Сучасний стан досліджень щодо способів та засобів генерації компресійної піни.

Abstract

У представленій статті проведено комплексний системний аналітичний огляд найбільш поширених у світовій практиці науково-прикладних підходів до процесу формування компресійної піни в системах типу CAFS (Compressed Air Foam Systems). Детально проаналізовано конструктивні особливості та фундаментальні гідродинамічні принципи функціонування основних типів пінозмішувальних пристроїв, що використовуються в сучасних технологіях пожежогасіння. Зокрема, розглянуто вертикальні, коаксіальні та Т-подібні змішувачі, а також статичні системи, оснащені різноманітними типами насадкових елементів. У ході дослідження виявлено та систематизовано ключові технічні недоліки існуючих рішень, значний гідравлічний опір статичних систем, прискорений механічний знос сітчастих елементів та схильність до засмічення. Ці фактори суттєво обмежують стабільність фізико-хімічних параметрів компресійної піни, її кратність та максимальну дистанцію ефективної подачі вогнегасної речовини. На основі результатів аналізу в роботі теоретично обґрунтовано інноваційний принцип безлопатевого генерування компресійної піни. В основу запропонованого методу покладено використання ефектів адгезії та тертя у граничному шарі робочого середовища, що реалізується за аналогією з принципом роботи турбіни Ніколи Тесли. Даний підхід є унікальним для галузі пожежної безпеки, оскільки дозволяє мінімізувати механічний вплив на структуру компресійнох піни під час її формування. У статті описано фізичний механізм роботи конструкції з перфорованим барабаном. Встановлено, що така конфігурація забезпечує високий ступінь гомогенності вогнегасної речовини завдяки кавітаційному подрібненню суміші в мікрошарах між дисками, стінками та в отворах перфорації. Визначено ключові експлуатаційні переваги розробленої технології, серед яких мінімальні гідравлічні втрати, підвищена надійність завдяки відсутності складних лопатевих механізмів та конструктивна універсальність. Результати дослідження підтверджують можливість ефективної інтеграції запропонованих генераторів у мобільні пожежні розрахунки та стаціонарні системи автоматичного протипожежного захисту об’єктів критичної інфраструктури, складських комплексів та підприємств нафтохімічної промисловості. Дана робота відкриває нові перспективи для створення обладнання нового покоління для ліквідації пожеж класів А та В.