Россия
Россия
Рассматривается актуальная проблема повышения эффективности воздушно-механической пены в пожаротушении посредством модификации дисперсной среды. Предложены методики реагентного (нанохимического) и безреагентного (электрофизического) воздействия на структуру поверхности воздушно-механической пены с целью улучшения её пожарно-технических характеристик. Исследовано влияние гидрофильности и гидрофобности наноминерализаторов, вводимых в состав воздушно-механической пены, а также электрофизической обработки дисперсной среды. Экспериментально подтверждено, что электрофизическая обработка способствует увеличению кратности пены, в то время как химическая природа поверхности минерализатора влияет на её устойчивость. Установлено, что гидрофильные минерализаторы улучшают адсорбцию поверхностно-активных веществ, снижая величину поверхностного натяжения воды. Представлены результаты экспериментов, демонстрирующие влияние модификации как дисперсной среды, так и химических свойств поверхности на кинетику замерзания воздушно-механической пены и H2O, что особенно важно для применения в условиях арктического региона. Показано, что гидрофильные наноминерализаторы повышают устойчивость пены к низким температурам. Термический анализ неорганического гидрофильного минерализатора маршалита тонкодисперсного (SiO2) показал, что наличие эндоэффектов (400–500 °C и 600–700 °C) способствует отводу избыточного тепла в процессах полиморфных переходов диоксида кремния. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования предложенных методов модификации для улучшения пожарно-технических свойств воздушно-механической пены, особенно в условиях низких температур.
воздушно-механическая пена, дисперсная среда, минерализаторы, наночастицы, электрофизическая обработка, пожаротушение, кратность пены, устойчивость пены, гидрофильные минерализаторы, гидрофобные минерализаторы, кинетика замерзания
1. Нанотехнологии испытаний и диагностики материалов, конструкций и элементов инженерных систем зданий с огнезащитными покрытиями. Часть 1 / В.В. Белозеров [и др.] // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2020. Т. 12. № 3. С. 174–184. DOI:https://doi.org/10.15828/2075-8545-2020-12-3-174-184. EDN ARREJV.
2. Волик А.С., Квашнин А.В., Ивахнюк Г.К. Влияние электрического поля на огнетушащие свойства воздушно-механической пены // Проблемы управления рисками в техносфере. 2020. № 3 (55). С. 103–107. EDN BZSSAC.
3. Kumar A., Singh R., Sharma P. Role of hydrophilic and hydrophobic nanoparticles in foam-based fire suppression systems // Fire Technology. 2022. Vol. 58 (4). P. 1567–1584. DOI:https://doi.org/10.1007/s10694-022-01245-z.
4. Булатов Н.Н. Коллоидно-химические и пожарно-технические свойства СО2-газонаполненных компрессионных пен // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2024. Т. 13. № 3 (67). С. 194–198. EDN DDDGIC.
5. Миронов В.Л., Климов А.В. Электрофизические методы воздействия на водные растворы ПАВ // Коллоидный журнал. 2022. Т. 84 (3). С. 312–320. DOI:https://doi.org/10.31857/S002329442203009X.
6. Исследование новых высокоэффективных реагентов для пенного дренажа газовых скважин (обзор) / Y.Q. Sun [et al.] // Нефтехимия. 2023. Т. 63. № 5. С. 745–759. DOI:https://doi.org/10.31857/S002824212305012X. EDN SAIXJO.
7. Электрофизические и нанохимические инновации в обеспечении энерго- ресурсосбережения, промышленной и экологической безопас ности / Д.С. Азимов [и др.] // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2018. № 46 (72). С. 120–122. EDN YTDYDR.
8. Алексеик Е.Б., Савенкова А.Е., Гемиш З. Влияние переменных электрических полей на процессы создания и стабилизации воздушно-механических пен // Научно-аналитический журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России». 2013. № 4. С. 44–48. EDN RSMACZ.
9. Цыбульский А. С., Черняев А.В. Электрофизические методы очистки воды // Экология промышленного производства. 2014. № 2 (86). С. 27–31. EDN ULWCZJ.
10. Mechanical properties of two-stage concrete modified by silica fume / H.S. Abdelgader [et al.] // Magazine of Civil Engineering. 2019. № 5 (89). P. 26–38. DOI:https://doi.org/10.18720/MCE.89.3. EDN ATOSCY.
11. Волик А.С., Булатов Н.Н., Шешина Н.И. Влияние электрофизической обработки воды на пожарно-технические характеристики модифицированной воздушно-механической пены // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2023. Т. 12. № 4 (64). С. 288–293. EDN IITSGS.
12. Бибик Е.Е. Сборник задач по коллоидной химии: учеб. пособие. СПб.: СПбГТИ, 2019. 57с.
13. A new experiment for investigating evaporation and condensation of cryogenic propellants / K. Bellur [et al.] // Cryogenics. 2016. №. 74. С. 131–137.
14. Analysis on theeffects of higt expansion foam on evaporation rate of the LNG 2nd ed / X. Guo [et al.]. El sevier Inc. 2021. 137р.
15. Lutz W. Zeolite Y: Synthesis, Modification, and Properties – A Case Revisited // Advances in Materials Science and Engineering. 2014. № 1. P. 1–20.
16. Improving the stabi lity of high expansion foam used for LNG vapor risk mitigation using exfoliated zirconium phosphate nanoplates / P. Krishnana [et al.] // Process Safety and Environmental Protection. 2019. № 123. P. 48–58.
