1. Czynniki niezbędne dla zachodzenia spalania.

Do spalania potrzebna jest jednoczesna obecność paliwa, utleniacza, energii potrzebnej do rozpoczęcia reakcji i rozgałęzionych wolnych rodników.

2. Omówić sposoby przerywania spalania przez różne środki gaśnicze.

Woda - bardzo dobre chłodzenie, obniża temperaturę materiału a także strefy spalania, powstała para wodna rozcieńcza strefę spalania, (1 litr -1700 litrów pary)

Piana - wytworzenie warstwy izolacyjnej odgradzającej powierzchnię materiału palnego od dostępu powietrza, a także uniemożliwia przedostanie się palnych par i gazów do strefy spalania, dodatkowo ochładza strefę spalania poprzez wodę wypływającą z piany, oprócz tego następuje rozcieńczenie strefy spalania parą wodną w obszarze gdzie piana styka się z płomieniami,

Proszki - działanie antykataliczne w procesach spalania - hamowanie reakcji łańcuchowych.

Halony - opiera się na inhibicji homofazowej, obniżają stężenie tlenu.

Gazy gaśnicze - rozcieńczają reagujące gazy i pary i obniżają stężenie tlenu w strefie reakcji.

3. Wskazać parametry fizyczne wody wpływające korzystnie i niekorzystnie na jej skuteczność gaśniczą.

Niepalność, wysokie ciepło parowania 2257 kJ/kg, ciecz o małej lepkości - (krótki czas kontaktu, spływanie zbyt szybkie parowanie) mała intensywność podawania, zamarzanie w niskich temperaturach, nietoksyczność - brak toksycznych produktów rozkładu, przewodzenie prądu elektrycznego,

4. Omówić najważniejsze modyfikacje wody.

• d. obniżające temperaturę krzepnięcia - sole nieorganiczne (chlorek wapniowy), związki organiczne (glikol etylenowy, gliceryna),

• d. zagęszczające - zwiększające lepkość wody lub wiążą ją w swojej strukturze, (polimery akrylowe,)

• d. zmniejszające parowanie- obniżają prężność pary wodnej, (fosforany nieorganiczne, krzemiany, dodatki żelujące),

• d. zmniejszające tarcie - pozwalają zwiększyć szybkość podawania wody przy tym samym ciśnieniu (politlenek etylenu),

• d. zwilżające - w niewielkich stężeniach obniżają napięcie powierzchniowe wody i zwiększają jej zdolność do wnikania w materiały porowate,

• d. pianotwórcze

5. Wyjaśnić zjawisko napięcia powierzchniowego.

Napięcie powierzchniowe - praca jaką należy wykonać aby zwiększyć napięcie międzyfazowe.

6. Podział i budowa chemiczna związków powierzchniowo-czynnych.

ZPC - modyfikują granicę faz woda-powietrze tworząc warstwy adsorpcyjne gdzie ich stężenie jest wyższe niż we wnętrzu fazy ciekłej. Związki te mają asymetryczną budowę zawierające grupy hydrofilowe i hydrofobowe. Grupy hydrofilowe zapewniają rozpuszczalność w wodzie, hydrofobowe są odpowiedzialne za tworzenie warstw adsorpcyjnych. ZPC dysocjujące w wodzie nazywane są jonowymi - anionowo czynnymi, kationowo czynnymi lub amfolityczne. ZPC które rozpuszczają się w wodzie nie tworząc jonów nazywane są niejonowymi.

7. Kąt graniczny i jego cosinus jako kryteria zwilżalności.

Jeżeli na powierzchnię jakiegokolwiek ciała stałego wprowadzić kroplę cieczy, to styczna do powierzchni granicznej kropla cieczy-powietrze w punkcie zetknięcia się wszystkich trzech faz tworzy z powierzchnią ciała stałego pewien określony kąt zwany kątem granicznym. Wielkość kąta granicznego w stanie równowagi jest określona zależnością;

cos θ = --------------- , napięcie międzyfazowe, θ- (teta) kąt graniczny zwilżania

θ = 0 - doskonała zwilżalność, θ z przedziału 0÷90⁰ dobra zwilżalność, θ z przedziału 90 ÷ 180 ⁰ - ciecz nie zwilża

8. Uproszczony opis matematyczny przepływu cieczy przez złoże porowate.

9. Przyczyny zahamowania przepływu roztworów związków powierzchniowo czynnych przez warstwy drobnoporowate.

- zbyt mały promień kapilar, - występowanie dużej ilości kapilar półotwartych.

10. Budowa pian.

Piana jest układem dyspersyjnym, w którym fazą rozproszoną jest gaz a rozpraszającą ciecz. Struktura piany zależy od stosunku objętości fazy gazowej do ciekłej. W zależności od tego pęcherzyki mają budowę kulistą lub poliedryczną. Piana kulista powstaje wówczas gdy objętość fazy gazowej jest 10-20 razy większa niż ciekłej. W takich pianach błonki mają stosunkowo dużą grubość. Przy wyższych stosunkach objętości obu faz pęcherzyki przybierają formę wielościanów. W procesie starzenia piany kulistej pęcherzyki przekształcają się w formy poliedryczne. W każdej krawędzi wielościanu schodzą się pod kątem120⁰ trzy błonki wspólne dla dwóch sąsiednich pęcherzyków, w miejscu styku tworzy się słup cieczy zwany kanałem Plateau.

11. Podział środków pianotwórczych.

Środki pianotwórcze dzieli się na grupy ze względu na ich właściwości wynikające ze składu chemicznego i ściśle wiążące się z zakresem ich stosowania. Klasyfikacja ta wygląda nastę­pująco:

- proteinowe (P),

- fluoroproteinowe (FP),

- syntetyczne (S),

- alkoholoodporne (AR/ATC),

- syntetyczne tworzące film wodny (AFFF) ,

- fluoroproteinowe tworzące film wodny (FFFP).

12. Mechanizm działania pian typu AFFF.

Cechą charakterystyczną działania tych pian jest tworzenie filmu wodnego na powierzchni węglowodorowych paliw płyn­nych. Film wodny jest to cienka warstewka roztworu pomagająca uszczelniać i chłodzić powierzchnię paliwa. Może on rozprzestrze­niać się po powierzchni paliwa nawet nie pokrytej pianą, ma zdol­ność samo odtwarzania po uszkodzeniu tak długo, dopóki w pobli­żu znajduje się warstwa piany z zapasem roztworu. Te szczególne właściwości nadaje środkom AFFF zawarta w nich kompozycja syntetycznych fluorowanych i węglowodorowych związków powierzchniowo czynnych.

13. Narysować wykres synerezy i podać sposób odczytu parametrów synerezy.

Synereza warunek równowagi q g = 0 - gradient ciśnienia, q - gęstość cieczy, g- przyspieszenie ziemskie. W5- wartość pięciominutowa, W ¼ wartość dwudziestopięcioprocentowa, W ½ - wartość połówkowa, V- objętość roztworu wydzielonego z piany w czasie τ, V₀ - początkowa wartość roztworu w pianie.

14. Zakres zastosowania pian.

Piana jako środek gaśniczy znajduje zastosowanie przede wszy­stkim w zwalczaniu pożarów klasy B, czyli pożarów cieczy pal­nych, na drugim miejscu zaś sytuują się pożary klasy A. Tutaj pia­ny stosowane są jednak znacznie rzadziej, chociaż w większości wypadków ich użycie okazuje się bardzo skutecznym sposobem gaszenia ognia i ograniczania strat popożarowych.

15. Mechanizm działania gaśniczego gazów obojętnych.

Gazy obojętne- azot, dwutlenek węgla, argon, hel, różne mieszaniny tych gazów, para wodna, gazy spalinowe. Działają objętościowo (poprzez obniżenie stężenia tlenu) oraz zmianę parametrów cieplnych mieszaniny gazowej w otoczeniu płomienia. Działanie gaśnicze gazów obojętnych jest działaniem fizycznym - obniżenie stężenia tlenu i efekty energetyczne. Zasadniczym obszarem stosowania obojętnych gazów gaśniczych jest wypełnienie przestrzeni zagrożonych pożarami.

16. Wyjaśnić różnice między stężeniem gaszącym i inertującym.

Stężenie gaszące - najniższe stężenie gazu w powietrzu powodujące zgaśnięcie płomienia dyfuzyjnego paliwa. Stężenie inertujące - najniższe stężenie gazu gaśniczego przy którym dany gaz lub pary cieczy nie zapala się przy dowolnym stężeniu. Dla takiego samego układu paliwo-gaz gaśniczy stężenie gaszące jest niższe niż stężenie inertujące.

17. Co to jest gaśnica śniegowa i dlaczego się tak nazywa.

Jest to urządzenie do zwalczanie pożarów w zarodku gdzie czynnikiem gaśniczym jest CO₂ przechowywany pod ciśnieniem 46-50 atmosfer, jako gaz skroplony, w momencie uruchomienia gaśnicy w postaci cieczy wydostaje się na zewnątrz (zjawisku towarzyszy obniżenie temperatury) i zmienia się w śnieg czyli ciało stałe.

18. Halony gaśnicze, zasady nazewnictwa.

Liczba halonowa pozwala na napisanie wzoru chemicznego. Pierwsza cyfra określa liczbę atomów węgla, 2,3,4 i 5 określają odpowiednio liczbę atomów fluoru, chloru, bromu i jodu. Liczbę atomów wodoru oblicza się ((liczba atomów węgla _* 2) +2) - (liczba atomów chlorowców).

19. Na przykładzie halonu 1211 przedstawić uproszczony mechanizm inhibicji.

Halon ten zawiera atomy Cl, Br, F one to uwolnione w środowisku pożaru w fazie gazowej łączą się z wolnymi rodnikami H, OH, O uczestniczącymi w przedłużaniu i rozgałęzianiu łańcucha spalania. Następuje zjawisko rekombinacji czyli wymiany aktywnych rodników H, OH na mniej aktywne Br, F, Cl co powoduje spowolnienie reakcji chemicznej zachodzącej w strefie spalania i wygaszanie płomienia.

20. Wyjaśnić sens wskaźników: ALC, LOAEL, ODP.

Za miarę przydatności gazu gaśniczego, zwłaszcza do operacji całkowitego wypełnienia pomieszczeń, można przyjąć stosunek stężenia skutecznego do stężenia niebezpiecznego dla ludzi. Stosunek ten powinien być jak najmniejszy. ALC - przybliżone stężenie śmiertelne, LOAEL - najniższe stężenie przy którym stwierdza się działanie toksyczne, ODP - wskaźnik bezpieczeństwa dla warstwy ozonowej - liczba mówi ile razy dany halon jest szkodliwy w porównaniu do działania freonu. Wpływ na warstwę ozonową powinien wynosić 0, kiedy gazy zawierające brom, takie jak halony, rozpadają się w atmosferze, każdy atom bromu daje początek reakcji, która może zniszczyć setki tysięcy cząsteczek azotu.

21. Zamienniki halonów, ich działanie, przykłady.

Idealny zamiennik halonu powinien mieć niską toksyczność, dobrą skuteczność gaśniczą, zerowy ODP oraz krótki czas życia w atmosferze. Zamienniki halonów 1301, 1211, 2402 jednak w każdym przypadku zamiennika halonu jego ilość niezbędna do osiągnięcia równoważnego działania jest 2 do 3 razy większa w porównaniu z wyjściowym halonem. 1301- stosowany w stałych urządzeniach gaśniczych - głównie w celu chronienia pomieszczeń komputerowych, muzeów, maszynowni statków i samolotów. Wypełnianie halonem może rozpocząć się gdy w pomieszczeniu przebywają ludzie, ewakuacja musi zakończyć się w ciągu 1 min. 1211 - stosowany w gaśnicach, w celu chronienia wyposażenia w biurach (jw.) 2402 - nie może być stosowany w pomieszczeniach gdzie przebywają ludzie. Stosowany w gaśnicach przeznaczonych do użycia na zewnątrz pomieszczeń, zastosowania gaśnicze tego halonu jest bardzo ograniczone.

7-fluoropropan, 10-fluorobutan, 16-fluoroheksan,

22. Proszki gaśnicze, podział i skład chemiczny.

B, C_E - do gaszenia pożary wyłącznie płomieniowe - homogeniczne spalanie/ Skład: wodorowęglany metali alkaicznych, węglany, siarczany,

ABCD_E - uniwersalne - do gaszenie pożarów płomieniowych i bezpłomieniowych oraz płonących metali Skład: ortofosforany amonowe + dodatki wodorosiarczany amonowe i węglowe.

Proszki specjalne D - do gaszenia pożarów metali, zawierające głównie chlorki sodu lub potasu, czteroboran sodowy, żywice wysokotopliwe, grafit.

W przypadku pożarów płomieniowych proszek jest inhibitorem reakcji spalania. Możliwe są przy tym dwa mechanizmy inhibicji - heterofazowy i homofazowy.

23. Mechanizm działania gaśniczego proszków.

Wysoki efekt gaśniczy to zdolności inhibicyjne, inhibitorami w proszkach są rozdrobnione sole organiczne, inhibicja fizyczna polega na bezpośrednim schładzaniu palących się gazów lub uwalnianiu się gazów obojętnych (dwutlenek węgla i para wodna) czyli pobieranie ciepła z pożaru głównie D, mało BC inhibicja chemiczna to rozkład proszku z uwolnieniem atomów metali w tej samej fazie co gazowe produkty spalania, które działają antykatalicznie (zmniejszają szybkość reakcji spalania) działanie to polega na przechwytywaniu wolnych rodników odpowiedzialnych za spalanie typu H, OH, O przez metale alkaliczne i ich neutralizacji.

24. Parametry użytkowe proszków gaśniczych.

Własności hydrofobowe, sypkość, odporność na składowanie w warunkach wahającej się wilgotności i temperatury, odporność na wstrząsy - z czym związane jest zmniejszenie objętości (zagęszczalność), możliwość współdziałania z pianą, przewodnictwo elektryczne proszku i obłoku proszkowego, skuteczność gaśnicza.

25. Omówić zasadę działania sorbentów.

Sorbenty działają poprzez wchłanianie substancji ciekłej do swojej porowatej struktury jest możliwe dzięki zasadzie wymuszonego podnoszenia cieczy w dużej ilości porów - kapilar jakie występują w strukturze sorbentów. Zjawisko to nazywamy pochłanianiem kapilarnym i ma ono decydujące znaczenie w sorbcji. Efektem ubocznym składającym się na sorbcję to przyleganie adhezyjne czyli oblepianie powierzchni sorbentu przez zbieraną ciecz, musi tu być spełniony warunek aby ciecz zbierana zwilżała sorbent.

26. Zasada działania i mechanizm gaśniczy aerozoli gaśniczych.

Podstawowym składnikiem konstrukcji agregatu aerozolu gaśniczego jest mieszanina utleniacza i pali­wa, których reakcja powoduje powstawanie środka gaśniczego: aerozolu. Utleniacz to nieorganiczna sól - zwykle azotan lub nadchloran, w obu przypadkach sodu lub potasu. Paliwo - organi­czny polimer, pełni również rolę spoiwa, nadając mieszaninie żądaną formę w stanie stałym. Do tego celu wykorzystywane są najczęściej żywice: fenolowa, poliestrowa lub epoksydowa. Spalanie tej mieszanki - zainicjowane przez bodziec elektryczny bądź termiczny - przebiega gwałtownie, z wydzieleniem dużej ilości ciepła, prowadzi do wytworzenia chmury stałych i gazowych produ­któw spalania.

---