破解A类泡沫的使用密码
基层消防中队在扑救火灾的时候,大部分中队喜欢用水,不喜欢用泡沫,有用的话也仅仅在扑救液体火灾时使用B类泡沫,灭火的效率并不高。本文翻译自FireEngineering,文中 将和大家一起聊聊使用A类泡沫灭火的相关好处。
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在我加入西雅图消防局的八年后,两名森林灭火专家罗恩•罗切纳(Ron Rochna)和保罗•希奥波姆(Paul Schiobohm)在1987年提出了“泡沫将取代现今所有的水系灭火剂…”这一结论。1980年的时候,我们只用水来扑灭A类火灾(除了2.5加仑的水压灭火器;建议我们使用一种叫“湿水”的添加剂。)我记得当时我就在想“什么东西会比水还湿?” 但在那时,我们没有问太多问题,我们做了我们该做的事情。如果消防局希望我们使用“湿水”,那我们就要使用。我得到的唯一解释是,“它应该比水能更有效地扑灭床垫火灾。”我不认为老的消防员知道它的原理,只知道我们应该使用它。
泵浦消防车(应该是主战车)被用来扑救包括床或沙发之类的初起住宅火灾。我的指挥员总是让我出一支枪,所以我总是在水枪端,而不是在泵的旁边。我在泵浦车的灭火经历包括小型垃圾火灾和树皮废墟火灾,在这样的灭火场景中使用“湿水”,我从没感到有任何明显的优势,这是我作为水罐车分队(engine company)副队长时的观点。除了B类火灾我们用泡沫扑救,扑救A类火灾时我还是拒绝使用泡沫,我只是觉得没有那个必要,从我当消防员的第一天起,对我来说水的灭火效果就很好了。
对于A类泡沫的科学理解,使得罗切纳和希奥波姆富有远见并进行了大胆预测,而且这个预言成真了。现在很多消防局都在使用A类泡沫,包括西雅图消防局。根据设备的不同,A类泡沫罐平均能装20加仑(75.7升,1加仑=3.785411784升)A类泡沫浓缩液(简称泡沫液)。很多出水口,包括预接水带出水口(美式消防车都有一两个出水口和水带水枪提前接好)都可以通过直接通过开关控制泡沫的输出。泡沫液在水泵里被注入到水流中。流经水带的同时与水混合形成混合液,流出喷嘴时与空气混合形成空气泡沫。
为何要使用A类泡沫?
A类泡沫提高了水的灭火效率。以下是使用A类泡沫的优点:
1、气泡增加了液滴的吸热表面积;
2、泡沫的表面活性剂会降低水的表面张力;
3、它能使水渗入燃料并抑制燃烧;
4、没有泡沫,表面张力与大水滴一起控制火源,限制了水的吸热能力;
5、一个水滴的外部10%吸收热量,而内部90%从燃料上流走(水直接流走);
6、当A类泡沫与水混合时,表面活性分子将水分子分开。被夹带的空气形成气泡,增加了水的表面积来冷却火,并使水渗入燃烧和未燃烧的材料中;
7、250 - 350微米的液滴吸收热量的效率远高于那些大水滴。A类泡沫的灭火效率比普通水(国家标准和技术研究机构)高出3到15倍;
8、乳化剂添加到A类泡沫中用来稳定烃基,使燃料不易复燃;
使用A类泡沫可以达到的效果:
1、灭火更快
2、降温更快
3、降低轰燃可能性
4、产生更少的烟
5、增加被困人员生还几率
6、灭火用水量更少,水渍损失小
7、水流浪费更少
8、保护更多的财产
9、消防员处在对生命、健康危险性更小的高温和致癌环境中
10、休整重新投入执勤更快
训练
那么,如何将这些结论教给消防员,让他们确信这都是真的?首先,询问你的队员们有多少泡沫库存和器材,以及以下内容:
1、车载泡沫有多少?
2、告诉我你知道的关于泡沫的一切
3、告诉我你知道的关于泡沫发生器的一切
4、最大储泡沫量有多少?
5、什么时候用1%、3%和6%的泡沫?
6、如何形成泡沫覆盖层?
7、泡沫的成分是什么?
实验1
接下来的练习是,从一个旧纸盒的盖上取下一块普通的硬纸板(确保它没有涂蜡) 。然后,将两个旅行用装化妆品的小塑料瓶装满清水。其中一瓶加入10滴A类泡沫或湿水。拿起装普通水多的瓶子,在纸板的一侧分开滴上5到10个水滴,一次滴一滴,让它们之间有一定距离,这样它们就不会混在一起。
你注意到的第一件事是水滴保持完整。如果你滴了10滴,就有10个小的独立的水球。这是一个很好的视觉演示来解释和了解水的表面张力是什么样,水滴保持完整的球状,不会被纸板吸收。
在纸板的另一边,立刻会看到加入A类泡沫的瓶子里的水滴被硬纸板吸收。这是另一个很好的视觉演示来解释和了解泡沫表面活性剂是如何降低水的表面张力的。如果每一滴水都含有A类泡沫,就不会看到水滴,纸板很快就会被灭火剂所浸透。
普通水的水滴仍在纸板上。在水滴表面外围的硬纸板依旧保持干燥。让它们维持原状,30分钟以后这些水滴仍将保持不变! 没有比这更形象、更有说服力的实验来说明a类泡沫优势。这个实验是西雅图消防局的消防员Joaquin Hubbard向我演示的,他在森林火灾的扑救中积累了丰富的经验,他说服了我——作为一个队长,使用a类泡沫的优势。现在,把上面提到的所有点联系起来,发现是非常有道理的。下面就是这个实验的相关视频:
实验2
Hubbard还鼓励我在家里尝试下面的实验(我也这样做了)。在当地的园艺商店买一小袋泥煤苔(泥煤的主要成分,又叫泥炭土、泥炭苔,用作肥料),往两个透明玻璃碗倒入3/4的水。其中一碗加入10滴A类泡沫或者湿水搅拌。然后在每个碗上盖上一层厚厚的泥煤苔。不要搅拌,让泥煤苔保持原状。
一开始,两堆泥煤苔会浮在水面上。在60秒内,你将开始看到A类泡沫破坏对水的表面张力的影响,破坏了水的表面张力,使水分被吸进泥煤苔(燃料)。每一个小块都被水浸透,密度和重量增加,碎块沉到碗底。时间一秒一秒过去,越来越多的泥煤苔沉到碗底。不久,泥煤苔的土堆就会与水面持平,整个碗里都是棕色物质和泥土的混合物。泥煤苔已经被乳化,不能再燃烧。
相比之下,装清水的碗里仍然没有变化。泥煤苔的土堆仍然是干燥和粉状的,且漂浮在水面上。水面以下的水仍然是清澈的。水的表面张力是如此之强,支撑着泥煤苔的重量,而且还会持续一小时。
A类泡沫的表面活性剂是这个“魔法”的关键。表面活性剂是一种化合物,可以减少或消除两种液体之间的表面张力(或界面张力);在这个例子里,就是泡沫液和水。表面活性剂起到润湿剂、起泡剂、清洁剂、乳化剂和分散剂的作用,这就是为什么你需要餐具洗涤剂来洗碗。水和油脂的表面张力不允许水渗透到盘子里。通过添加洗涤剂,可以降低表面张力,使水可以穿透油脂并从盘子表面除去。
这些实验很有趣,而且很容易在消防队厨房的餐桌上进行,特别是下雨天的时候可以进行训练。使消防员相信A类泡沫的优势能够增强灭火能力,这条路任重道远。但是如果成功的话,这会让你看起来比普通的基层指挥员更聪明。
本文作者「RAUL A·ANGULO」。在西雅图消防局服役37年之后退休,它同时也是第六云梯队的荣誉退休队长。他是一位有特色的作家,也是《消防设备和急救设备》杂志的编辑顾问委员会的成员,也是Fireengineering.com「你不会在书中找到这些东西」系列的定期撰稿人。