Устройство для тушения и предотвращения загораний горючих жидкостей

(19) (11) 62 С 3/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИ ельство ССС /12, 1980. ПРЕ- УЮДожарзовано 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР 4217474/40-1226.03.8707.03.89. Бюл.9Всесоюзный научно-исследовательинститут противопожарной обороныВ,И,Потякин, В.В.Добриков,Мелихов и В,Ф.Коротких614.843(088.8)Авторское свидет Р046, кл. А 62 С 3(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ИДОТВРАЩЕНИЯ ЗАГОРАНИЙ ГОРЮЧИХКОСТЕЙ(57) Изобретение относится кной технике, может быть испол для предотвращения пожаров горючихи,легковоспламеняющихся жидкостей,а также тушения при аварийных проливах и позволяет повысить эффективность тушения. Конструкция устройства представляет собой емкость 1 сразмещенными в ней по всему сечениютрубами 2. При этом в каждой трубеустановлен отражатель 3, в значительной степени повышающий эффективностьпроцесса тушения, Все геометрическиехарактеристики устройства, посредствоы которых создаются условия, исключающие возможность горения жидкостей, определяются в зависимости отих теплофизических параметров. 2 ил.Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано для предотвращения пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, а также тушения при аварийных проливах.5Цель изобретения - повышение эффективности тушения.На фиг.1 изображено предлагаемое устройство вид сбоку на фиг.2 - то же, вид сверху.Устройство содержит емкость 1 в которой по всему ее поперечному сечению расположены трубы 2, оси которых параллельны стенкам емкости. По пери метру верхнего среза каждой трубы установлены отражатели 3 таким образом. чт: угол отклонения его поверхности о 1 вертикальной стенки трубыэкь20составляет р= -- а длина этойГповерхности по направлению слива составляет 1 = 0,06 Н, где Йэ - эквивалентный . диаметр трубы; Н - высотаверхних частей труб, не заполняемых25жидкостью,Все элементы устройства изготовлены из негорючего материала (в данномслучае - листовая нержавеющая стальХ 18 Н 10 Х), который должен обладатьнизкой теплопроводностью с целью максимально возможного уменьшения тепловых потоков по стенкам труб в сид"кость, а также уменьшения высоты прогретого слоя материала. 35В поперечном сечении каждая трубадолжна иметь форму, обладающую центральной симметрией. На фиг.1 показаны трубы, имеющие в сечении квадрат,Форма сечения в каждом конкретном 40случае может быть определена из конструктивньп и технологических соображений,Основным фактором, обеспечивающимликвидацию процесса газофазного горе ния жидкостей, является создание условий, ограничивающих естественноконвективное движение газовой средывблизи зоны пламени, При соблюденииуказанных соотношений между размерами 50элементов устройства и физпараметрами жидкости обеспечиваются предельныедля процесса горения условия тепломассообмена. Взаимодействие встречных (восходящих и нисходящих) конвек тивных потоков в верхней полости трубы, не заполняемой жидкостью, усиливается отражателем. Это приводит кбыстрому снижению скорости подвода окислителя к зоне реакции и соответственно уменьшению интенсивности тепловыделения. В результате процесс горения прекращается,Наличие под трубами горизонтальнорасположенной полости, имеющей высоту, не превышающую 0,25 Й, позволяет обеспечить необходимую скоростьвыравнивания уровня жидкости в тру-бах; одновременно исключается возможность развития естественной конвекции, с интенсивностью, необходимойдля поддержания диффузионного горения.Отражатели в процессе пролива горючей жидкости в значительной степенипредохраняют стенки труб от попадания на них горящего топлива и делаютопределенной площадь всей смоченнойповерхности, на которой может происходить остаточное догорание пленкижидкости.Указанные качества отражателейуменьшают эффективное время тушениягорящей жид .ости вследствие уменьшения прогрева труб, При этом практически полностью устраняются тепловыеперекосы в трубах, приводящие к интенсификации конвекции.Формула для определения высотытруб не заполняемых жидкостью, получена на основании экспериментальныхданных. При этом использованы следующие жидкости: диэтиловый эфир, толу"ол, осветительный керосин, бензинА, гексан, дизельное топливо,трансформаторное масло,Из формулы следует, что значениеН зависит от свойств защищаемой отзагораний жидкости и площади Я эквивалентного сечения труб.В результате обработки экспериментальных данных по нахождению высотыпошуханич горючих жидкостей в труб"ках различных диаметров (0,011-0,95 м)методом анализа размерностей определены две основные области, характеризуемые интервалами значений температурного критерия (1 а) и (16) и критерия Прандтля (2 а) и (26).Первая область (1 а) и (16) соответствует легко испаряющимся жидкостям с относительно малыми значениямикоэффициентов кинематической вяэкос-фти и низкой температурой кипения (типа эфиров и бензинов), вторая область (2 а) и (26) - вязким жидкостямс высокой температурой кипения (типа3 14633174масла). Прн этом в каждой из указан- ливает наличие зависимостей (1 а) иных областей существенное значение (2 а).имеют площади поперечного сечения Приведенные в формуле коэффициентгруб. Влияние малых размеров сечений К и величины Х) У и г соответственно(2 б) Зг з- -=29410узПолученные значения. соответствуют интервалам, указанным для формулы ( 1 б), по которой вычисляется высота Н:НГ 287 10 -и0,7 10 ) Ниже приведен пример расчета основных элементов устройства для тушения горючих жидкостей и предохранения их от загораний, Требуется. изготовить устройство для ликвидации процесса горения, сопровождающего аварийный пролив автобензина А. Максимальное количество горючего, которое может вытечь, занимает объем 4 м .Для сборки устройства имекгся тонкостенные металлические трубы диаметром д = 0,08 м (площадь сечения Я50,2410 ф м). Из справочной литературы для автобензина Аопределяют значения параметров, необходи.мые для расчетов: У = 0,710 м/с; г е 287 10 ф м/сф Т ),ип = 360 К Тн = 293, а = 0,714 .10 д м/с.На основании этих даннь 1 х вычисля- ются безразмерные комплексы; 50 24 10287 10 ов(0710 )30360 - 2930 7 10 ,ых ( ---- -) ( Л. )2930,714 10 )Н = 0,16 м.Затем определяют размер отража1 =0096 м =10 мми угол отклонения его поверхности отвертикальной стенки трубыЕа с = 0,5; р = 30.В результате проведенных начисле.ний получены все исходные данные дляопределения размеров устройства,Пусть емкость, в которой будутустановлены тонкостенные трубы, имеет45 форму прямоугольника. Горизонтальнаяплощадь основания емкости равна1,92 м. Для заполнения указаннойплощади требуется 300 шт. труб диаметром 0,08 м, При этом уровень горю 5 О чеи жидкости, соответствующий объему4 м ) находится на высоте Н, = 2,08 м.)Далее определяют Н - полную высотуот верхнего среза труб до днища емкости и соответственно высоту ее вер 55 тикальных стенок. Она равна суммеследующих размеров:Н = Н + Н, + 0)256= 2,26 м.Кроме того, необходимо ввести дополнительную поправку на повышениетавнтель Б,Комиссаровд Л.Сердюкова Коррект едактор А.Коэориз Л.Пилипен е акаэ 76 Тираж 397 Подписн ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,1 5 14633 уровня за счет вытеснения жидкости трубами. В данном случае (если тол-. - щина стенки трубы равна 0,5 мм) она составляет 0,04 м. Следовательно, с учетом поправки полная высота Н5 равна Н = 2,3 м.Таким образом, прн изготовлении устройства для подавления процесса горепия в данном варианте, необходимо, 10 чтобы высота боковых вертикальных стенок емкости была ( 2,3 м. Крометого, значение Н и соответственно Н , .:рассчитаны для условий, в.которых : отсутствует принудительная циркуля; ция окружающей . газовой среды, а ра, ботает лишь естественная конвекция.Применение устройств предлагаемой конструкции обеспечивает тушение го: рючих ж.;дкостей, воспламенившихся , :при проливе, а также предотвращениезагораний нри их хранении в емкостях,изготовленных в соответствии с ука: эанными требованиями. 17 6Формула изобретения Устройство для тушения и предотвращения загораний горючих жидкостей содержащее емкость с размещенными в ней по всему поперечному сечению вертикальными трубами, о т л н ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше" ния эффективности тушения, верхний срез каждой трубы по периметру снабжен отражателем, угол отклонения поверхности с которого от трубы и длину К этой поверхности по направлению слива определяютпо соотношению р = - ф 1 = 0 06 Но эквН У э эа нижний срез труб расположен на расстоянии Ь0,256 ,э от днища емкости,где Й щ - эквивалентный диаметртрубы, м;Н - высота незаполненной частитруб, м.