Пены как ОТВ

Пена – структурированная дисперсная система, состоящая из деформированных пузырьков воздуха и жидкости, содержащейся в пленках и каналах. Пены – сравнительно грубодисперсные системы с газовой дисперсной фазой и жидкой или твердой дисперсионной средой.

Впервые огнегасительная пена была предложена Александром Георгиевичем Лораном, учителем физики из Баку. Первые опыты по тушению горячей нефти Лоран провел, используя пивную пену. Затем он заменил ее химическим составом, дающим возможность покрывать устойчивой пеной зеркало горючих жидкостей, прекращая их горение.

В конце 1904 года Лоран сделал доклад в химическом отделе Русского химического общества, продемонстрировав способы получения огнегасительной пены. Состав для химической пены (смесь альбумина, серной кислоты и поташа K₂CO₃) в честь изобретателя был назван "лорантином". И в этом же году Лоран изобрел ручной пенный огнетушитель “Эврика”. Пены прочно вошли в арсенал огнетушащих веществ.

Для понимания механизма действия пен как ОТВ и эффективного их использования необходимо знать основные их характеристики.

Отношение объема пены V_п к объему жидкости в пене V_ж называется кратностью К:

К = V_п/ V_ж.

Кратность характеризует оъемной содержание дисперсионной среды.

По кратности пены разделяют на 4 группы:

- пеноэмульсии, К <3;

- низкократные пены, 3 < K < 20;

- пены средней кратности, 20 < K < 200;

пены высокой кратности, K > 200.

Пена является неустойчивой дисперсной системой. С момента образования в пене начинается процесс переноса воздуха из маленьких пузырьков в большие, в результате чего число пузырьков со временем уменьшается, а их средний размер увеличивается.

Водный раствор через систему каналов постепенно выделяется из пены. Такой процесс традиционно называют синерезисом, по аналогии с термином, принятым для обозначения потери воды в студнях.

Общей характеристикой устойчивости пены является ее способность сохранять параметры исходной структуры. Устойчивость характеризуют следующие показатели:

1. Устойчивость объема пены характеризуется временем разрушения 25 % от исходного объема.

2. Устойчивость к обезвоживанию (синерезису) характеризуется временем выделения из пены 50 % жидкости. Устойчивость пены к обезвоживанию во многом определяет их изолирующее действие, которое выражается в снижении скорости поступления паров в зону горения. Чем больше пена теряет жидкости, тем тоньше становятся пленки пены, тем меньше они препятствую испарению горючего.

3. Структурная устойчивость характеризуется временем изменения среднего диаметра пузырьков на 25 % от исходной величины.

Различают пены малоустойчивые (существуют лишь при непрерывном перемешивании газа и жидкости) и высокостабильные (существуют от нескольких минут до нескольких часов).

4. Контактная устойчивость на поверхности полярных жидкостей характеризуется временем полного разрушения пены.

5. Термическая устойчивость характеризуется временем разрушения всего объема пены под действием теплового потока от факела пламени.

Ограничения применения пены как ОТВ

Недостатки пены аналогичны недостаткам воды как ОТВ: электропроводность, нельзя применять для тушения горючих металлов, нельзя подавать на горящие жидкости с температурой выше 100⁰С из-за опасности разбрызгивания горящей жидкости. Многие типы пен нельзя использовать с огнетушащими порошками.