Підвищення ефективності роботи систем водяного пожежогасіння шляхом використання гуанідинових полімерів

Автор(и)

  • Tatyana Maglyovana Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України вул. Онопрієнка, 8, м. Черкаси, Україна, 18034, Україна https://orcid.org/0000-0002-6780-9045
  • Taras Nyzhnyk Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-6499-0670
  • Serhiy Stas Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України вул. Онопрієнка, 8, м. Черкаси, Україна, 18034, Україна https://orcid.org/0000-0002-6139-6278
  • Denis Kolesnikov Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України вул. Онопрієнка, 8, м. Черкаси, Україна, 18034, Україна https://orcid.org/0000-0002-4068-3454
  • Tatyana Strikalenko Одеська національна академія харчових технологій вул. Канатна, 112, м. Одеса, Україна, 65039, Україна https://orcid.org/0000-0002-5836-6887

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.196881

Ключові слова:

полігексаметиленгуанідину гідрохлорид, водна вогнегасна речовина, пожежогасіння, гідродинамічна активність, ефект Томса

Анотація

Проведеними дослідженнями встановлено можливість отримання водних вогнегасних речовин, здатних знижувати гідравлічний опір (володіють ефектом Томса) шляхом використання гуанідинових похідних.

Для проведення експериментальних досліджень використовували катіонну поверхнево-активну речовину полігексаметиленгуанідину гідрохлорид молекулярною масою 10000–11000 а.о.м..

Показано, що додавання незначних концентрацій (0,03–0,290 %) полігексаметиленгуанідину гідрохлориду, що належить до IV класу токсичності та є ефективним інгібітором біокорозії, збільшує витрати водної вогнегасної речовини у 1,20–1,78 раз під час використання пожежного ствола РСК-50.

Експериментально встановлено збільшення витрат водної вогнегасної речовини полігексаметиленгуанідину гідрохлориду з дренчерних зрошувачів в діапазоні концентрацій (0,3-1,4 %) вздовж досліджуваного трубопроводу (1м та 13м) на 1,86–7,69 %. За цих умов можливим є підвищення величини тиску на 2–6 % в порівнянні з початковими значеннями.

Використаний полімер володіє властивостями «біологічно м’якої» поверхнево-активної речовини та відповідає високим екологічним вимогам охорони навколишнього середовища і раціонального використання природних ресурсів. Може бути використаний для розробки рецептур екологічно прийнятних водних вогнегасних речовин як підґрунтя їх застосування в практиці пожежогасіння.

Таким чином, є підстави стверджувати про можливість спрямованого використання солей полігексаметиленгуанідину гідрохлориду для зменшення гідравлічних втрат в системах водяного пожежогасіння. Це може бути використано для удосконалення інженерно-технічних заходів попередження та ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій

Біографії авторів

Tatyana Maglyovana, Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України вул. Онопрієнка, 8, м. Черкаси, Україна, 18034

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра фізико-хімічних основ розвитку та гасіння пожеж

Taras Nyzhnyk, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Serhiy Stas, Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України вул. Онопрієнка, 8, м. Черкаси, Україна, 18034

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра техніки та засобів цивільного захисту

Denis Kolesnikov, Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України вул. Онопрієнка, 8, м. Черкаси, Україна, 18034

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автоматичних систем безпеки та електроустановок

Tatyana Strikalenko, Одеська національна академія харчових технологій вул. Канатна, 112, м. Одеса, Україна, 65039

Доктор медичних наук, професор

Кафедра біоінженерії і води

Посилання

  1. Symonenko, A. P. (2012). Improving the efficiency of firefighting equipment by applying the hydrodynamic activity of water – soluble polymer compositions. Sb. nauchn. trudov Natsional'nogo universiteta grazhdanskoy zashchity Ukrainy «Problemy pozharnoy bezopasnosti», 32, 195–206.
  2. Stupin, A. B., Simonenko, A. P., Aslanov, P. V., Bykovskaya, N. V. (2001). Gidrodinamicheski-aktivnye kompozitsii v pozharotushenii. Donetsk: DonGU, 149.
  3. Simonenko, A. P., Sobko, A. Yu., Bykovskaya, N. V., Prohorenko, S. F. (2012). Primenenie gidrodinamicheski aktivnyh kompozitsiy dlya uvelicheniya propusknoy sposobnosti kanalizatsionnyh kollektorov i sistem vodootvedeniya v chrezvychaynyh situatsiyah. Visti Avtomobilno-dorozhnoho instytutu, 2 (15), 189–194.
  4. Yasnyuk, T. I., Vyazkova, E. A., Anisimova, E. Y. et. al. (2018). The use of water-soluble polymers to reduce the hydraulic friction resistance. The Eurasian Scientific Journal, 10 (3).
  5. Xi, L. (2019). Turbulent drag reduction by polymer additives: Fundamentals and recent advances. Physics of Fluids, 31 (12), 121302. doi: https://doi.org/10.1063/1.5129619
  6. Voulgaropoulos, V., Zadrazil, I., Le Brun, N., Bismarck, A., Markides, C. N. (2019). On the link between experimentally‐measured turbulence quantities and polymer‐induced drag reduction in pipe flows. AIChE Journal, 65 (9). doi: https://doi.org/10.1002/aic.16662
  7. Zhu, L., Bai, X., Krushelnycky, E., Xi, L. (2019). Transient dynamics of turbulence growth and bursting: Effects of drag-reducing polymers. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 266, 127–142. doi: https://doi.org/10.1016/j.jnnfm.2019.03.002
  8. Zhu, L., Schrobsdorff, H., Schneider, T. M., Xi, L. (2018). Distinct transition in flow statistics and vortex dynamics between low- and high-extent turbulent drag reduction in polymer fluids. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 262, 115–130. doi: https://doi.org/10.1016/j.jnnfm.2018.03.017
  9. Pereira, A. S., Thompson, R. L., Mompean, G. (2019). Common features between the Newtonian laminar–turbulent transition and the viscoelastic drag-reducing turbulence. Journal of Fluid Mechanics, 877, 405–428. doi: https://doi.org/10.1017/jfm.2019.567
  10. Benzi, R., Ching, E. S. C. (2018). Polymers in Fluid Flows. Annual Review of Condensed Matter Physics, 9 (1), 163–181. doi: https://doi.org/10.1146/annurev-conmatphys-033117-053913
  11. Valiev, M. I., Zholobov, V. V., Tarnovskiy, E. I. (2013). K voprosu o mehanizme deystviya vysokomolekulyarnyh polimernyh protivoturbulentnyh prisadok. Nauka i tehnologii truboprovodnogo transporta nefti i nefteproduktov, 3 (11), 18–26.
  12. Orlov, O. P. (2016). Fizicheskaya priroda yavleniya umen'sheniya soprotivleniya treniya v slabyh vodnyh rastvorah polimerov. Trudy Krylovskogo gosudarstvennogo nauchnogo tsentra, 92 (376), 59–92.
  13. Hydroquick System. AEG & Union Carbide (German & USA).
  14. Kostiuk, D., Kolesnikov, D., Stas, S., Yakhno, O. (2018). Research into cavitation processes in the trapped volume of the gear pump. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (94)), 61–66. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139583
  15. Nadtoka, O. M., Nyzhnyk, Yu. V., Fedorova, L. M., Marievskyi, V. F., Baranova, H. I., Nyzhnyk, T. Yu. (2006). Pat. No. 79720 UA. A method for obtaining polyguanidines. No. a200610366; declareted: 29.09.2006; published: 10.07.2007, Bul. No. 10.
  16. Mahlovana, T. V., Nyzhnyk, T. Yu., Zhartovskyi, S. V. (2017). Ekolohichni aspekty vykorystannia huanidynovykh polimeriv v umovakh nadzvychainykh sytuatsiy. Cherkasy: vydavets FOP Hordienko Ye.I., 210.
  17. Vointsev, I. I., Nizhnik, T. Yu., Strikalenko, T. V., Baranova, A. I. (2018). Anticorrosive properties of disinfectant reagents based on polyhexamethylene guanidine hydrochloride. Voda: himiya i ekologiya, 10-12, 99–108.
  18. Voropaev, G. A., Dimitrieva, N. F., Zagumenniy, Ya. V. (2013). Structure of a turbulent boundary layer at combined use of deformable surface and small concentrated polymer additives. Prykladna hidromekhanika, 15 (2), 3–12.
  19. Tsukahara, T., Motozawa, M., Tsurumi, D., Kawaguchi, Y. (2013). PIV and DNS analyses of viscoelastic turbulent flows behind a rectangular orifice. International Journal of Heat and Fluid Flow, 41, 66–79. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2013.03.011

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-02-29

Як цитувати

Maglyovana, T., Nyzhnyk, T., Stas, S., Kolesnikov, D., & Strikalenko, T. (2020). Підвищення ефективності роботи систем водяного пожежогасіння шляхом використання гуанідинових полімерів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(10 (103), 20–25. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.196881

Номер

Том 1 № 10 (103) (2020): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Tatyana Maglyovana, Taras Nyzhnyk, Serhiy Stas, Denis Kolesnikov, Tatyana Strikalenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.