Краткая информация о методике

расчета времени выхода огнетушащего вещества
для систем газового пожаротушения на основе хладонов и Novec 1230
под давлением газа-вытеснителя

При проектировании систем газового пожаротушения возникает задача определения времени выхода в помещение необходимого количества огнетушащего вещества (ОТВ) при заданных параметрах системы. Возможность проведения такого расчета позволяет подобрать оптимальные характеристики системы газового пожаротушения, обеспечивающей требуемое время выхода необходимого количества ОТВ.

В соответствии с п. 7.12.3* НПБ 88-2001* должна быть обеспечена подача не менее 95% массы газового ОТВ, требуемой для создания нормативной огнетушащей концентрации в защищаемом помещении, за временной интервал, не превышающий 10 с для модульных установок и 15 с для централизованных установок газового пожаротушения, в которых в качестве ОТВ применяются сжиженные газы (кроме двуокиси углерода).

В связи с отсутствием утвержденных отечественных методик, позволяющих определить время выхода ОТВ в помещение, была разработана данная методика. Эта методика позволяет с использованием компьютерной техники проводить расчет времени выхода ОТВ для случая, когда ОТВ находится в баллоне в жидком состоянии под давлением газа-вытеснителя (ГВ), обеспечивающего необходимую скорость выхода ОТВ из системы. При этом учитывается факт растворения ГВ в жидком ОТВ. Данная методика лежит в основе части компьютерной программы "ТАКТ-Газ", касающейся расчета систем газового пожаротушения на основе хладонов и Novec 1230.

Данная методика получила согласование ФГУ ВНИИПО МЧС России в части, касающейся пожаротушения хладонами.

Также, данная методика опубликована (в сокращенном виде) в издаваемом ФГУ ВНИИПО МЧС России журнале "Пожарная безопасность", № 4 за 2007 г, с. 38, в виде статьи:
С.Г. Цариченко, д-р. техн. наук, зам. нач. НИЦ НТ и Р, нач. отд. (ФГУ ВНИИПО МЧС России),
С.А. Пастон, канд. физ.-мат. наук, доц. (СПбГУ),
А.Р. Пастон, зам. дир. по науке (ООО ТАКТ),
С.А. Жаров, канд. техн. наук, доц.,
А.В. Куянов, адъюнкт (СПбУ ГПС МЧС России),
"Расчет времени выхода огнетушащего вещества для систем газового пожаротушения на основе сжиженных газов под давлением газа-вытеснителя".

Основные идеи и область применения

В системе газового пожаротушения на основе хладонов и Novec 1230 при движении ОТВ по трубам происходит частичный переход в газообразную форму растворенного в жидкости ГВ, а также частичное испарение самого ОТВ, т. е. происходит вскипание жидкости в процессе ее течения. Это приводит к тому, что плотность возникающей газожидкостной смеси оказывается существенно отличающейся от исходной плотности жидкости, что не дает возможности с достаточным успехом применять стандартные методы гидравлических расчетов, предполагающих, что текущая жидкость несжимаема.

В основе предлагаемого в данной методике описания рассматриваемого процесса лежит физическая модель течения сжимаемой жидкости через трубопровод переменного сечения (с возможными разветвлениями). Уравнение состояния (т. е. связь между давлением и плотностью) для этой сжимаемой жидкости определяется путем изучения процессов перехода в газообразную форму ГВ, растворенного в жидком ОТВ, и испарения ОТВ.

Для нахождения уравнения состояния, кроме знания стандартных, хорошо известных свойств используемых ОТВ и ГВ, необходимо также знать величину растворимости ГВ в жидком ОТВ. Следует отметить, что, как показывают расчеты, время выхода ОТВ не очень сильно зависит от величины растворимости. Это говорит о том, что, несмотря на то, что пренебрегать эффектом растворимости ГВ в жидком ОТВ нельзя, достаточно знать коэффициент растворимости с не очень большой точностью.

Поскольку предлагаемая модель оказывается в математическом отношении весьма сложной, проведение проверочных расчетов в ее рамках оказывается возможным только с использованием компьютерной техники.

В качестве примеров ОТВ, для которых применим данный метод проведения проверочного расчета, можно назвать хладоны 125, 218, 227еа, 318С, 13В1, а также Novec 1230. Роль ГВ при использовании этих хладонов обычно играет азот.

С подробностями можно ознакомиться в тексте методики.