Fire Extinguishing Efficiency of Compressed Air Foam, Water and Gel Forming Agents in a Standard Class A Test Fire

• Autorzy: Shakhov Stanislav , Vinogradov Stanislav

Identyfikatory

DOI

10.12845/sft.55.1.2020.10

Warianty tytułu

PL

Porównanie skuteczności gaśniczej piany sprężonej, wody i związków żelotwórczych podczas gaszenia pożaru modelowego klasy A

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aim: The purpose of this article is to evaluate the extinguishing efficiency of water, compressed air foam and gel forming agents in solid materials fires. Project and methods: Comparison of the efficiency of extinguishing water, gel forming agents and compressed air foam was performed by conducting an experimental study to determine the appropriate indicator. An experimental device of the compressed air foam system was used for the study. The model fire of class 1A was selected as the fire. Comparison of extinguishing compounds was evaluated by extinguishing efficiency indicator Ie.e. There were two experiments, with three series in each. Results: Extinguishing efficiency indicator Ie.e took into account the time, and the mass of extinguishing agents needed to extinguish the model fire. Therefore, it was established that the mass of the compressed air foam used for extinguishing is 6.1 kg, which is 47% less than the mass of water used for extinguishing the test fire. With respect to the gel forming agent, the mass required for quenching was equal to 6.53 kg. This is 45% less than the weight of water and 2% less than the mass of compressed air foam. With respect to the quenching time, the greatest amount of time was observed for water. Time required for extinguishing (τ) amounted to 99 seconds. This value is 39% greater than the time it took to quench the flames using gel forming compounds, which was equal to 60 seconds. The minimum time required to extinguish the model fire (τ) was observed for compressed air foam, and was found to be 55 seconds. This is 45% less than that for water and 10% less than the time recorded for gel forming agent. Therefore, it was found that the fire extinguishing efficiency of compressed air foam is more than 80% higher than the water’s, and 15% higher in relation to gel forming agents. Conclusions: The authors analysed fire extinguishing agents that can be used to extinguish solid combustible substances. Experimental studies with standard model A fires let them to determine a quenching efficiency indicator Ie.e. Compressed air foam was found to have the highest fire extinguishing efficiency compared to water and gel forming agents. The advantages of compressed foam are due to the technology of its formation. Such foam has a high cooling and insulating ability, which is well reflected in its fire extinguishing efficiency compared to other extinguishing agents.

PL

Cel: Celem artykułu jest ocena skuteczności gaśniczej wody, piany sprężonej i związków żelotwórczych podczas gaszenia stałych substancji palnych. Projekt i metody: Dokonano porównania skuteczności gaśniczej wody, związków żelotwórczych i piany sprężonej poprzez przeprowadzenie badań eksperymentalnych w celu ustalenia odpowiedniego wskaźnika. Do badań użyto eksperymentalnego urządzenia z pianą spreżoną. Wybrano pożar testowy klasy 1A. Porównanie środków gaśniczych oceniono na podstawie wskaźnika skuteczności gaszenia Ie.e. Przeprowadzono dwa eksperymenty, po trzy serie w każdym z nich. Wyniki: Wskaźnik skuteczności gaszenia uwzględniał czas i masę środka gaśniczego potrzebnego do ugaszenia pożaru modelowego. Ustalono, że masa piany sprężonej użytej do gaszenia wynosi 6,1 kg, co oznacza o 47% mniej niż masa wody użytej do gaszenia pożaru próbnego. W przypadku związków żelotwórczych wymagana masa wynosi 6,53 kg. Jest to o 45% mniej niż masa wody i 2% mniej niż masa piany spreżonej. Z badań wynika, że najwięcej czasu zajmuje gaszenie wodą. Obliczona dla niej wartość: τ = 99 sekund jest o 39% większa niż czas potrzebny do schłodzenia związków żelotwórczych, który wyniósł dla nich 60 sekund. Najkrótszy czas wymagany do gaszenia pożaru modelowego jest obserwowany dla piany sprężonej i wynosi 55 sekund. Jest to o 45% mniej niż w przypadku wody i o 10% mniej w odniesieniu do związków żelotwórczych. Stwierdzono zatem, że skuteczność gaśnicza piany spreżonej jest większa o 80% w stosunku do wody i o 15% większa w odniesieniu do związków żelotwórczych. Wnioski: Przeanalizowano środki gaśnicze, które można zastosować do gaszenia stałych substancji palnych. Badania eksperymentalne pozwoliły ustalić wskaźnik skuteczności gaszenia pożarow klasy A. Wynika z nich, że piana sprężona ma najwyższą zdolność gaśniczą w porównaniu do wody i związków żelotwórczych, co wynika z technologii jej powstawania. Taka piana ma wysoką zdolność chłodzenia i izolowania, co dobrze wpływa na jej skuteczność gaszenia.

Słowa kluczowe

EN

extinguishing efficiency; class A fire; water; CAF; gel

PL

skuteczność gaśnicza; pożar klasy A; ogień; woda; CAF; żel

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Safety & Fire Technology
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 55, iss. 1
• Strony: 154--160
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Shakhov Stanislav

• National University of Civil Defence of Ukraine

autor

Vinogradov Stanislav

• National University of Civil Defence of Ukraine

Bibliografia

• [1] Abduragimov I. M., Androsov A. C., Isaeva L. K., Krylov E. B., Processy goreniya, VIPTSh MVD SSSR, Moskva 1984, 268.
• [2] Bobkov S. A. Baburin A. V., Komrakov P. V., Fiziko–himicheskie osnovy razvitiya i tusheniya pozharov, AGPS MChS RF, Moskva 2014, 210.
• [3] Abduragimov I. M., Govorov V. Yu., Mkarov V. E., Fiziko– himicheskie osnovy razvitiya i tusheniya pozharov, VIPTSh, Moskva 1980, 255.
• [4] Rashoyan I. I., Fiziko–himicheskie osnovy razvitiya i tusheniya pozhara, Tolyatti, 2013, 107.
• [5] Teterin I.M., Temperaturno–aktivnaya voda – novaya paradigma razvitiya tehniki pozharotusheniya, „Sredstva tusheniya: zhurnal–katalog” 2005, 44.
• [6] Savchenko O. V., Kireev O. O., Optimizaciya kilkisnogo skladu geleutvoryuyuchoyi sistemi dlya gasinnya pozhezh ob’yektiv zhitlovogo sektoru, „Problemy pozharnoj bezopasnosti” 2009, 25, 162–166.
• [7] Savchenko O. V., Eksperimentalne viznachennya vognegasnoyi zdatnosti optimizovanogo kilkisnogo skladu geleutvoryuvalnoyi sistemi CaCl2 – Na2 O·2,95 SiO2– N2 O, „Pozhezhna bezpeka” 2010, 16, 109–114.
• [8] Savchenko O. V., Kiryeyev O. O., Ostroverh O. O, Viznachennya pokaznika vognegasnoyi zdatnosti optimizovanogo kilkisnogo skladu geleutvoryuyuchoyi sistemi CaCl2 – Na2 O·2,95SiO2 – H2 O na standartizovanomu modelnomu vognishi pozhezh, „Problemy pozharnoj bezopasnosti” 2011, 29, 149–155.
• [9] http://compressedairfoamsystem.com [accessed: 30.12.2018].
• [10] Larin O. M., Vinogradov S. A., Barkalov V. G, Pozhezhni mashini, MPBP «Gordon», Kharkiv 2016, 279.
• [11] Colletti D. J., Compressed–air foam mechanics, “Fire Engineering” 1994, 147, 61–65.
• [12] http://www.cafsinfo.com/index.html [accessed: 30.12.2018].
• [13] Taylor R. G., Technical Compressed Air Foam Systems inLimited Staffing Conditions, Report 98. Morristown Fire Bureau –Morristown, New Jersey, 1998, 75–112.
• [14] Zalesov S. V., Godovalov G. A., Krektunov A. A., Opletaev A. S., Novyjsposob sozdaniya zagraditelnyh i opornyh protivopozharnyh polos, „Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta” 2014, 3, 90–94.
• [15] Zalesov S. V., Godovalov G. A., Krektunov A. A., Sistema pozharotusheniya NATISK dlya ostanovki i lokalizacii lesnyh pozharov, „Sovremennyeproblemy nauki i obrazovaniya” 2014, 3, 37–42.
• [16] Zalesov S. V., Godovalov G. A., Krektunov A. A., Ispolzovanie sistemy pozharotusheniya NATISK pri likvidacii torfyanyh pozharov, „Lesa Rossii i hozyajstvo v nih” 2016, 1 (56), 4–10.
• [17] Huiqing L., Experimental study of foam generated by compressed air foam system, Beijing Forestry University, 2000, 105–111.
• [18] Michael A. L., Michael S., Patent No.: US 6,357,532 B1, Сompressed air foam systems, 2002.
• [19] Shahov S. M., Vinogradov S. A., Kodrik A. I., Titenko O. M., Vpliv kratnosti kompresijnoyi pini na dispersnist i stijkist, ”Problemi pozhezhnoyi bezpeki” 2019, 45, 27–33.
• [20] Shahov S. M., Vinogradov S. A., Kodrik A. I., Titenko O. M., Stilik I. G., Viznachennya zalezhnosti harakteristik kompresijnoyi pini, „Naukovij visnik NLTU Ukrayini, 2019, 5, 103–106.
• [21] DSTU 3789:2015. Pozhezhna bezpeka. Pi`noutvoryuvachi` zagal`nogo priznachennya dlya gasi`nnya pozhezh, DP UkrNDNCz, Kiyiv 2016, 67.
• [22] 146. GOST R 50588–2012. Naczional`ny`j standart Rossijskoj Federaczii. Penoobrazovateli dlya tusheniya pozharov, Standartinform, Moskva 2012, 29.
• [23] Shahov S. M., Vinogradov S. A., Kodrik A. I., Titenko O. M., Viznachennya vognegasnoyi efektivnosti kompresijnoyi pini pid chas gasinnya neyu tverdih goryuchih rechovin, „Problemi pozhezhnoyi bezpeki” 2019, 46, 199–205.
• [24] Shahov S. M., Vinogradov S. A., Kodrik A. I., Titenko O. M., Viznachennya pokaznika vognegasnoyi zdatnosti kompresijnoyi pini, „Problemi pozhezhnoyi bezpeki”, 2019, 41, 199–205.
• [25] Wang X., Liao Y. & Lin L., Experimental study on fire extinguishing with a newly prepared multi-component compressed air foam, “Chin. Sci. Bull.” 2009, 54, 492–496.
• [26] Lu Q., Bao Zh., Chen T., Zhang X., Fu X., Experimental study on the performance of class A foam in extinguishing class A fires, “Fire Science and Technology” 2013, 2, 337–389.
• [27] Rappsilbera T., Belowb P., Krügera S., Wood crib fire tests to evaluate the influence of extinguishing media and jet type on extinguishing performance at close rang, “Fire Saftey Journal” 2019, 106, 136–145, https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2019.04.014.
• [28] Shahov S. M., Rozrobka eksperimentalnoyi ustanovki dlya provedennya doslidzhen vlastivostej kompresijnoyi pini, Problemi ta perspektivi zabezpechennya civilnogo zahistu, Sbirnik tez dopovidej Mizhnar. nauk–prakt. konf., Harkiv 2019, 185.
• [29] DSTU 3675–98. Pozhezhna tehnika. Vognegasniki perenosni. Zagalni tehnichni vimogi ta metodi viprobuvan, 1999.