Пути повышения эффективности воды как ОТВ

Эффективность водотушения существенно повышается при использовании распыленной воды.

Помимо распыления, с целью повышения огнетушащей эффективности в воду вводят различные добавки.

Смачиватели – это поверхностно-активные вещества (ПАВ), понижающие поверхностное натяжение воды. Иногда такую воду называют «мокрой водой». Такая вода проникает в пористые материалы (например, в перевозимый в кипах хлопок и рулоны ткани) гораздо лучше, чем обычная вода, и может потушить пожар, который распространился в глубину. Такая вода более эффективно проникает в торф, сено, синтетические волокна и т.п.

ПАВ – это, как правило, вещества, синтезированные на белковой или синтетической основе, например, на базе углеводородов или фторуглеводородов путем присоединения к ним гидрофильной группы, повышающей их растворимость в воде.

Упомянутый выше С.П. Власов в 1815 году предложил использовать для тушения пожаров отходы мыловаренных производств (фактически ПАВ).

ПАВ снижают поверхностное натяжение воды на границе раздела с воздухом и этим обеспечивают эластичность водных пленок в течение всего времени существования. Снижение поверхностного натяжения воды молекулами ПАВ достигается за счет их самопроизвольного концентрирования на поверхности. Причем молекулы ПАВ ориентируются углеводородными гидрофобными концами к воздуху, а полярными гидрофильными – к воде. Поэтому, если посмотреть сверху, то поверхность представляется как углеводородная, а поверхностное натяжение намного ниже, чем у воды. В результате адсорбции поверхностное натяжение воды оказывается заметно пониженным при растворении в ней даже очень небольшого количества ПАВ.

Склонность к адсорбции у молекулы ПАВ объясняется их дифильным строением, т.е. в одной молекуле имеются две части, которые резко различаются по растворимости в воде: гидрофобная часть – это УВ цепочка, и гидрофильная часть – солевой остаток кислоты.

В зависимости от знака заряда, который приобретает поверхность при адсобции молекул, все ПАВ разделяются на 4 группы:

анионные – придают поверхности отрицательный заряд (натриевая соль карбоновой кислоты);

катионные – заряжают поверхность положительно (четвертичные аммониевые соли);

неионогенные – практически не влияют на заряд поверхности (оксиэтилированный бутилфенол);

амфолитные – заряжают поверхность в зависимости от кислотности среды (рН), в кислой среде – положительно, а в щелочной – отрицательно (карбоксибетаин).

При этом поверхностное натяжение водных растворов смачивателя не должно превышать 37 МДж/м² (у чистой воды 72 МДж/м²).

На основе фторсодержащих ПАВ была разработана “легкая вода”. Первоначально она использовалась в сдвоенной системе: сначала для того, чтобы сбить пламя, на горящую жидкость подавался огнетушащий порошок, а затем для предупреждения повторной вспышки использовалась “легкая вода”. Но “легкая вода” оказалась эффективнее, чем ожидалось. Она могла применяться без порошка, т.к. обладает двойным эффектом: охлаждающее действие и эффект поверхностного тушения. “Легкая вода” препятствует испарению жидкости, образуя пленку воды.

Для "воспрепятствования прикосновения воздуха к горящему телу" в начале XIX века С.П. Власов предложил использовать для тушения растворы солей. Были испытаны растворы солей KCl, K₂SO₄, FeSO₄, NaHCO₃, K₂CO₃.

Загустители – это водорастворимые высокомолекулярные соединения, повышающие вязкость воды. К ним относится, например, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ). Вода, обработанная загустителями, получила название «вязкая вода». Такая вода образует пленку, которая прилипает к горящему материалу, и удерживается дольше, чем обычная вода. Но вязкая вода не проникает вглубь так же легко, как «мокрая» или обычная, необработанная вода. Она же образует скользкую поверхность, что иногда может создавать проблемы пожарным.

«Скользкая вода». Это вода, к которой добавлено небольшое количество полиэтиленоксида и полиакриламида для уменьшения вязкости воды и потери на трение в рукавах, в результате чего увеличивается дальность подачи водяной струи. Гидравлическое сопротивление сетей со «скользкой водой» примерно на 50-70 % ниже, чем обычной. Механизм действия основан на том, что полимеры при растворении образуют псевдожесткие структуры, вытянутые по ходу потока и препятствующие ее перемешиванию.