I. Cel ćwiczenia

Celem przeprowadzonego przez nas ćwiczenia było zbadanie trwałości piany ciężkiej wytworzonej ze środka pianotwórczego Extensid AFFF 3% oraz środka pianotwórczego Sthamex F-15.

II. Opis metody pomiarowej

Trwałość pian gaśniczych określa się na podstawie przebiegu wyciekania roztworu z próbki piany. Próbka umieszczona była w znormalizowanym naczyniu o objętości 1,6 dm³ (zgodnie z normą PN-EN 1568-3). Wyciekający roztwór zbieraliśmy do wyskalowanego cylindra.

Pomiary rozpoczęliśmy od napełnienia pianą pojemnika o znanej masie i objętości w celu wyznaczenia liczby spienienia. Następnie, po napełnieniu naczynia pianą, notowaliśmy sumaryczną objętość roztworu który wyciekł juz z piany. Pomiarów dokonywaliśmy w odstępach jednominutowych.

III. Obliczenia

Wyznaczenie liczby spienienia

Extensid AFFF 3% Sthamex F-15

m₁ = 141, 3 g  m₁ = 142, 1 g

m₂ = 497, 8 g  m₂ = 469, 5 g

m_p = m₂ − m₁ = 356, 5 g  m_p = m₂ − m₁ = 327, 4 g

V_W = 4100 cm³  V_W = 4100 cm³

$L_{s} = \frac{V_{w}}{m_{p}} = \frac{4100}{356,5} \approx 11,5$ $L_{s} = \frac{V_{w}}{m_{p}} = \frac{4100}{327,4} \approx 12,5$

Początkowa objętość roztworu zawartego w badanej próbce piany

Extensid AFFF 3%

$$V_{0} = \frac{V_{N}}{L_{\text{s\ }}} = \frac{1600\ \text{cm}^{3}}{11,5} = 139,13\ \text{cm}^{3}$$

Sthamex F-15

$$V_{0} = \frac{V_{N}}{L_{\text{s\ }}} = \frac{1600\ \text{cm}^{3}}{12,5} = 128\ \text{cm}^{3}$$

IV. Tabela wynikowa

Sthamex F-15 Extensid AFFF 3%

t [min]	V [cm^3]	V/V0 [%]	dV [cm^3]	dV/V0 [%]	t [min]	V [cm^3]	V/V0 [%]	dV [cm^3]	dV/V0 [%]
0	0	0,00	0	0,00	0	0	0,00	0	0,00
1	0	0,00	0	0,00	1	2	1,44	2	1,44
2	0	0,00	0	0,00	2	12	8,63	10	7,19
3	0	0,00	0	0,00	3	26	18,69	14	10,06
4	2	1,56	2	1,56	4	44	31,63	18	12,94
5	5	3,91	3	2,34	5	65	46,72	21	15,09
6	9	7,03	4	3,13	6	80	57,50	15	10,78
7	12	9,38	3	2,34	7	93	66,84	13	9,34
8	16	12,50	4	3,13	8	102	73,31	9	6,47
9	21	16,41	5	3,91	9	108	77,63	6	4,31
10	26	20,31	5	3,91	10	113	81,22	5	3,59
11	30	23,44	4	3,13	11	116	83,38	3	2,16
12	35	27,34	5	3,91	12	119	85,53	3	2,16
13	40	31,25	5	3,91	13	121	86,97	2	1,44
14	46	35,94	6	4,69	14	122	87,69	1	0,72
15	50	39,06	4	3,13	15	124	89,13	2	1,44
16	54	42,19	4	3,13
17	58	45,31	4	3,13
18	59	46,09	1	0,78
19	63	49,22	4	3,13
20	65	50,78	2	1,56
21	66	51,56	1	0,78
22	69	53,91	3	2,34
23	70	54,69	1	0,78
24	71	55,47	1	0,78

Sthamex F-15 Extensid AFFF 3%

W₅ = 3, 91 % W₅ = 46, 72 %

W_1/4 = 11, 5 min W_1/4 = 3, 5 min

W_1/2 = 19, 5 min W_1/2 = 5, 5 min

V. Wykresy

VI. Charakterystyka badanych środków

Extensid AFFF 3%

Producent: Minimax

Charakterystyka chemiczna: środek pianotwórczy

Temperatura krzepnięcia: -15 °C

Gęstość: 1,04 ± 0,02 kg/dm³

Liczba spienienia: 5-10

Zastosowanie: pożary klasy A i B (w szczególności pożary plastiku i olejów mineralnych)

Sthamex F-15

Producent: Dr. Sthamer Hamburg

Charakterystyka chemiczna: środek pianotwórczy

Postać: ciecz

Wartość pH: 6,5-8,5

Temperatura krzepnięcia: -15 °C

Gęstość: 1,03 ±0,02 kg/l

Lepkość: 20 °C ≤ 10 mm²/s

0 °C ≤ 20 mm²/s

-35 °C ≤ 35 mm²/s

VII. Wnioski końcowe

Celem naszego ćwiczenia było zbadanie trwałości ciężkiej piany gaśniczej wytworzonej ze środków pianotwórczych Extensid AFFF 3% oraz Sthamex F-15. Po przeprowadzeniu pomiarów, sporządzeniu wykresów i ich analizie możemy stwierdzić, że ilość roztworu, który wyciekł z piany wytworzonej z roztworu środka pianotwórczego Extensid AFFF 3% jest znacznie większa niż ilość roztworu który wyciekł z piany wytworzonej z roztworu środka pianotwórczego Sthamex F-15 (w przypadku środka Extensid AFFF 3% wyciekł praktycznie cały roztwór, natomiast w przypadku środka Sthamex F-15 wyciekło go niewiele ponad połowę). Z analizy wykresu szybkości wyciekania roztworu środka pianotwórczego z piany możemy stwierdzić, że w przypadku środka Extensid AFFF 3% maksymalna szybkość wyciekania zaistniała znacznie szybciej i miała kilkukrotnie większą wartość od szybkości wyciekania środka Sthamex F-15. Wynika to z faktu, że środki typu AFFF mają za zadanie jak najszybsze wytworzenie filmu wodnego, w czym szybkie wyciekanie jest niezbędne. Natomiast piany wytworzone ze środków typu S muszą oprócz działania chłodzącego zapewnić odpowiednie izolowanie - stąd wolniejsze wyciekanie roztworu z piany.

Charakterystyczne wartości wykresu wyciekania roztworów środków pianotwórczych z piany (wartości W_1/4 oraz W _1/2) są kilkukrotnie większe dla środka Sthamex F-15 niż dla środka Extensid AFFF. Świadczy to o znacznie mniejszej trwałości pian wytworzonych ze środków AFFF w porównaniu z pianami wytworzonymi ze środków typu S.