Как потушить огонь молнией

      Комментарии к записи Как потушить огонь молнией отключены

Как потушить огонь молнией

    Людовико Кадемартири адъюнкт-доктор наук факультета материаловедения Университета штата Айова, научный сотрудник Лаборатории министерства энергетики США в Эймсе: «Контроль пламени посредством электрических полей очень перспективен в тех случаях, в то время, когда классические разработки с пожаротушением справляются не хорошо: к примеру, пожары в тесных внутренних помещениях судов либо самолетов. Эта разработка особенно понадобится в тех случаях, в то время, когда нам необходимо не гасить пламя, в частности руководить им, — в двигателях внутреннего сгорания, на ТЭС, в горелках газовой резки и сварки».

Ущерб, наносимый пожарами, тяжело переоценить. Человечество всегда воюет с огнем, снабжая пожарные работы на передовой новейшим оружием — от замечательных длинных автолестниц и водяных пушек до личных костюмов и дыхательных аппаратов из жаропрочных материалов. Но вот «снаряды» употребляются все те же.

Вода гасит горящие материалы, охлаждая их до температуры ниже точки горения, пена изолирует очаги огня от кислорода, газ вытесняет воздушное пространство, лишая пламя поддерживающего горение кислорода (как и порошок, что при нагревании выделяет негорючие газы). В принципе, эти дедовские способы не так уж и нехороши — они недороги и достаточно действенны, пока речь заходит об довольно «несложных» пожарах. В это же время Сейчас нередки случаи, в то время, когда вода либо пена категорически запрещены: к примеру, при пожарах в центрах обработки данных либо на электростанциях употребляется газ (в большинстве случаев углекислый) либо порошок.

А уж конструкции из современных легких сплавов — это настоящий кошмар для пожарных: горящий магний способен удачно извлекать нужный для горения кислород из воды либо углекислого газа. Прибавьте к этому сложность и тесноту, скажем, самолётов и внутренних помещений кораблей — и вот он, настоящий преисподняя. Приведем лишь один пример: в мае 2008 года на борту американского авианосца «Джордж Вашингтон» начался пожар, что нанес ущерб на $70 млн, потому, что его не могли потушить в течение 12 часов.

Физика вместо химии

В том же 2008 году американское Агентство оборонных инициатив совместно с министерством энергетики заявили о начале финансирования исследовательского проекта IFS (Instant Fire Suppression, «Стремительное подавление огня»), в рамках которого планировалось создать принципиально новые подходы к тушению пожаров.

Трудящиеся по проекту IFS исследователи сосредоточились не на экзотермической химической реакции, а на том, что с позиций физики пламя является плазмой , другими словами ионизованный газ. В рамках IFS рассматривались два главных подхода к управлению огнем — электромагнитное и звуковое действие.

То, что пламя реагирует на электрическое поле, известно уже практически двести лет, но лишь в 2011 году данный эффект решили применять в нужных целях. На ежегодной конференции Американского химического общества несколько исследователей под управлением доктора химических наук Гарварда Джорджа Уайтсайдса показала, как пламя при поднесении электрода, к которому приложено переменное высокое напряжение, изгибается, словно бы пробуя отпрянуть, а позже и вовсе меркнет, оторванное от «пищи» электрическими силами: «Обстоятельство в том, что пламя — это плазма, другими словами ионизованный газ, к тому же содержащий заряженные частицы, такие как сажа, — говорит соавтор работы Людовико Кадемартири. — Нам удалось потушить пламя горящего метана площадью около 10 см?, применяя достаточно компактный бытовой источник напряжения мощностью около 600 Вт».

Звучно крикнуть

Агентство DARPA разглядывало в программе IFS еще один подход — звуковой. Оказывается, звуковые волны, излучаемые динамиками, в полной мере способны погасить кювету с горящим жидким горючим. Как узнали изучения, в базе этого результата лежат две главные обстоятельства.

Во-первых, звуковые колебания увеличивают скорость воздушных потоков и тем самым уменьшают толщину поверхностного слоя, где происходит горение.

Во-вторых, звуковые волны воздействуют и на саму поверхность жидкого горючего, увеличивая скорость испарения, что увеличивает площадь горения но, иначе, понижает температуру пламени. А это позволяет сбить пламя при действии определенных звуковых частот.

Дело будущего

Само собой разумеется, пока эти опыты весьма далеки от практического воплощения и больше напоминают цирковые фокусы. «До тех пор пока что мы можем гасить лишь спички в пепельнице и отклонять пламя, — говорит Мэтью Гудман, менеджер программы IFS со стороны DARPA. — Масштабирование этих эффектов — весьма непростая задача». Но первый ход к тому, дабы в будущем иметь возможность гасить начавшийся пожар одним нажатием электрического выключателя, уже сделан.

Сдуть пламя

В опытах, совершённых группой исследователей химического факультета Гарвардского университета, метановая горелка помещалась между двумя электродами, экранированными стеклянной изоляцией. На электроды подавалось электрическое напряжение, создававшее в пространстве электрическое поле напряженностью 75 кВ/м.

На левой картине продемонстрировано поведение пламени, снятое посредством шлирен-фотографии (способ визуализации фазовых искажений в прозрачных средах) при подаче постоянного напряжения на электроды. На правой — пламя под действием переменного напряжения (800 Гц): «ионный» ветер разрывает пламя, сдувая его с горящих материалов.

Статья «молния и Гром против огня» размещена в издании «Популярная механика» (№131, сентябрь 2013).

Удар молнии спровоцировал пожар в Бабаево


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: