0
47270
Газета Печатная версия

28.06.2023 09:00:00

Пожары потушат «горючим льдом»

Томские исследователи экспериментируют с газовыми гидратами

Тэги: Наука и университеты, томск, пожар, тушение пожара, техника, технологии

Читайте также:


Наука и университеты, томск, пожар, тушение пожара, техника, технологии Ученые разработали различные образцы «горючего льда». Фото с сайта www.tpu.ru

При тушении пожаров главное – снизить температуру, вытеснить кислород из зоны горения и предотвратить доступ продуктов сгорания в окружающую среду. Сегодня в этих целях широко используются газовые, жидкостные и пенные системы. Основным сырьем для успешной ликвидации возгорания являются лед, вода и инертный газ. Все эти компоненты есть в составе газовых гидратов. Ученые лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета доказали противопожарную эффективность этого химического соединения.

Газовые гидраты – кристаллические соединения из воды и газа в ледяной и водной оболочке. Их добывают со дна морей и океанов и называют замерзшим топливом будущего – «горючим льдом». Но оказывается, что они также эффективны и в целях пожаротушения и локализации возгораний. Это доказали ученые Томского политехнического университета. «Инертный газ вытесняет кислород из зоны горения, а лед позволяет снизить температуру в очаге пожара и прекратить распространение фронта горения», – пояснил руководитель лаборатории тепломассопереноса, профессор Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Томского политехнического университета Павел Стрижак.

Для проведения исследований в Томском политехе создали системы по изготовлению искусственных гидратов из метана, пропана, этана, изопропанола, углекислого газа и фреона. В одной из установок 100 г гидрата с концентрацией газа 13–26% выращивают в ледяном каркасе за двое-трое суток. В другой производство 250–300 г гидрата с концентрацией 9–10% занимает до 40 минут, он образуется на внутренних стенках устройства. Ученые также работают над созданием мультигидратов, состоящих из двух или трех газов, – им можно задавать определенные свойства, что позволит увеличить эффективность действия, например, при тушении пожаров.

Теплоэнергетики провели более 200 экспериментов, которые показали эффективность применения газовых гидратов для борьбы с огнем. Политехники занимались локализацией и подавлением горения древесины, керосина, бензина, дизельного топлива, спирта, сырой и очищенной нефти, индустриальных масел, разных марок угля, отходов углеобогащения и природных газовых гидратов метана.

Исследователи воспроизвели условия возгорания в наиболее распространенных ситуациях: неосторожное обращение с огнем, нарушение правил эксплуатации нагревательного оборудования, замыкание электрических сетей и локальные источники пожара. Опыты проводились как с очагами в помещениях, так и на открытой местности.

«Мы установили, что для блокирования и подавления горения в состав гидрата должен входить инертный газ, – рассказал инженер-исследователь Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета Никита Шлегель. – Самые доступные по стоимости и эффективности – углекислый газ и фреон. Эксперименты проводились с газовым гидратом в форме порошка и таблетированных образцов. Его мы сбрасывали на очаг горения сверху и делали из него заградительную полосу. Результаты показали эффективность технологии».

На основе экспериментальных данных ученые разработали физические и математические модели локализации и подавления горения разных веществ и материалов. Кроме того, начаты работы по созданию гидратов, в состав которых входят поверхностно-активные вещества. При диссоциации такой гидрат не только вытесняет кислород и снижает температуру, но и создает на поверхности горения пену – блокиратор кислорода, способствующий локализации горения и термического разложения материала.

Помимо этого, политехники разрабатывают технологии для транспортировки, хранения и подачи гидрата в зону горения. В будущем ученые планируют разработать устройства, в которых получаемый гидрат при соприкосновении с горящим материалом будет эффективно блокировать и локализовать горение.

«Стоит уточнить, что это ранние стадии исследования и работы проводятся с малыми очагами возгораний и гидратов. Главная задача – доказать эффективность технологии», – отметил Никита Шлегель. «Основная причина, почему газовые гидраты до сих пор не используют для тушения пожаров, – отсутствие данных о том, в каких условиях горения они эффективны, и технологий для транспортировки, хранения и подачи гидрата в зону горения, – уточнил Павел Стрижак. – Сейчас эти вопросы носят основной научный и практический интерес, и именно этим заняты ученые нашей лаборатории».

Исследования проводятся в Томском политехническом университете по программе «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты». Это лишь одно из многих научных направлений, которыми занимается данный вуз. Абитуриенты, желающие в будущем принять участие в подобных разработках, могут воспользоваться сервисом «Поступление в вуз онлайн» на портале «Госуслуги».


Читайте также


Новые технологии «Роснефти» позволяют сберегать воду

Новые технологии «Роснефти» позволяют сберегать воду

Елена Крапчатова

Правильное управление ценнейшим ресурсом Земли помогает повышать эффективность производственных процессов

0
1224
Столица наращивает производство лекарств

Столица наращивает производство лекарств

Андрей Гусейнов

В особой экономической зоне «Технополис Москва» завершается строительство крупного завода по выпуску фармпрепаратов

0
1202
Константин Ремчуков. Через 15 лет доля Китая на рынке редкоземельных металлов упадет с нынешних 62% до 23%

Константин Ремчуков. Через 15 лет доля Китая на рынке редкоземельных металлов упадет с нынешних 62% до 23%

Константин Ремчуков

Мониторинг ситуации в КНР по состоянию на 24.03.25

0
6059
Сотворение обитаемого Марса – руководство пользователя

Сотворение обитаемого Марса – руководство пользователя

Александр Майборода

Возможно ли быстрое терраформирование Красной планеты с заменой атмосферы из углекислого газа на кислородную

0
8169

Другие новости