Действующий
5.2 Определение поверхностного и межфазного натяжений и коэффициента растекания водного раствора пенообразователя
Измерение поверхностного и межфазного натяжений проводят методом "отрыва кольца" (метод Де-Нуи). После измерений вычисляют коэффициент растекания.
5.2.1 Поверхностное и межфазное натяжения пропорциональны усилию отрыва кольца от поверхности исследуемой фазы. Для определения усилия отрыва смоченного кольца применяют торсионные весы. Испытание проводят на экспериментальной установке (см. рисунок 1). Измерения проводят в стакане для жидкости, который устанавливают на полку штатива. Кольцо погружают и медленным вращением ручки измерительного барабана его поднимают до момента отрыва. Усилие в момент отрыва фиксируют делениями на шкале измерительного барабана. Соответствие количества делений поверхностному или межфазному натяжению раствора рассчитывают исходя из поверхностного натяжения гептана (при температуре 20°С поверхностное натяжение гептана составляет 20,29 мН/м). За результат испытаний принимают среднеарифметическое значение результатов трех испытаний.
Пенообразователь для подслойного тушения пожаров должен иметь положительный коэффициент растекания. Значение коэффициента растекания свидетельствует о пленкообразующей способности пенообразователя. Если в результате расчетов значение коэффициента растекания отрицательное, то пенообразователь не является пленкообразующим.
Рисунок 1 - Схема экспериментальной установки для определения поверхностного и межфазного натяжений раствора пенообразователя
Определение времени тушения подачей пены в слой горючей жидкости проводят на экспериментальной установке (см. рисунок 2).
Рисунок 2 - Схема экспериментальной установки для определения времени тушения гептана подачей пены в слой горючего
цилиндрическую горелку (модельный резервуар) из стали низкой прочности [толщина стенок
мм, внутренний диаметр
мм, высота
мм], с металлической трубкой для подачи пены в основание модельного резервуара и металлический поддон с высотой борта не менее 5,0 см;
мм, внутренний диаметр
мм, высота
мм], с металлической трубкой для подачи пены в основание модельного резервуара и металлический поддон с высотой борта не менее 5,0 см;
герметичный разъемный контейнер диаметром
мм, вместимостью
, с горловиной и герметично закрывающейся крышкой, с двумя штуцерами для подачи воздуха и отвода пены для контроля массы пены и подачи пены под действием давления воздуха;
мм, вместимостью
, с горловиной и герметично закрывающейся крышкой, с двумя штуцерами для подачи воздуха и отвода пены для контроля массы пены и подачи пены под действием давления воздуха;
трубопровод из эластичной трубки по ГОСТ 19034 с внутренним диаметром 3 - 5 мм и длиной 40 - 60 см для подачи пены от разъемного контейнера до металлической трубки и для подачи сжатого воздуха от компрессора к измерителю расхода воздуха и далее к разъемному контейнеру с пеной;
компрессор или иной источник сжатого воздуха, обеспечивающий давление воздуха не менее 2,0 м вод. ст. и расход не менее 4,0
;
;
электронные весы для определения массы пены, использованной для тушения, с погрешностью не более 0,01 г. Предел измерения до 1000 г с возможностью электронной компенсации промежуточных значений массы;
электромеханическое устройство для получения пены со съемным прозрачным стаканом и пропеллером, который полностью закрывается водным раствором объемом
. Вместимость съемного стакана с делением через каждый
должна быть
;
. Вместимость съемного стакана с делением через каждый
должна быть
;
измеритель расхода воздуха (ротаметр) по ГОСТ 13045 для измерения объемного расхода воздуха в диапазоне от 50 до 300
;
;
Подготовка лабораторного стенда для огневых испытаний пенообразователей при подаче пены в слой горючего в соответствии с рисунком 2.
Готовят рабочий раствор пенообразователя. В мерный цилиндр наливают установленный объем пенообразователя, и доводят объем рабочего раствора добавлением используемой воды до
. В горелку заливают горючее. Высота свободного борта горелки должна быть
мм. Зажигают жидкость в горелке. Время свободного горения горючей жидкости
с. Полученный раствор пенообразователя заливают в стакан прибора электромеханического устройства (миксера). В течение 30 с получают пену. Пену заливают в разъемный герметичный контейнер и, сняв крышку, устанавливают на весы. Полученное значение массы заносят в журнал. Включают устройство для подачи сжатого воздуха. Предварительно регулировочным вентилем устанавливают поплавок ротаметра в положение, соответствующее интенсивности подачи пены
, и плотно закрывают разъемный контейнер с пеной. Пена под действием сжатого воздуха поступает через трубопровод в нижнюю часть горелки, непосредственно в горючую жидкость. Началом отсчета времени тушения является момент, когда первая порция пены появится на поверхности горючего, а окончанием - полная ликвидация пламени, включая исчезновение язычков пламени вдоль борта. За результат измерения принимают среднеарифметическое трех значений времени тушения.
. В горелку заливают горючее. Высота свободного борта горелки должна быть
мм. Зажигают жидкость в горелке. Время свободного горения горючей жидкости
с. Полученный раствор пенообразователя заливают в стакан прибора электромеханического устройства (миксера). В течение 30 с получают пену. Пену заливают в разъемный герметичный контейнер и, сняв крышку, устанавливают на весы. Полученное значение массы заносят в журнал. Включают устройство для подачи сжатого воздуха. Предварительно регулировочным вентилем устанавливают поплавок ротаметра в положение, соответствующее интенсивности подачи пены
, и плотно закрывают разъемный контейнер с пеной. Пена под действием сжатого воздуха поступает через трубопровод в нижнюю часть горелки, непосредственно в горючую жидкость. Началом отсчета времени тушения является момент, когда первая порция пены появится на поверхности горючего, а окончанием - полная ликвидация пламени, включая исчезновение язычков пламени вдоль борта. За результат измерения принимают среднеарифметическое трех значений времени тушения.
°С;
°С.
, (1)
- поверхностное натяжение н-гептана при 20°С, равное 20,29 мН/м;
- поверхностное натяжение рабочего раствора пенообразователя, мН/м;
- межфазное натяжение на границе н-гептана и раствора пенообразователя, мН/м.