ЭЛЕКТРИЧЕСТВО КАК НОВЫЙ СПОСОБ ТУШЕНИЯ ОГНЯ

ELECTRICITY AS A NEW WAY TO EXTINGUISH FIRE

Denis Saltykov

cadet, Department safety in ES, fire safety training direction Ural Institute of the State Fire Service of the Ministry of Emergencies of Russia

Russia, Yekaterinburg

Nikita Urusov

cadet, Department safety in ES, area of study fire safety Ural Institute of the State Fire Service of the Ministry of Emergencies of Russia

Russia, Yekaterinburg

Boris Budanov

Senior Lecturer, Department safety in ES, Ural Institute of State Fire Service of EMERCOM of Russia

Russia, Yekaterinburg

АННОТАЦИЯ

На очередном заседании Американского химического общества учёные из Гарварда рассказали о своих экспериментах по борьбе с огнём при помощи электрического тока.

«Контролировать пламя – сложно, но наше исследование показало, что приложением сильного электрического поля можно подавить распространение огня очень быстро», — сказал изобретатель Лудовико Кадемартири.

ABSTRACT

At a regular meeting of the American chemical society, scientists from Harvard told about their experiments on fighting fire with electric current.

"Controlling a flame is difficult, but our research has shown that applying a strong electric field can suppress the spread of fire very quickly," said inventor Ludovico Cademartiri.

Ключевые слова: электрический ток, электрическое поле.

Keywords: electric current, electric field.

Аспиранты и исследователи из Гарвардского университета выявили большое количество научных работ, исследующих воздействие электричества на огонь. В некоторых гласит, что заряд может погасить пламя. Но никто из учёных так и не взялся изучать данное явление в целях пожаротушения.

Причём лучший эффект, как выяснилось, достигается с сильным магнитным полем. Предшественники Кадемартири использовали сравнительно слабые и постоянные поля, и потому не могли увидеть, насколько эффективной будет способность подавления огня.

Чтобы достичь результата, инженеры-механики подключили устройство, напоминающее стержень, к усилителю мощностью 600 ватт с рабочим напряжением 40 кВт. С помощью такой системы исполнителям опыта удалось сбить пламя высотой 35-55 сантиметров. В дальнейших опытах был тот же результат.

Что именно происходит с огнем под воздействием электрического тока, инженеры до конца не выяснили. По их соображениям, сильное электрическое поле (в десятки тысяч киловольт), формируемое «волшебной палочкой», скорее всего, влияет на заряженные частицы внутри пламени (сажу, ионы и электроны) и заставляет их двигаться. А эти частицы, в свою очередь, воздействуют на потоки газа в пламени, изменяют его стабильное состояние и в конце концов отделяют огонь от его горючей нагрузки.

Американские учёные мечтают о том, что рано или поздно «электрическим лучом» можно будет проделывать отверстия (коридоры) в стене огня, чтобы открывать проход пожарным и пострадавшим.

Окончательным результатом исследования может стать заплечный ранец-огнетушитель для спасателей (силовая установка будет располагаться внутри) или же электрические потолочные «разбрызгиватели», вроде водяных спринклеров, что используются в системах пожаротушения зданий.

Что немаловажно, тушить возгорания при помощи исследуемой технологии можно будет издалека, а это не только обезопасит пожарных, но и избавит спасателей от необходимости в подвозе воды и прочего ПТВ к месту пожара. Или, во всяком случае, традиционных средств пожаротушения потребуется меньше, чем раньше.

Кадемартири и его коллеги видят и другое применение своему открытию: с его помощью можно будет контролировать горение в двигателях, на электростанциях, а также в сварочных аппаратах и газовых резаках.

В любом случае Лудовико ещё намерен выяснить, как описанный эффект зависит от масштабов пламени, как потоки заряженных частиц влияют на пламя, кинетику химических реакций в зоне горения и перераспределение потоков тепла.

Радиционно пламя (пожар) тушат с использованием внешних пенообразующих веществ. В результате применения в известных способах значительного количества расходных материалов для образования пены затраты на тушение пожаров велики, эффективность тушения зачастую низка, а материальным ценностям и материалам при таком способе тушения наносится существенный урон. Кроме того, эти способы не позволяют надежно предотвратить возникновение очага возгорания.

Для реализации предлагаемого способа в зоне пламени создают внешнее постоянное электрическое поле. Напряженность этого поля выбирают исходя из типа пламени и его интенсивности в пределах 2‑25 кВ/см.

Способ электрического подавления пламени основан на физическом эффекте отклонения пламени к одному из разноименных высоковольтных потенциалов внешнего электрического поля. Физическая сущность предложенного способа состоит в том, что любое пламя ионизировано, а значит, с помощью электричества можно управлять горением, в частности тушить пламя. Опыты показывают, что электрическое поле даже малой мощности может тушить пламя, причем на расстоянии и безопасно для человека. Горение – это сложнейший процесс. В его основе лежит физика протекания цепных реакций деления заряженных радикалов воспламененных веществ. Значит, электрическое поле при тушении пламени создает именно условия для прекращения протекания этих цепных реакций деления частиц горящего топлива.

Новая технология тушения пожаров привлекательна еще и тем, что при ее использовании тушить пожары можно будет издалека, что не только обезопасит пожарных, но и избавит их от необходимости постоянно подвозить воду и другие средства к месту пожара. Да и, по расчетам экспериментаторов, этот способ борьбы с огнем обойдется куда дешевле, чем все традиционные методы. Опять-таки, не придется расходовать драгоценную пресную воду, запасы которой на планете, как мы знаем, в последнее время сильно сократились.

Впрочем, исследователи отмечают, что тушение возгораний с помощью электрического тока уместно лишь в случае пожара на небольшом пространстве. Это сработает при возгорании внутри комнаты, автомобиля, самолета или подводной лодки. А вот с постоянно возникающими на территории США (да и других стран) лесными пожарами таким способом вряд лм удастся справиться.

Список литературы:

1. «Химия и жизнь» №2, Илья Абрамович Леенсон, 2011
2. Физико-химические основы развития и тушения пожаров.  С. А. Бобков, А. В. Бабурин, П. В. Комраков. Москва, 2014
3. Физико-химические основы развития и тушения пожара. Рашоян И.И. –Тольятти: 2013
4. Физико-химические основы развития и тушения пожаров. Тимофеева С.С., Дроздова Т.И., Плотникова Г.В., Гольчевский В.Ф. –Иркутск: 2013