения горючих материалов, располагающихся в пожароопасной зоне, дает возможность при необходимости продуцировать пар от нагретых материалов, а в отсутствии такой необходимости - не тратить зря воду на последующее охлаждение и использовать ее по другому назначению.

Изобретение поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображен горящий лесной массив в начале тушения пожара;

на фиг.2 - горящий лесной массив в процессе тушения пожара;

на фиг.3 - лесной массив в конце тушения пожара.

Способ реализуют следующим образом.

При обнаружении пожара в лесном массиве 1 с летательного аппарата 2 (например, с самолета) распыляют воду 3 со стороны тыла пожара (фиг.1, 2).

Затем воду испаряют за счет тепловой энергии, выделяющейся со стороны тыла пожара, путем пропускания ее при падении через нагретый восходящий поток газов и подачи на нагретую поверхность. При этом происходит образование пара и увлажнение воздуха около тыла пожара. Постепенно увеличивают обрабатываемую водой поверхность в направлении от тыла к фронту пожара и создают тем самым со стороны тыла очага пожара пониженное давление окружающей среды по сравнению с давлением со стороны фронта пожара.

Благодаря разности давлений образовывают продуктами горения в очаге пожара зону с глубоким дефицитом кислорода (фиг.3, 4). Эта зона формируется в результате того, что продукты сгорания начинают перемещаться из области высокого давления в область с пониженным давлением, проходя тем самым очаг пожара. Поскольку деревья оказывают сопротивление движению продуктов горения, то сначала зона с глубоким дефицитом кислорода будет создаваться ближе к тылу пожара. Интенсивность пожара в ней станет меньше и температура снизится. Это, в свою очередь, способствует уменьшению количества воды, которое необходимо для создания зоны охлаждения.

Понижение давления сочетают с охлаждением очага со стороны тыла пожара путем образования зоны охлаждения. Для этого увеличивают дисперсность распыляемой воды, в результате появляется возможность продуцирования пара в зоне охлаждения для увеличения зоны пониженного давления. Кроме того, при попадании воды на горючий материал увеличивается влажность этого материала, что ухудшает условия для протекания реакций горения.

Делают зону охлаждения меньше зоны пониженного давления, уменьшая при этом температуру горючих материалов, располагающихся в пожароопасной зоне. Указанную температуру уменьшают до температуры самовоспламенения горючих материалов, при этом охлаждение проводят в направлении от тыла к фронту пожара.

По мере проведения указанных операций происходит уменьшение расстояния между тылом пожара и его фронтом, который перемещается уже с меньшей, чем изначальной, скоростью. Уменьшение расстояния способствует снижению гидравлического сопротивления движению продуктов горения и увеличению зоны с глубоким дефицитом кислорода. В конце концов тыл пожара приближается к фронту и пожар ликвидируют полностью (фиг.5, 6).

Внедрение изобретения позволит тушить лесные крупномасштабные пожары с использованием авиации и применением легкодоступного огнетушащего вещества - воды. Это значительно снизит расходы на пожаротушение, сэкономит природные ресурсы и не потребует привлечения большого числа людей на борьбу с огненной стихией.

Источники информации

1. А.с. СССР №1544444, МПК А 62 С 2/00, 1990 г. - аналог.

2. А.с. СССР №1695947, МПК А 62 С 2/00, 1991 г. - аналог.

3. А.с. СССР №1496804, МПК А 62 С 3/02, 1989 г. - прототип.

1. Способ тушения крупномасштабных пожаров путем создания в очаге зоны с глубоким дефицитом кислорода, отличающийся тем, что дефицит кислорода в зоне образовывают продуктами горения, для чего со стороны тыла очага пожара создают пониженное давление окружающей среды по сравнению с давлением со стороны фронта пожара.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что понижение давления сочетают с охлаждением очага со стороны тыла пожара путем образования зоны охлаждения.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что зону пониженного давления создают в направлении от тыла к фронту пожара.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что пониженное давление создают путем распыления и последующего испарения вещества.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что зону охлаждения делают меньше зоны пониженного давления.

6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что охлаждение проводят в направлении от тыла к фронту пожара.

7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что охлаждение осуществляют путем увеличения дисперсности распыляемого вещества.

8. Способ по п. 4, отличающийся тем, что испарение вещества производят за счет тепловой энергии, выделяющейся со стороны тыла пожара.

9. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве вещества используют воду.

10. Способ по п. 2, отличающийся тем, что охлаждение проводят до температуры самовоспламенения горючих материалов, располагающихся в пожароопасной зоне.