Устройство для тушения и предотвращения загораний горючих жидкостей Советский патент 1989 года по МПК A62C3/12 

СО Од

114

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано для предотвращения пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, а также тушения при аварийных проливах.

Цель изобретения - повьшение эффективности тушения.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит емкость 1,, в кЪторой по всему ее поперечному сечению расположены трубы 2, оси которых параллельны стенкам емкости. По периметру верхнего среза каждой трубы установлены отражатели 3 таким обра- 3OMj чтс угол отклонения его поверхности O i вертикальной стенки трубы

составляет tgq) ГГ длина этой

поверхности по направлению слива составляет 1 0,0.6 Н, где эквивалентный (Диаметр трубы; Н - высота верхних частей труб, не заполняемых жидкостью.

Все элементы устройства изготовлены из негорючего материала (в данном случае - листовая нержавеющая сталь XiSHIOT), который должен обладать низкой теплопроводностью с целью максимально возможного уменьшения тепловых потоков по стенкам труб в хшд- кость, а уменьшения высоты прогретого слоя материала. В поперечном сечении каждая труба .должна иметь форму, обладающую центральной симметрией. На фиг.1 показаны трубы, имеющие в сечении квадрат. Форма сечения в каждом конкретном случае может быть определена из конструктивный и технологических соображений.

Основным фактором, обеспечивающим ликвидащпо процесса газофазного горения жидкостей, является создание условий, ограничивающих естественно конвективное-движение газовой среды вблизи зоны пламени. При соблюдении указанных соотношений между размерами элементов устройства и физпараметра- ми жидкости обеспечиваются предельны Для процесса горения условия тепло Массообмена. Взаимодействие встречных (восходящих и нисходящих) конвективных потоков в верхней полости трубы, не заполняемой жидкостью, усиливается отражателем. Это приводит к (быстрому снижению скорости подвода

7 2

окислителя к зоне реакции и соответственно уменьшению интенсивности теп- ловьщеления, В результате процесс горения прекращается.

Наличие под трубами горизонтально расположенной полости, имеющей высоту, не превышающую 0,25d,j , позволяет обеспечить необходимую скорость вьфавнивания уровня жидкости в тру-/ бах; одновременно исключается возможность развития естественной конвекции, с интенсивностью, необходимой для поддержания диффузионного горения .

Отражатели в процессе пролива горючей жидкости в значительной степени предохраняют стенки труб от попадания на ник горящего топлива и делают определенной площадь всей смоченной поверхности, на которой может происходить остаточное дог.орание пленки жидкости.

Указанные кач ества отражателей уменьшают эффективное время тушения горящей жид.ости вследствие уменьше- ния прогрева труб. При этом практически полностью устраняются тепловые перекосы в трубах, приводящие к интенсификации конвекции.

Формула для определения высоты труб;, не заполняемых жидкостью, получена на основании экспериментальных данных. При этом использованы следующие жидкости: диэтиловый эфир, толуол осветительный керосин, бензин A-76, гексан, дизельное топливо,

трансформаторное масло.

I -. « .

Из формулы следует, что значение Н зависит от свойств защищаемой от загораний жидкости и площади S эквивалентного сечения труб«

В результате обработки экспериментальных данных по «нахождению высоты потухания горючих жидкостей в трубках различных диаметров (0,011-0,95м) методом анализа размерностей определены две основные области, характеризуемые интервалами значений температурного критерия (1а) и (16) и критерия Прандтля (2а) и (26).

Первая область (1а) и (16) соответствует легко испаряющимся жидкостям с относительно малыми значениями коэффициентов кинематической вязкое- ти и низкой температурой кипения (типа эфирен и бензинов), вторая область (2а) и (2б) - вязким жидкостям с высокой температурой кипения (типа

1463317

масла). При этом в каждой из указан- ливает наличие зависимостей (1а) и ных областей существенное значение (2а).

имеют площади поперечного сечения Приведенные в формуле коэффициент Ггруб, Влияние малых размеров сечений величины X, Y и Z соответственно (диаметры порядка 10-30 мм) обуслов- равны

12,68; 0,15; -6,2; 0,28 при 5,5-10 - - 4,

0,12 ------- и 0-,32; 6,02- - и 33,1; (1а)

1ца,

7,526-10 ; -6,2; 1,65 при - 4,2-10 ;

0,12 0,32; 6,.б 33,1; (1б) н .

0,741; -2,12; 0,28 при 3,2. - 1,6-1о %

0,32 ------ 6 0,95; 33,1 и - 300; (2а)

IHя

1,718-10 ; 0,83; -2,12; 1,1 2 при 10 -- 1,6 ш ; 0,32: 0,95; 33,. (26)

Ниже приведен пример расчета ос- (52i24j 0 - .-® иовных элементов устройства для туше- „ (0, ния горючих жидкостей и предохранения 293 О 7-10 i-(-5

их от загораний. Требуется изготовить х () (()T

устройство для ликвидации процессан - п IA

горения, сопровождающего аварийный пролив автобензина А-76. Майсимальное определяют размер отраЖа- количество горючего, которое может 35 вытечь, занимает объем 4 м . - ° ° м 10 мм

Для сборки устройства имекй-ся тон- отклонения его поверхности от костенные металлические трубы диамет- вертикальнои стенки трубы ром d,.je 0,08 м (площйдь сечения „ Ч - 30 . S 50,24-10- мО. Из справочной 40 В результате проведенных вачисле- литературы для автобензина А-76 опре- получены все исходные данные для деляют значения параметров, необходи- определения размеров устройства, .мые для расчетов: Y 0,7.10- , емкость, в которой будут Z р 287-103 Т, „ 360 К,- Т., Установлены тонкостенные трубы, имеет 293 а О 714. ФоРмУ прямоугольника. Горизонтальная

На основании этих данный вычисля- f основания емкости равна ются безразмерные кo шлeкcы:1,92 м. Для заполнения указанной

площади требуется 300 шт. труб диаX 9 8 -i--- - О 23метром 0,08 м. При этом уровень горю Тц . jg жидкости, соответствующий объему с.7 .с4 мз находится на высоте Н, 2,08м.

м л 9 л

Y /,Ун 1и .Далее определяют Н - полную высоту

Полученное значения, соответствуют верхнего среза труб до днища еминтерьалам, указанным для формулыкости и соответственно высоту ее вер- (Тб), по которой вычисляется высо- 55 тикальных стенок. Она равна сумме

Ya (|. .следующих размеров:

, И Н + Н, + 0, 2,26 м.

,121 7 52&-10 XКроме того, необходимо ввести до0,7-10 полнительную поправку на повьппение

514

уровня за счет вытеснения жидкости трубами, В данном случае (если толг- щина стенки трубы равна 0,5 мм) она составляет 0,04 м. Следовательно, с учетом поправки полная высота И равна И 2,3 м,

Таким образом, при изготовлении устройства для подавления процесса горения в данном варианте,необходимо, чтобы высота боковых вертикальных стенок емкости была 2,3 м. Кроме того, значение Н и соответственно Н рассчитаны для условий, в.которьсс отсутствует принудительная циркуляция окружающей газовой среды, а работает лишь естественная конвекция. I

Применение устройств предлагаемой конструкции обеспечивает тушение горючих жидкостей, воспламенившихся при проливе, а также предотвращение загораний при их хранении в емкостях, изготовленных в соответствии с указанными требованиями.

д

5

0

176

Формула изобретения

Устройство для тушения и предотвращения загораний горючих жидкостей, содержащее емкость с размещенными в ней по всему поперечному, сечению вер- тикальньши трубами, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности тушения, верхний срез каждой трубы по периметру снабжен отражателем, угол отклонения поверхности ср которого от трубы и длину R этой поверхности по направлению слива определяют по соотношению

(f 1 0,06Н,

а нижний срез труб расположен на расстоянии h 0,25d,e от днища емкости, где d ц - эквивалентный диаметр

трубы, м; Н - высота незаполненной части

труб, м.

Изобретение относится к пожарной технике, может быть использовано .для предотвращения пожаров горючих и.легковоспламеняющихся жидкостей, а также тушения при аварийней проливах и позволяет повысить эффективность тушения. Конструкция устрой- ства представляет собой емкость 1 с размещенными в ней по всему сечению трубами 2. При этом в каждой трубе установлен отражатель 3, в значительной степени повьашающий эффективность процесса тушения. Все геометрические характеристики устройства, посредством которых создаются условия, исключающие возможность горения жидкостей, определяются Б зависимости от их теплофизических параметров. 2 ил.

Редактор А,Козориз

Составитель В.Комиссаров Техред Л,Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 763/9

Тираж 397.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное