Анотація до роботи:

Ємець А. О. Аналіз і обґрунтування умов гасіння пожеж в закритих приміщеннях суден водними вогнегасними речовинами. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.02 – пожежна безпека. Український науково-дослідний інститут пожежної безпеки МНС України, Київ, 2003.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове розв'язання наукового завдання обґрунтування умов ефективного гасіння пожеж у закритих приміщеннях суден за рахунок застосування в системах їх протипожежного захисту технології тонкого розпилення водних вогнегасних речовин.

Із застосуванням розроблених математичних моделей та запропонованих комп’ютерних програм їх чисельного вирішення розраховано та експериментально підтверджено умови ефективного розпилювання водних вогнегасних речовин відцентровими форсунками, а також необхідні умови для ефективного гасіння пожеж класу В у закритих приміщеннях суден подаванням тонкорозпилених ВВР в їх об'єми.

Встановлено підвищену інгібірувальну і вогнегасну ефективність тонкорозпиленої морської води, а також розчинів хлоридів натрію і калію та нітрату калію на ії основі у порівнянні з прісною водою.

Обґрунтовано основні технічні вимоги та метод розрахунку систем пожежогасіння закритих суднових приміщень водними вогнегасними речовинами об’ємним способом.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове розв'язання наукового завдання обгрунтування умов ефективного гасіння пожеж у закритих приміщеннях суден за рахунок застосування в системах їх протипожежного захисту технології тонкого розпилення водних вогнегасних речовин.

Основні висновки за дисертацією такі:

1.Проведений за літературними даними аналіз статистики аварій, а також існуючих систем протипожежного захисту суден показав недостатню ефективність роботи установок газового, водяного та водопінного пожежогасіння, передбачених за проектною документацією, що значною мірою зумовлено реалізацією лише одного, рідше двох ефектів дії вогнегасних речовин на полум'я та газоповітряне середовище, зокрема охолоджувального для води, ізолювального та охолоджувального для піни, а також інгібірувального та флегматизувального для газових вогнегасних речовин. Одним із шляхів підвищення ефективності гасіння пожеж у суднових приміщеннях може бути застосування технології тонкого розпилення та розподілу в об'ємах їх закритих просторів водних вогнегасних речовин (ВВР) з реалізацією одночасного комбінованого прояву охолоджувального, інгібірувального та флегматизувального ефектів;

2. Розроблено і запатентовано в Україні спосіб заповнення вільного простору закритого суднового приміщення краплинами розпиленої ВВР за допомогою блоків спеціальних форсунок відцентрового типу, зорієнтованих по факелу горизонтального розпилення;

3. Розроблено математичну модель утворення і розподілу в об'ємі закритого приміщення краплин ВВР, розпилених відцентровими форсунками, як систему диференційних рівнянь, а також комп’ютерну програму, яка з застосуванням методу Рунге-Кута четвертого порядку дозволяє розраховувати дисперсність краплин, геометричні параметри факелу розпилення та концентрацію ВВР у ГПС приміщення в залежності від основних параметрів форсунок, тиску перед ними та фізичних характеристик ВВР. Адекватність моделі підтверджено експериментальними даними за критерієм Фішера. Визначено, що за тиску перед форсунками в межах від 0,8 до 3,0 МПа, значеннях кореневого кута розпилення в діапазоні від 10 до 100 градусів, діаметрах вихідних сопел форсунок у межах від 0,4 до 0,7 мм генеруються факели розпилення ВВР із середнім діаметром краплин у діапазоні від 100 до 300 мкм;

4. Розроблено математичну модель як систему диференційних рівнянь, яка описує процес тепломасообміну між краплинами різної дисперсності розпиленої ВВР та ГПС із урахуванням зміни тепловиділення з вогнища пожежі. Запропонована комп’ютерна програма чисельного вирішення моделі з застосуванням методу Рунге-Кута четвертого порядку дозволяє розраховувати середньооб'ємну температуру і масу водяної пари в ГПС закритого об'єму приміщення, а також об'ємну концентрацію ВВР у залежності від дисперсності її краплин, інтенсивності та тривалості подавання ВВР. Адекватність моделі підтверджено експериментальними даними за критерієм Фішера. Розраховано та експериментально підтверджено натурними вогневими випробуваннями у закритому приміщенні об'ємом 93,5 м³ ефективне гасіння макетних вогнищ пожежі класу В із застосуванням води з середнім діаметром краплин 140 мкм за інтенсивності подавання 0,016 кг/(м³с). Гасіння досягається за проміжок часу, що не перевищує 60 с, при цьому середньооб'ємна температура ГПС знижується з 473 К до 310 К;

5. Із застосуванням методу оптичної спектроскопії за зміною інтенсивності випромінювання ОН-радикалів полум'я досліджено інгібірувальну, а натурними вогневими випробуваннями вогнегасну ефективність тонкорозпилених прісної та морської води, а також розчинів хлоридів натрію і калію та нітрату калію на їх основі в залежності від концентрації. Встановлено, що для досліджених ВВР ряд ефективності має вигляд:

20%NaCl > 20%KCl > 20%KNO₃ > 15%NaCl > 15%KCl > 15%KNO₃ > 10%NaCl 10%KCl > >10%KNO₃ > морська вода > прісна вода;

6. На підставі проведених досліджень розроблено основні технічні вимоги до проектування СГВВРОС, а саме: середній діаметр краплин у межах від 100 до 150 мкм, інтенсивність подавання ВВР не нижче 0,032 кг/(м³с), тривалість подавання не менше 120 с. Як ВВР можна застосовувати прісну, морську воду та розчини в них хлоридів калію, натрію або нітрату калію з концентрацією не вище 20%. Для розпилення ВВР встановлено можливість застосовування блоків форсунок відцентрового типу з діаметром сопел у межах від 0,4 до 0,7 мм, запропоновано графоаналітичний метод розрахунків блоків таких форсунок. Розроблено метод розрахунку систем пожежогасіння для закритих суднових приміщень із застосуванням технології тонкого розпилення ВВР, який апробовано і впроваджено шляхом створення тренажера для відпрацювання дій екіпажів суден і курсантів при боротьбі з пожежею на таких об'єктах.

Основні положення дисертації опубліковано в роботах:

1. Емец А.А. Моделирование процессов массотеплообмена при подаче распылённой воды в помещение с очагом пожара // Вестник СевГТУ. Сер. Механика, энергетика, экология. – Севастополь, 1999. – Вып. 16. – С. 86 – 89.

2. Емец А.А. Критерий “Человек – техника” при оценке систем пожаротушения // Вестник СевГТУ. Сер. Философия и политология. – Севастополь, 1999. – Вып. 17. – С. 67 – 69.

3. Емец А.А., Емец Е.А. Использование тонкораспылённой воды для тушения пожаров на АЭС // Сб. научных трудов СИЯЭИП. – Севастополь, 1999. – Вып. 2. – С. 26 – 29.

4. Емец А.А. Методика расчёта расхода пароводяной смеси при тонком распылении воды в помещении // Вестник СевГТУ. Сер. Механика, энергетика, экология. – Севастополь, 2000. – Вып. 23. – С. 203 – 207.

5. Головин В.И., Емец А.А. Математическая модель тушения пожара в отсеках кораблей при тонком объёмном распылении воды // Науковий вісник УкрНДІПБ: Науковий журнал. – Київ, 2001. – № 3. – С. 49 – 53.

6. Головин В.И., Емец А.А. Методические рекомендации по расчёту системы тушения пожаров тонкораспылённой водой для корабельных помещений // Науковий вісник УкрНДІПБ: Науковий журнал. – Київ, 2002. – № 2(6). – С. 150 – 153.

7. Емец А.А., Антонов А.В. Исследования ингибирующей способности морской воды // Науковий вісник УкрНДІПБ: Науковий журнал. – Київ, 2002. – № 2(6). – С. 154 – 156.

8. Патент України 31 560А, МКІ А 62С 2/00 Спосіб об’ємного гасіння пожежі / О.А. Ємець, А.О Ємець.- Надрук. в Бюл., 15.12.2000. - №7 – II.