Кратность пены

Кратность пены – это безразмерная величина, равная отношению объема пены к объему раствора, содержащегося в пене.

Значение и формула

Кратность пенообразователя (полученной воздушно-механической пены) в равной мере зависит как от физико-химических свойств исходного пеноконцентрата общего или целевого назначения, так и от технических особенностей генераторов пены, имеющих специфические конструктивные ограничения.

Значение кратности пены К_п определяют по формуле:

K_п = V_п / V_p,

где:

• V_п – объем пены, л.;
• V_p – объем раствора пенообразователя, численно равный массе пены, л.

Группы

В зависимости от величины кратности, пены разделяют на четыре группы:

• пеноэмульсии (К_п < 3);
• пены низкой кратности (3 < К_п < 20);
• пены средней кратности (20 < К_п < 200);
• пены высокой кратности (К_п > 200).

Получение пены низкой кратности с помощью ручного пожарного ствола ОРТ-50

Получение пены с помощью генератора пены средней кратности ГПС-600

Получение пены высокой кратности с использованием стационарных систем пожаротушения

Свойства и применение пен различной кратности

В практике тушения пожаров используются все четыре вида пены, которые получают различными способами и с помощью разных устройств:

• пеноэмульсии — вода со смачивателем (добавление небольшого количества пены в воду, при тушении ручными стволами);
• пена низкой кратности — в пеногенераторах, в которых эжектируемый воздух перемешивается с раствором пенообразователя;
• пена средней кратности — на металлических сетках эжекционных пеногенераторов;
• пена высокой кратности — в генераторах с перфорированной поверхностью тонких металлических листов или на специальном оборудовании, в результате принудительного наддува воздуха в пеногенератор от вентилятора.

Воздушно-механические пены (ВМП) средней и высокой кратности:

На эту тему ▼

Генераторы пены средней кратности

Виды и характеристики

• хорошо проникают в помещения, свободно преодолевают повороты и подъемы;
• заполняют объемы помещений. вытесняют нагретые до высокой температуры продукты сгорания (в том числе токсичные), снижают температуру в помещении в целом, а так же строительных конструкций и т.п.;
• прекращают пламенное горение и локализуют тление веществ и материалов, с которыми соприкасаются;
• создают условия для проникновения ствольщиков к очагам тления для дотушивания (при соответствующих мерах защиты органов дыхания и зрения от попадания пены).

Устойчивость пены к обезвоживанию во многом определяет ее изолирующее действие, которое выражается в снижении скорости поступления паров горючего в зону горения. Чем больше пена теряет жидкости, тем тоньше становятся пленки пены и тем меньше они препятствуют испарению горючего.

Скорость синерезиса определяется эффективным диаметром пенных каналов, высотой слоя пены и подвижностью поверхности пенных каналов, высотой слоя пены и подвижностью поверхности пенных каналов. Если стенки каналов жесткие, то течение жидкости будет определяться вязкостью раствора, а при подвижных стенках будет происходить совместное движение раствора и поверхности канала, что заметно снижает устойчивость пены.

Подвижность стенок каналов определяется природой поверхностно-активных веществ (ПАВ), содержащихся в пенообразователе.

Предельное напряжение сдвига (прочность) адсорбционного слоя молекул вторичных алкилсульфатов натрия очень низко, поэтому в процессе обезвоживания пены поверхность каналов движется вместе с раствором.

При добавлении к этому пенообразователю жирных спиртов, например тетрадецилового спирта, образуется композиция, которая обеспечивает высокую прочность адсорбционного слоя и придает неподвижность поверхности каналов, что резко снижает скорость течения жидкости и замедляет процесс синерезиса пены.

На эту тему ▼

Пожарные пеноподъемники

Виды, устройство и ТТХ

Пенообразователь, содержащий вторичные алкилсульфаты натрия и добавки высших жирных спиртов, называется «Сампо». В нем, наряду с указанными поверхностно-активными компонентами, содержатся вещества, предотвращающие расслоение системы при низких температурах и повышающие термическую устойчивость пены.

Пенообразователи представляют собой концентрированные водные растворы поверхностно-активных веществ, содержание которых обычно составляет 25 % масс.

Рабочие растворы, из которых непосредственно образуется пена в генераторах, содержат 3-6 % объема пенообразователя, т.е. 1-2 % масс ПАВ.

Минимальное содержание молекул ПАВ в пенообразующем рабочем растворе определяется необходимостью обеспечить на вновь сформированной поверхности пенных пленок плотный монослой адсорбированных молекул пенообразователя.

Современные тенденции применения пен различной кратности

На эту тему ▼

Пенная атака

Правила подготовки и проведения

В настоящее время в мире сформировалась тенденция применения на практике пены только низкой или только высокой кратности. Это обусловлено повсеместным применением фторсодержащих пенообразователей, которые за счёт эффекта образования саморастекаемой водной плёнки (локальное пожаротушение на поверхности горючей жидкости) позволяют ограничиться пеной низкой кратности для быстрого достижения целей пожаротушения.

В случаях вынужденного объёмного пожаротушения (авиационные ангары, трюмы речных (морских) судов и т.д.) тандем совместимых пеноконцентратов и пеногенераторов позволяют получить высокую кратность пены, заполняющую защищаемый объект и оперативно ликвидирующую пожар.

На территории России получение и применение пены средней кратности, тем не менее, продолжает сохранять свою актуальность из-за массового применения на практике генераторов пены средней кратности.

Также читайте дополнительный материал по теме:

• Развитие средств пенного пожаротушения.
• Пенообразователи и поверхностно-активные вещества для тушения пожаров: классификация пенообразователей и пены.
• Пена и пенообразователи: назначение, виды, состав и свойства.
• Пенообразователь и пожарная пена: характеристики и свойства.
• Компрессионная пена для пожаротушения: свойства и принцип действия.
• Система пожаротушения компрессионной пеной NATISK: описание.
• Пенные установки пожаротушения: классификация и применение.

Источники:

• ГОСТ Р 51057-2001 Техника пожарная. Огнетушители.
• ГОСТ Р 50588-2012 Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний.
• Пенообразователи и пены для тушения пожаров. Состав, свойства, применение. Шароварников А.Ф., Шароварников С.А. М.: Пожнаука, 2005.
• Пожаротушение (справочник). 2-е издание. Теребнев В.В., Смирнов В.А., Семенов А.О. Екатеринбург: ООО «Издательство «Калан», 2012.
• Сайт https://wiki-fire.org