Физический механизм и способ тушения жидких углеводородов модифицированными суспензиями воды с углеродными наноструктурами

Целью настоящей работы является определение механизма тушения жидких углеводородов и разработка способа их тушения водосодержащими суспензиями с УНС. В качестве наноматериалов, диспергированных в дистиллированную воду, использовались нефункционализированные (non-funct) и функционализированные многослойные углеродные нанотрубки (MWCNT), а также астралены (Astr). Экспериментальная часть включала определение pH суспензий; исследование наноструктур методом атомно-силовой микроскопии; измерение поверхностного натяжения суспензий; определение скорости их нагрева до температуры кипения, удельной теплоты парообразования; измерение времени тушения модельного очага класса В. Показано, что механизм тушения горящих жидких углеводородов суспензиями воды с УНС достигается за счет интенсификации процессов теплоотвода в зоне горения паров нефтепродуктов. Диспергирование малых концентраций УНС (MWCNT, Astr) 0,05–1,0 % об. в водосодержащие составы приводит к увеличению скорости нагрева до температуры кипения и более интенсивному парообразованию, улучшению огнетушащих характеристик при подаче распыленных капель суспензий в зону горения. В суспензиях DW + non-funct MWCNT и DW + MWCNT с концентрацией 0,8–1,0 % об. повышение огнетушащей эффективности достигается за счет увеличения удельной теплоты парообразования до 2300…2400 кДж/кг, для DW + Astr с концентрацией 0,2–0,5 % об. — 2400…2600 кДж/кг, для DW + Carbopol ETD 2020 + MWCNT с концентрацией 0,5–1,0 % об. — 1100…1400 кДж/кг. Зависимость времени тушения от скорости нагрева до температуры кипения имеет экстремум в интервале 5,5…6,5 °С/мин для суспензий DW+non-funct MWCNT и DW+MWCNT с концентрацией 0,8–1,0 % об., 5,5…6,5 °С/мин для DW+Astr с концентрацией 0,2–0,5 % об. и 6,0…8,0 °С/мин для DW + Carbopol ETD 2020 + + MWCNT с концентрацией 0,5–1,0 % об. Предложенный способ пожаротушения позволяет значительно повысить эффективность ОТВ на основе воды при тушении жидких углеводородов за счет интенсификации процессов испарения и охлаждения зоны горения.