Особенности подачи воды на пожаре в условиях низких температур

Зимой бесперебойная подача воды по рукавным линиям к месту ра­бот связана с большими трудностями, особенно в северных районах, где температура воды в водопроводе снижается до 0,5-1^оС, а в открытых во­доемах, реках и озерах — до 0°С. Иногда вода в рукавных линиях замерзает, так как отдает теплоту в окружающее пространство. Количество теряемой теплоты пропорционально разности температур воды и окружающего воз­духа и возрастает с уменьшением скорости движения воды. Таким образом, по мере движения воды по рукавной линии температура ее понижается. Особенно велика опасность замерзания воды в рукавной линии в начальный период работы насоса. При наружной температуре минус 40°С и ниже тем­пература стенок рукавов близка к температуре окружающего воздуха, и поступающая в них вода быстро охлаждается, превращаясь иногда в ледяную пастообразную массу ("шугу"), которая закупоривает линию и ствол. Чтобы избежать образования льда в рукавах, воду подогревают насосом. При работе насоса на максимальных оборотах и не полностью открытой задвижке напорного патрубка вода нагревается от трений в рабочем колесе и корпусе насоса. Степень нагрева зависит от количества воды, подаваемой насосом в рукавную линию, напора, развиваемого насосом, и температуры воздуха.

При работе на открытых водоисточниках целесообразно забирать воду с больших глубин, где температура ее несколько выше, чем в верхних слоях. Это позволяет подать воду на большие расстояния.

Значительные сложности возникают при подаче воды по рукавным линиям в условиях низких температур (-20°С и ниже). Температура воды в водоемах достигает 0,4°С. За время прохождения ее по всасывающему рукаву она понижается до 0°С, а в насосе снова повышается до 0,38-0,45°С. Падение температуры на каждые 100 м длины рукава на линии представлены в табл. 17. В этих условиях внутренняя поверхность рукава через 20-30 минут близка температуре окружающей среды, способствует появлению "шуги" и последующему прекращению подачи воды. Исследованиями, проведен­ными в различных регионах с низкими температурными режимами, полу­чены предельные длины по обледенению, после которой начинается ледообразование, возникают сопротивления, уменьшается расход пода­ваемой воды. То есть коэффициент использования рукавной линии будет равен:

К, = L_n/L_r

где L_n — предельная длина, м; L_r — длина рукавной линии в обычных условиях в зависимости от гидравлических характеристик, м.

Таблица 17. Среднее значение падения температуры воды на 100 м длины

Рукавной линии

Температура воздуха, °С	Диаметр рукавной линии, мм	Скорость ветра, м/с	е,°С
-31		0,5	0,18
		0,5	0,13-0,17
-40			0,7-1,4
-27		1,5	0,16-0,4
		1,5	0,16-0,4
-32			0,62-0,95

Таблица 18. Коэффициент использования рукавной линии в рабочих линиях на 3 рукава

Температура воздуха, °С	Скорость ветра, м/с	Ln	К
-20	0,5		0,89
		0,42
		0,36
-30	0,5		0,58
		0,28
		0,25
-40	0,5		0,44
		0,22
		0,19
-50	0,5		0,36
		0,17
		0,14

В табл. 18 даны значения К и Ln при заборе воды с открытого водо­источника и подачи ствола А и ствола Б по одной магистральной линии, проложенной из прорезиненных рукавов.

Известен ряд технических устройств, применяемых в пожарной охра­не для поддержания работоспособности рукавных линий. Это прежде всего, использование различных компактных источников тепла, паяльные лампы, факелы. Они наиболее часто используются для отогрева рукавной арматуры и других металлических частей насосно-рукавных систем. Используется также в качестве теплоносителя горячая вода и водяной пар. Предусмат­риваются также различные теплотехнические защитные устройства. Они все же малоэффективны и предназначены прежде всего для уборки замо­роженных рукавных линий.

Предотвратить обледенение напорной рукавной линии возможно и химическим способом, введением специальных веществ в воду, что позво­ляет снизить температуру ее кристаллизации. Однако этот способ приме­нения в пожарной охране не нашел. Перспективным считается введение в воду морозоустойчивых (-40, -50°С) пенообразователей, а также исполь­зование ультразвука.

Кроме того, от обледенения в пожарных рукавных линиях можно избавиться созданием определенных гидравлических параметров.

То есть созданием больших напоров воды в рукавных линиях, тем самым ниже будет температура кристаллизации.

Находит применение теплотехнический способ предотвращения обледенения.

Для эффективного его применения используют различные техничес­кие устройства (вставки), что позволяет поднять температуру воды, подаю­щуюся по напорным рукавным линиям на 1,1^оС-2.0°С. а это при прочих равных условиях увеличивает их длину в три раза. Кроме этого, в рукавной арматуре (соединительных головках) используются в качестве материала втулки полимеры, что позволяет в частности повысить теплоизолирующую способность рукавных головок.

Для более эффективной защиты рукавных разветвлений используется энергия паяльной лампы, при этом на разветвление одевается защитное устройство, благодаря чему удается избежать потерь какой-то части тепла, создаваемого паяльной лампой.