Реферат: Средства пожаротушения

Успехи, достигнутые наукой в XVIII в., оказали огромное влияние на развитие средств пожаротушения. В XIX - начале XX вв. создаются принципиально новые составы, намного превосходящие по эффективности воду. Большинство из них было разработано в России. В 1815 г. русский ученый С.П. Власов подает министру народного просвещения России графу Разумовскому три докладные записки, в которых рассматривались новые огнетушащие составы. В первой из них он предлагает использовать в борьбе с огнем отходы мыловаренных заводов как активные реагенты. По его мнению, этот способ “относительно издержек малозначащ и состоит главнейше в перемене воды на жидкость, нарочно для сего намерения долженствующую быть из известных мне веществ составляемых”. Основная мысль второй докладной заключалась в том, что при тушении пожара по предлагаемому способу происходит “воспрепятствование прикосновения воздуха к горящему телу”. В этом же документе автор предлагает для тушения использовать более дешевую и эффективную смесь из раствора квасцов и обыкновенного поташа в воде. Первый состав Власова - растворы хлористого и сернокислого калия и сульфата железа. Сернистые соли железа и щелочных металлов, впервые предложенные ученым, используются при тушении пожаров в качестве составных частей огнетушащих смесей и в наши дни. Второй состав содержал кислотную и щелочную составляющие, а третий - суспензию железного купороса и извести, которые предварительно подвергались мелкому помолу.

Какова же судьба докладных записок Власова? Адресованы они были министру народного просвещения графу Разумовскому, который, в свою очередь, доносил по их поводу императору Александру I: “...изобрел он весьма дешевый состав, который, будучи примешан к воде, производит сильнейшее действие при гашении огня и в пожарных случаях чрезвычайно скоро может потушить такой сильный огонь, который простою водою потушить нельзя. Для производства опыта над сим изобретением сделаны приготовления, но самый опыт еще не уличен в том предположении, что Вашему императорскому величеству может быть благоугодно будет удостоить оный своего присутствия”. Не стало “благоугодно”, и интересное предложение так и осталось нереализованным.

Новый метод русского ученого был прежде всего результатом его передовых взглядов на сам процесс горения и, как следствие, правильной постановки задачи: предотвратить или затруднить доступ кислорода к горящему очагу. Такая формулировка в технической литературе появилась значительно позже. Исследования Власова предвосхитили путь, по которому в дальнейшем пошли пожарные специалисты различных стран.

В 1819 г. русский ученый П. Шумлянский в своем труде “Дополнения к сочинению о способах против пожаров” впервые сформулировал идею о тушении с помощью инертных газов. “...Потребно следовательно иметь всегда в готовности состав, - писал он, - из коего могли бы мы по востребованию в том месте, где огонь открылся, произвести обильные тучи дыма и их по возможности не выпустить на самое короткое время...” А вот и рецепт первого такого состава: “самого низкого пороха мякоть, простая глина и вода в известной пропорции соединенные”.

Процесс образования большой концентрации дыма в зоне горения привлек внимание и самого эрцгерцога австрийского Карла. Он организовал проведение сравнительных испытаний тушения огня водой и дымом, выделяемым при горении рубленой соломы. Преимущество использования дыма Карл увидел в том, что предметы после ликвидации загорания оставались целыми, а не залитыми водой, как обычно. Поэтому на основании проведенных опытов для предотвращения потери важных бумаг, хранившихся в железных ящиках, и при пожарах превращавших в уголь их содержимое, Карл приказал посыпать помещения, где стояли сейфы с важными бумагами, слоем рубленой соломы.

Спустя почти 70 лет после опытов Шумлянского другой русский ученый М. Колесник-Кулевич дает научное обоснование метода газового тушения. Он приходит к выводу, что “для тушения пламени вещество должно быть газообразным или легко переходящим в газы”. В качестве одного из них он рассмотрел двуокись углерода. Имя этого ученого также связано и с научным обоснованием применения порошковых составов.

Вместе с созданием новых огнетушащих смесей изыскивались и новые формы их упаковки. Появляются огнетушащие коробки, глиняные бомбы, гранаты, различные патроны. Огнетушительные коробки, изобретенные в 1846 г. горным инженером Кюном из Саксонии, начинялись смесью серы (66 процентов), селитры (30 процентов) и угля (4 процента). При сгорании смеси выделялись газы, препятствующие развитию пламени. Техника применения была проста - коробки бросали в горящее помещение и плотно закрывали дверь. Таким способом рекомендовалось тушить огонь в хранилищах легковоспламеняющихся жидкостей, таких, как керосин, спирт и другие. В инструкциях особенно подчеркивалось, что в случае притока в помещение воздуха бросать коробки туда нецелесообразно. Гранаты изготавливались в виде сосудов из тонкого стекла и наполнялись растворами различных солей. Впервые они появились в 1871 г. в Америке, а затем в Англии, Франции и Германии. Составы растворов везде были разные. Емкость шаровидных гранат и бомб не превышала 0,5 -1,5л. Предприимчивые американцы благодаря рекламе сбывали огромные партии таких гранат. Их можно было увидеть повсюду. Но неосторожное обращение с ними приносило больше вреда, чем пользы. Разлетающиеся при разрыве осколки могли поразить и рядом стоящих людей. Осторожность требовалась при их перевозке и хранении. Употреблять гранаты рекомендовалось только в небольших помещениях. А главное, надо было точно попасть в очаг пожара, иначе содержимое гранаты не оказывало на огонь никакого воздействия.

Однако, как отмечалось в печати тех лет, ковш обыкновенной воды, выплеснутой на пламя, оказывался более эффективным. Разрекламированные гранаты, по утверждению специалистов, “...годились на все, что угодно, но не для тушения пожаров”. Кое-где полиция даже препятствовала их продаже. Кстати сказать, были попытки вместо стекла в качестве оболочки использовать резину, но эта идея не была доведена до промышленного применения. Среди метательных средств лучшими считались коробки или патроны Бухера, содержащие серу (36 процентов), селитру (59 процентов) и уголь (3 процента). Сюда же добавляли окись железа (1,25 процента).

Наряду с метательными устройствами в практике пожаротушения использовались и ведра особой формы, к которым в отдельных случаях придавался химический заряд. Эти емкости имели пирамидальную или конусообразную форму, а химическии заряд в момент их применения опускался через проем в боковой стенке.

Одновременно с появлением ручных огнетушителей стали создаваться целые пожарные отряды или дружины самокатчиков, основным вооружением которых были огнетушители. По сигналу тревоги они целым отрядом выезжали на велосипедах к месту пожара. Одним огнетушителем емкостью до трех литров можно было ликвидировать огонь на деревянных конструкциях площадью в 2000 квадратных сантиметров. Для керосина эта величина составляла 350 квадратных сантиметров.

13 ноября 1863 г. Российским патентным ведомством Д. Ляпунову была выдана первая привилегия на огнегасительный состав. Это был порошок, составленный из 5 частей нашатыря, 12 - поваренной соли и 3 - очищенного поташа. Такую смесь необходимо было растворять в воде, а затем насосом подавать в очаг пожара. Санкт-Петербургский брандмайор дал положительное заключение на новый порошковый состав.

Спустя десятилетие после выдачи первой привилегии количество патентованных средств резко возрастает. Предприимчивые иностранцы старались получить привилегии на свои составы в России и открыть здесь собственное производство, наживая на этом огромные барыши. Одним из таких предпринимателей был германский промышленник Шлиппе. В 1880 г. он получил привилегию на огнетушительный состав для патрона, состоящий из сернокислого натрия и натриевых квасцов. Выступая на химической секции Первого съезда русских деятелей по пожарному делу в июне 1892 г., А.Н. Кюн специально отметил, что цена этих патронов довольно высока. В конце прошлого века в России реализуется идея порошкового пожаротушения. Созданный Н.Б. Шефталем взрывной огнетушитель “Пожарогаз” заполнялся двууглекислой содой, квасцами или сернокислым аммонием с примесью к ним до 10 процентов инфузорной земли и такого же количества асбестовых очесов. Выпускался такой огнетушитель весом 4, 6 и 8 кг. Взрыв пороха наступал через 12-15 сек. после воспламенения бикфордова шнура, причем через каждые 3-4 сек. взрывались соединенные со шнуром хлопушки, предупреждавшие о скором наступлении взрыва.

Особую тревогу у пожарных вызывали загорания нефтепродуктов. Люди оказывались бессильными перед морем образующегося огня и старались лишь обеспечить защиту соседних строений и резервуаров. Тушить такое пламя было нечем. В 1899 г. к решению этой проблемы приступил А.Г. Лоран. Он родился в 1849 г. в Кишиневе, закончил Санкт-Петербургский политехнический институт, затем продолжил обучение в Париже, где получил диплом инженера-химика. После возвращения на родину Александр Григорьевич поселился в Баку и преподавал в гимназии. Его не раз поражала беспомощность людей при пожарах на нефтепромыслах, и Лоран поставил перед собой цель - найти “жидкость не слишком текучую и очень легкую”. Опыты, проведенные в конце 1902 и начале 1903 гг., дали благоприятные результаты. Новое средство для тушения горючих жидкостей было найдено. Для демонстрации своего изобретения Лоран поджигает в большой яме нефть с бензином и выливает туда несколько бочек подготовленного раствора. Через несколько секунд, как писали в отчетах очевидцы, поверхность горючей жидкости оказывалась накрытой компактной пеной. Пожар утихал. Вновь поджечь нефть не удалось, хотя в яму было сброшено несколько горящих факелов.

25 мая 1904 г. Лоран подает в Российское патентное ведомство заявку на “Способ тушения пожара”. В ней он писал: “...Горящая поверхность покрывается водным раствором каким-либо из общеизвестных гасительных препаратов не в виде жидкости, а в виде полужидкой пористой массы, получаемой путем вспенивания раствора в момент тушения огня”. В качестве вспенивающихся веществ Лоран советовал использовать лакрицу, альбумин, клей, мыльный корень. “Насыщая образованную пену каким-либо газом, не поддерживающим горение, ей можно придать еще большую огнегасительную способность”, - отмечал он. Автор изобретения разработал и два способа образования пены - механический и химический. Первый состоял в том, что вода или водяной раствор огнетушащих солей с примесью вспенивающегося вещества насыщался каким-либо газом, не поддерживающим горения, а затем нагнетался под давлением в герметичный сосуд. При выпуске воды из сосуда получалась обильная пена, которой можно не только покрыть горящую поверхность, но и охладить ее. Для второго способа Лоран предложил брать два раствора, один из которых содержал бы раствор углекислой среды, а второй - подкисленной воды. К одному из них добавлялось вспенивающее вещество, например, лакрица. Причем в раствор соды или кислоты ее надо было добавить всего 0,05 - 0,1 части на 100 частей раствора. При соединении жидкостей в момент их выпуска образовывалась обильная пена. Состав для получения химической пены в честь автора был назван “Лорантин”.

После пяти лет упорного труда 1 декабря 1904 г., выступая на заседании химического отдела Императорского Русского технического общества в Санкт-Петербурге, Лоран смог сказать: “Мое изобретение - тушение огня пеной - имеет два применения: тушение обычных пожаров и тушение горючих жидкостей, заключенных в хранилищах. Особое значение моей пене я придаю при употреблении ее в случае тушения пожаров горючих жидкостей, так как до сих пор не было известного средства, практически применимого для тушения таких жидкостей, горящих в открытых хранилищах большой площади”.

Председательствовавший на секции будущий академик Н.С. Курнаков поддержал идею Лорана. Однако реализовать ее в те времена в России оказалось весьма трудно. Попытки убедить чиновников в необходимости промышленного производства высокоэффективных средств тушения не увенчались успехом. И производство огнетушителей оставалось главным образом в руках различных иностранных фирм. Оно никем не регламентировалось, причем типы выпускаемых огнетушителей определялись не потребностями, а коммерческой выгодой. Поэтому Лоран совместно с Р.Л. Литхеном организовал в собственной мастерской, расположенной в Санкт-Петербурге, выпуск огнетушителей под названием “Эврика”. Первое время они изготовлялись из жести. Настольные огнетушители имели емкость 1 литр, настенные малые - 3 - 6 литров, большие - 6 литров, а заводские -12 литров. Для пожарных команд выпускались огнетушители емкостью 12 литров, они имели выкидной полуметровый рукав, а на 48 литров - с длиной рукава 8 м. Огнетушители Лорана показали высокое качество и имели немалый спрос. Однако кустарное производство было сопряжено с рядом технологических трудностей, которые в условиях мастерской невозможно было преодолеть.

Возлагая надежды на Русское акционерное противопожарное общество, Лоран передает изготовление огнетушителей администрации завода этого общества. Развернув бурную деятельность, его представители 22 июня 1907 г. показывают заинтересованным лицам возможность применения идеи Лорана не только в ручных огнетушителях, а и в более крупных единицах “пожарного обоза”. Правление общества соглашается выделить средства для постройки специального завода. Поэтому Лоран 10 декабря того же года передает авторское право на свое изобретение акционерному обществу. Однако дальше испытаний дело у общества не пошло, и Лоран 12 сентября 1908 г. подает прошение о переходе изобретения снова в свою собственность. Но попытка вновь наладить собственное производство не удалась.

Между тем известность пенного огнетушителя росла. На Международной строительно-художественной выставке, состоявшейся в Санкт-Петербурге в 1908 г., огнетушитель “Эврика” получает высокую оценку. Журнал “Пожарное дело” по этому поводу писал: “По наружному виду его можно отличить от других. Имеет цилиндрическую форму. Сделан из листового железа. Внутри 3 отделения: два из них наполнены различными химическими жидкостями, а третье - порожнее. Для приведения его в действие нужно перевернуть его вверх дном: тогда обе жидкости, вливаясь в третье пустое отделение, смешиваются в нем и моментально образуют пену в значительно большом объеме, чем соединившиеся жидкости”. Автор корреспонденции особо подчеркивал, что “успех тушения превосходит, по крайней мере, в 10 раз способы тушения водой. Этим аппаратом снабжены все пожарные части Санкт-Петербурга, не говоря о казенных и частных заводах, правительственных учреждениях, театрах, железных дорогах...”

Блестящие результаты огнетушитель “Эврика” (уже под названием “Лорантин”) показал и в ходе проведения в Санкт-Петербурге в 1909 г. сравнительных испытаний пенных и жидкостных огнетушителей немецких фирм “Минимакс” и “феникс”. Программой предусматривалось два вида испытаний: тушение деревянных конструкций и железнодорожного вагона. В первом виде испытаний разница во времени у всех огнетушителей была невелика: “Эврика” и “Феникс” показали время 15 сек., а “Минимакс” - 20 сек. Пожар в вагоне выявил победителей: “Эврика” потушила за 30 сек., “феникс” -за 95 сек., а “Минимакс” с задачей вовсе не справился. Получившие благодаря рекламе мировую известность немецкие огнетушители “Феникс” и “Минимакс” так и не смогли превзойти детище Лорана.

Высокие результаты “Эврика” показала и на испытаниях огнетушителей в Москве. Правда, по прочности и удобству использования “Эврика” заняла последнее, пятое место. После испытаний Лоран продает патент частному промышленнику Беленькому, который за короткий срок совместно с Г. Листом выпустил в Москве огнетушитель “Эврика-Богатырь”. Усовершенствовав его конструкцию, предприниматели расторгли договор с автором, и в 1911 г. Лоран продает патент на огнетушитель немецкой фирме “Залькоттен”. Дорогу пенному огнетушению, которое родилось в России, помимо царских чиновников, преграждали и конкурирующие фирмы. 19 июня того же года представитель фирмы “Минимакс” Э. Безенбрух обратился с письмом в совет Российского пожарного общества, в котором писал о непригодности огнетушителей “Эврика” и ходатайствовал о прекращении их выпуска...

Открытие Лорана имело огромное значение для всего мира. Широкое распространение химической и воздушно-механической пены как средства для тушения пожаров горючих жидкостей, стало возможным лишь благодаря изобретению нашего соотечественника.

Не менее важным было и изобретение русского инженера И.А. Вермишева. Во время пожара на Бакинских нефтепромыслах в 1893 г. он обнаружил, что в локализованном амбаре с нефтью произошло необычное явление - на поверхности горящей нефти вдруг местами начали лопаться огромные шары пара. Через несколько минут вся горевшая масса запенилась, перелилась через края амбара и потухла. Вермишев объяснил это явление кипением дождевой воды, за многие годы собравшейся на дне амбара. Это навело его на мысль использовать кипящую воду для тушения нефтепродуктов. Однако местные техники не поддержали Вермишева, решив, что суть заключается не в кипящей воде, а в паре, огнетушащие свойства которого давно известны. Не обратило внимание на это явление и Русское техническое общество, куда обратился автор. Несмотря на это, в 1896 г. Вермишев успешно использует кипящую воду для тушения пожара в Одесском порту. После этого изобретатель вновь настаивает на мнении, что “огнегасительная сила капли воды проявляется только в момент кипения”. Создается комиссия, проводятся сравнительные испытания тушения паром и кипящей водой, наглядно показавшие преимущество последней.

Однако дальше этого дело, к сожалению, не пошло. В 1900 г. Вермишев обращается к Д.И. Менделееву с просьбой подвергнуть критике предложенный способ тушения пожара и высказать свое мнение. Выдающийся ученый заинтересовался предложением инженера и после проведения проверочных опытов пришел к заключению, что в основе способа “лежит правильная идея”, а для внедрения надо провести крупномасштабные опыты. Менделеев дает автору рекомендательное письмо к Санкт-Петербургскому брандмайору, а затем и к вице-председателю Императорского пожарного общества. Технический отдел общества 4 ноября 1900 г. организовал сравнительные опыты по тушению нефти. В три ямы залили по 70 пудов нефти. Обыкновенной водой разгоревшаяся нефть была потушена за 30 сек., струей кипящей воды (от парового котла) - за 10 сек., а пульверизированной (распыленной)струей из брандспойта “Победа” - за 10 сек. При повторном испытании распыленной водой удалось потушить нефть за 7 сек. Расход воды для тушения пламени при использовании этого способа сокращался на треть.

Выступая на заседании химического отдела Российского технического общества 26 марта 1903 г. Н.А. Вермишев сказал: “...Если предположить, что будем пускать воду из водопровода через брандспойт не в виде сплошной струи, а разбивать каким-либо пульверизатором на мельчайшие капли, то, несомненно, эти капли, проходя через пламя горящего предмета, будут нагреваться значительно быстрее, чем частицы воды полной струи... Теоретически легко представить, что пульверизацией воды капли могут быть доведены до такой величины, при которой от соприкосновения их с поверхностью горения они успеют закипеть. ...Опыты открыли края завесы того будущего, которое ожидает пульверизация холодной воды в пожарном деле”.

Техническая реализация этой идеи тормозилась отсутствием надежного способа получения распыленной воды. Большой вклад в решение этой проблемы внесли работы русского исследователя из Санкт-Петербурга Ф.И. Шидловского. Проведенные им исследования показали, что наиболее приемлемый результат может быть получен при использовании распылителей, в основу которых положена идея турбины. Тонкая струя воды под давлением 5 - 6 атм., ударяясь в наклонные плоскости, приводит их во вращение. При этом сама вода превращается в тончайшую пыль, которая рассеивается в окружающее пространство за счет центробежной силы.

Реферат: Средства пожаротушения

Похожие рефераты: