Российские учёные предложили новый способ тушения и локализации лесных пожаров. Основой метода является взрывное дробление капель жидкости с включениями в виде твёрдых непрозрачных частиц. По словам разработчиков, такой способ поможет эффективнее расходовать воду.
Учёные поясняют, что в небольшой неоднородной капле на границе между жидкостью и твердой частицей при высокотемпературном нагреве происходит практически мгновенное парообразование, которое провоцирует маленький взрыв. В результате образуются мелкие капельки, увеличивается площадь поверхности испарения, а значит – больше тепловой энергии огня преобразуется в пар. Благодаря этому снижается время тушения пожара и объём использованной воды.
Для тушения крупных пожаров используется авиация. Самолёт забирает воды и сбрасывает её, в результате чего заливается территория при минимальном эффекте подавления горения в целом. Поток воды состоит из крупных капель, успевающих преобразовать тепловую энергию огня в пар. Почти 90% воды уходит в почву, а противопожарный эффект от сброшенного объема, как правило, не оправдывает затраты на его транспортировку в места ЧС.
Учёные уверены, что тушение будет эффективнее, если подавать воду в виде капель. При этом поверхность испарения увеличится, ускорится парообразование. Однако мелкие капли уносит потоком нагретого воздуха, так что они просто не долетают до очага возгорания.
По словам специалистов, необходимо, чтобы достаточно большая капля при попадании в пламя раздробилась до определённого размера и испарилась. Добиться этого можно с помощью взрывной фрагментации жидкости, которая обволакивает твердую частицу в капле.
В ходе эксперимента учёные добавили в капли частицы графита, которые заняли 50-70% объёма капли. Когда капли сильно нагреваются до типичных температур в очагах возгорания, минерал прогревается быстрее в силу своих теплофизических и оптических свойств. Поэтому на границе между частицей и водой образуется пар. При этом площадь поверхности воды увеличивается в 3-15 раз, а значит, увеличивается и поверхность испарения. Это может значительно снизить время тушения пожара и необходимое количество воды минимум на треть по сравнению с использованием воды без примесей.
Учёные называют главной задачей исследования найти решение, при котором дробление неоднородной капли будет происходить в полете в течение короткого промежутка времени – в районе 1 секунды. Сейчас фрагментация при стационарном закреплении в высокотемпературной среде длится 2-3 секунды.
Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter