площадь поверхности горения это

Видео:Площадь поверхности многогранникаСкачать

Теоретическая часть

Пожар — это сложный комплекс неразрывно связанных физических и химических процессов, среди которых основным является процесс горения. Для поддержания горения на пожаре необходим постоянный газообмен — приток свежего воздуха в зону химических реакций и удаление из нее образующихся продуктов. Параметры пожаров подразделяются на физико — химические и геометрические. К основным параметрам относятся; площадь и периметр пожара; фронт распространения горения; расход го­рючего; высота пламени; скорость распространения горения; скорость выгорания; температура пожара; интенсивность излучения пламени; интенсивность газообмена; плотность задымления и его количественные характеристики по составу дыма; удельная теплота пожара; продолжительность пожара. При пожарах на открытом пространстве происходит газообмен зоны химических реакций с окружающей средой. При внутренних пожарах газообменом фактически является вентиляция помещения через проемы в ограждающих конструкциях, вызванная и регулируемая процессами горения и теплообмена. Основными параметрами внутреннего пожара являются следующие.

Продолжительность (время) пожара — t_п. Продолжительностью пожара называется время с момента его возникновения до прекращения процесса горения. Процесс горения может прекратиться самопроизвольно (самозатухание пожара), в результате выгорания горючего или применения огнетушащих веществ. В последнем случае t_п складывается из времени свободного развития и времени тушения.

Площадь пожара — S_п. Площадью пожара называется площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость. Как правило, используется проекция зоны горения на горизонтальную плоскость. Горение жидкостей и газов является гомогенным. Горение ТГМ может протекать как в гомогенном, так и в гетерогенном режимах. Поэтому в площадь пожара включаются участки поверхности, на которых происходит как гомогенное, так и гетерогенное горение.

Составляющая площади пожара, над которой существует пламя — S_гомог зависит от притока воздуха в зону горения. При небольших размерах факела приток воздуха обеспечивает образование горючей смеси практически во всем его объеме. Тогда S_гомог = S_п. По мере распространения пожара, края фронта пламени удаляются друг от друга и воздуху все труднее проникать в зону горения. В результате этого внутри факела образуется область, в которой выделяющимся газообразным продуктам пиролиза не хватает окислителя для сгорания.

На внутренних пожарах часто встречается ситуация, когда нехватка кислорода приводит к ограничению объема пламени. Наступает момент, когда площадь, над которой возможно пламенное горение (S_гомог), ограничена притоком воздуха, а общая площадь пожара увеличивается за счет роста площади гетерогенного горения (S_{гетерог}).

Площадь поверхности горения — S_пг. Этот параметр характеризует реальную площадь горючего, которая участвует в горении, т.е. выделяет горючие газы при пиролизе или испарении, а также взаимодействует с окислителем в гетерогенном режиме. Площадь поверхности горения определяет интенсивность выделения тепла на пожаре.

Линейная скорость распространения пожара — v_л (м/с, м/мин). Под этим параметром понимают путь, который на данном объекте проходит фронт пламени в единицу времени. Величина v_л определяет площадь пожара на данный момент. Она зависит от вида горючего, характеристик пожарной нагрузки и ее размещения, вида пожара и др. факторов.

Площадь пожара в реальных условиях зависит не только от скорости распространения пламени по поверхности ТГМ, но и от скорости его перехода с одного предмета на другой. Поэтому на v_л влияет также характер размещения горючих изделий и материалов на объекте, интенсивность теплового излучения, направление и скорость газовых потоков. При рассредоточенной пожарной нагрузке интенсивности излучения от горящего предмета может быть недостаточно для воспламенения материалов соседних предметов. Тогда пожар не распространится на всю площадь объекта и останется локальным.

Величина v_л зависит также от состава газовой среды, поступающей в зону горения. Так, на внутренних пожарах, по мере развития процесса горения, концентрация кислорода в газовой среде уменьшается, температура пламени и, соответственно, его излучательная способность снижаются. Это приводит к уменьшению скорости распространения пламени по поверхности горючего. Вместе с тем, температура газовой среды в помещениях часто достигает температуры воспламенения материалов до того как пожар охватит все помещение. В этих случаях перед фронтом пламени образуется газовоздушная смесь на нижнем концентрационном пределе, по которой пламя распространяется со скоростью до 50 м/с, т.е. практически мгновенно. Это явление называется общей вспышкой.

Массовая скорость выгорания. По физическому смыслу этот параметр представляет собой скорость газификации горючего. Он показывает, какая масса ТГМ или жидкости при горении переходит в газообразное состояние в единицу времени. Очевидно, что чем больше площадь поверхности, с которой происходит газовыделение, тем выше потеря массы. Поэтому различают массовую скорость выгорания абсолютную, приведенную и удельную.

Теплота пожара показывает какое количество тепла выделяется на пожаре в 1с.

Температура пожара — Т_п. Температурой открытых пожаров считается температура пламени. Она зависит, главным образом от вида горючего. Для наиболее распространенных ТГМ действительная температура горения составляет около 1150°С, жидкостей — 1250°С, газов — 1350°С.

Температурой внутренних пожаров на практике считается среднеобъемная температура газовой среды в помещении. Она ниже температуры горения материалов на открытом пространстве. Так, при горении ТГМ в помещении, среднеобъемная температура газовой среды редко превышает 1000°С.

Интенсивность газообмена — J_г оценивается как отношение расхода воздуха, поступающего через проемы к площади пожара:

где С_в — масса воздуха, проходящего в помещение через проемы в единицу времени, кг/с.

Коэффициент избытка воздуха -a характеризует количество воздуха, которое при пожаре не участвует в горении. На внутренних пожарах, при наличии газообмена помещения с окружающей средой а находится как отношение расхода воздуха фактически поступающего через проемы (G_в) к теоретически необходимому для сгорания материала с массовой скоростью v_л (Gв 0 ):

Следует иметь в виду, что коэффициент избытка воздуха относится к объему всего помещения. Непосредственно в зоне горения практически всегда недостаток воздуха. По величине a можно оценить концентрацию кислорода (f_к) в продуктах горения из выражения:

Если при развитии пожара f_к понизится до значения, предельного для горения данного горючего материала, то резкий приток воздуха может вызвать объемную вспышку и выброс пламени в смежное помещение.

По своей природе процесс горения представляет собой химическую реакцию между горючим веществом и окислителем, которая протекает с выделением тепла. Часть тепла расходуется в зоне химических реакций на нагрев продуктов горения, часть — передается в окружающую среду в виде излучения, конвекции и теплопроводности. Если бы тепло, выделяющееся в зоне горения, расходовалось только на нагрев газовой среды внутри помещения, то ее максимальная температура постепенно достигала бы температуры пламени. Однако часть тепла, выделяющегося в зоне горения, поглощают строительные конструкции, часть теряется в результате излучения через открытые проемы, затрачивается на нагрев горючих материалов (главным образом в ходе начальной стадии пожара), уносится из помещения вместе с продуктами горения через проемы. Во время пожара присутствуют все три вида теплообмена. Однако их соотношение может быть разным в зависимости от вида пожара, стадии его развития, свойств горючего вещества. Появление очага горения в помещении сразу вызывает повышение давления газовой среды т.к. объем продуктов горения, даже при нормальных условиях, больше объема израсходованного воздуха. Температура и плотность при этом изменяется незначительно. В соответствии с законом Паскаля (Р = Р₀ — рgh, где: Р₀ — давление столба газа на уровне пола, Р — давление столба газа на расстоянии h от пола, р — плотность газа, g— ускорение свободного падения) распределение давлений по высоте помещения также остается практически неизменным. В результате этого эпюра давлений внутри помещения на данном этапе смещается практически параллельно относительно эпюры давлений наружного воздуха (рис. 1.1) и газы вытекают из помещения через все имеющиеся отверстия (открытые проемы, щели и т.п.) независимо от их расположения. Приток воздуха в помещение извне отсутствует, и процесс горения развивается за счет воздуха, находящегося в помещении.

Стрелками показано направление движения газовых потоков. Сплошная линия — эпюра давлений воздуха снаружи, пунктирная — эпюра давлений газовой среды внутри помещения.

По мере развития процесса горения и увеличения размеров очага температура газовой среды в помещении повышается, плотность (р_г) падает, угол наклона эпюры давлений возрастает. В результате этого наступает момент, когда давление газов (Р_г) в верхней части помещения становится несколько больше атмосферного (Р_в), в нижней части — меньше и на каком-то уровне — равно атмосферному (рис. 1.1). Т.е. на этом уровне располагается условная горизонтальная плоскость, на которой выполняется условие DР=Р_г — Р_в = 0. Она называется плоскостью равных давлений (ПРД) или нейтральной зоной. Расстояние от ПРД до пола считается высотой нейтральной зоны и обозначается Н_нз. Через все отверстия, расположенные выше ПРД из помещения удаляются газы, ниже ПРД — поступает воздух (см. рис. 1.1б). При этом расход воздуха через проемы определяется высотой ПРД относительно нижней отметки проема — к₀.

Рис. 1.1. Распределение давлений при пожаре в помещении: а) при появлении очага горения; б) при развившемся пожаре.

В общем виде тепловой баланс внутреннего пожара может быть представлен следующим уравнением:

где: q_ср — интенсивность накопления тепла газовой средой в помещении; q_уд — интенсивность удаления тепла из помещения нагретыми газами; q_м — интенсивность поглощения тепла горючими материалами во время их нагрева до воспламенения; q_к — интенсивность поглощения тепла ограждающими конструкциями; q_л — интенсивность излучения тепла за пределы помещения через проемы.

Величинаq_ср определяет температуру газовой среды внутри помещения. Остальные составляющие правой части уравнения (1.4) являются потерями тепла. Величинаq_к зависит от теплофизических характеристик материалов, из которых выполнены ограждающие конструкции; определяется площадью проема, а также излучательной способностью пламени.

Интенсивность поглощения тепла горючими веществами зависит от их теплофизических свойств, проявляется главным образом на стадии распространения пожара, и на температуру газовой среды влияет мало.

Т. о. q_м,q_к и q_л обусловлены характеристиками здания и горючих материалов, находящихся в помещении.

Динамикой внутреннего пожара называется изменение его параметров во времени.

В динамике внутренних пожаров выделяют четыре основных стадии: начальную, развития, стационарную и стадию затухания. Начальной стадией считается период времени от момента возникновения очага пожара до охвата пламенем максимально возможной площади. Если начальная стадия заканчивается охватом всего помещения, т.е. S_п. = S_пола, пожар становится объемным. Если по какой-то причине (например, большой неравномерности распределения нагрузки) пожар охватывает лишь часть помещения, он называется локальным. Стадия развития протекает уже при постоянной площади пожара. В этот период параметры процессов горения, газо- и теплообмена достигают предельных для данного пожара значений и на какое- то время остаются постоянными. Стадия, в течение которой параметры пожара не изменяются, называется стационарной. Если пожар не тушить, то он переходит в стадию затухания, когда площадь горения уменьшается, скорость выгорания и, соответственно теплота пожара снижаются, плоскость равных давлений поднимается. В помещение поступает больше холодного воздуха, что при уменьшении интенсивности тепловыделения приводит к снижению температуры пожара.

В зависимости от соотношения массы горючих материалов и количества воздуха, которое обеспечивает их сгорание, различают два режима внутреннего пожара. В тех случаях, когда приток воздуха достаточен для достижения максимальной полноты сгорания, обусловленной видом горючего, массовая скорость выгорания не зависит от расхода воздуха, поступающего в помещение. Такой режим получил название «пожар регулируемый нагрузкой» (ПРН). В тех случаях, когда интенсивность газообмена ограничивает массовую скорость выгорания, т.е. приток воздуха в помещение не обеспечивает максимальную полноту сгорания, пожар называется регулируемым вентиляцией (ПРВ).

Если при развитии пожара в режиме ПРН увеличить приток воздуха в помещение температура газовой среды понизится т.к. наружный воздух является значительно более холодным. Вскрытие проемов, откачивание дыма при ПРН также приводит к снижению температуры пожара. При таких способах регулирования газообмена возрастает интенсивность удаления тепла с продуктами горения q_уд. А так как q_п при ПРН не изменяется (υ_м остается постоянной), становится отрицательной и температура пожара снижается. Очевидно, что при ПРВ увеличение интенсивности газообмена вызовет рост массовой скорости выгорания, интенсивности тепловыделения и, соответственно, температуры пожара.

При длительном развитии пожара в режиме ПРВ в помещении накапливаются несгоревшие газы. Вскрытие проемов приводит к их разбавлению воздухом, образованию и воспламенению горючей смеси — объемной вспышке.

Контрольные вопросы

1. Перечислить стадии пожара.

2. Дать определение, объяснить физический смысл основных параметров внутреннего пожара.

3. Как зависит скорость распространения пламени от концентрации кислорода в газовой среде?

4. Что такое общая вспышка? При каких условиях она происходит?

5. Что такое объемная вспышка? При каких условиях она происходит?

6. Как зависит теплота пожара от массовой скорости выгорания?

7. Как зависит продолжительность начальной стадии пожара от массовой скорости выгорания? Чем объясняется эта зависимость?

8. Что такое плоскость равных давлений? Какие параметры влияют на ее положение относительно пола помещения?

9. Что означает «пожар, регулируемый нагрузкой»?

10. Что означает «пожар, регулируемый вентиляцией»?

11. Какие возможны последствия изменения условий газообмена?

Видео:Галилео. Эксперимент. Площадь поверхностиСкачать

Площадь пожара

Чтобы дать оценку пожару, необходимо учитывать достаточно большой список факторов, действующих в комплексе или отдельно друг от друга. Одним из таких факторов (параметров) является площадь пожара. Именно на основе него выбираются способы тушения очагов возгорания, особенности тактики, а также проводятся расчеты, в которых определяются необходимое количество сил и средств, требующихся для ликвидации горящих площадей.

То есть получается так, что площадь пожара – это тот показатель, от которого зависит, как быстро будут потушены зоны горения, какие силы и средства для этого придется применить. Но есть еще один параметр, который ложится в схему расчетов распределения этих самых сил и средств. Это форма площади пожара.

Видео:ВСЯ ПРАВДА О ТЕХНИКЕ GORENJEСкачать

Формы площади горения

Какие бывают формы пожара – вопрос, который требует более детального разъяснения. Начинать надо с того, что форма сама зависит от нескольких факторов. А именно:

• места возникновения очага возгорания;
• вида материалов, которые горят;
• объемно-планировочной схемы здания или сооружения;
• архитектурных характеристик постройки;
• метеорологических условий, действующих во время чрезвычайной ситуации.

Это не полный список, но именно эти факторы учитываются при расчете.

Итак, существует три вида форм площадей пожара: круглая, угловая и прямоугольная. Надо отметить, что такое обозначение является все-таки условным. Но они закладываются в основу расчетов только из-за простоты проведения этих расчетов. Других причин нет.

Круглая форма

Что значит, круглая форма площади пожара. Это когда огонь распространяется во все стороны равномерно с одинаковой скоростью. При этом пламя не встречает серьезных препятствий. Обычно такие формы, кстати, относящиеся к категории простых, появляются на больших ничем не ограниченных площадях, где не действуют серьезные метеорологические условия. К примеру, на полях пшеницы в безветрие, внутри складов для хранения пиломатериалов и так далее.

Круглая форма площади пожара

Из курса школьной геометрии площадь круга имеет определенную формулу:

S=πR², где R – это путь, пройденный огнем в одну сторону от центра очага возгорания. Нередко в формулах его обозначают буквой «L». То есть определить площадь тушения пожара круглой формы можно именно по этой формуле.

Угловая

Эта конфигурация появляется в двух случаях:

1. Когда на границе участка с пожарной нагрузкой располагаются конструкции из негорючих или слабогорючих материалов, к примеру, в складе в самом углу помещения. В этом случае огонь распространяется в сторону от границ (от стен).
2. На открытой местности при ветреной погоде. Куда дует ветер, туда и распространяется огонь. То есть движение пламени происходит в одном направлении, образуя угловую конфигурацию.

При этом сама форма может иметь три вариации:

• острую, то есть меньше 90°;
• тупую – больше 90°;
• прямую — 90°.

Разновидности угловых форм распространения огня

Первая разновидность встречается редко. Чаще огонь распространяется под углом 90, 180 или 270°. Можно добавить, что круглая конфигурация площади тушения пожара является производной от угловой вариации с углом распространения огня 360°.

Если говорить о формулах площади пожара углового типа, то в них закладывается именно величина угла. Вот три формулы:

1. S=πR²/4 – это для угла 90°.
2. S=πR²/2 – это для угла 180°.
3. S=3πR²/4 – для угла величиной 270°.

Внутри зданий иногда встречаются помещения (очень редко), в которых конфигурация не является прямоугольной. Тогда для проведения расчетов площади пожара используют ниже следующую формулу:

S=απR²/360°. Здесь α – это угол распространения огня, не кратный 90.

Угловое распространение огня

Прямоугольная

Обычно эта форма появляется на ограниченных участках. При этом границы собой представляют конструкции, возведенные из негорючих материалов. А так как здания и сооружения возводятся в виде прямоугольников, то и распространение огня происходит по этой форме. Отсюда и название.

При этом распространяться огонь может в разных направлениях с разной скоростью. То есть с ветреной стороны быстрее, с подветренной слабее. Или, как вариант, одинаковая скорость во всех направлениях в безветренную погоду. Обычно в зданиях с небольшой площадью форму очаг возгорания принимает уже на стадии возникновения.

Что касается формулы расчета, то она одинакова для всех вариантов, только в них добавляется значение распространения огня: в одну или две стороны. Но фото ниже это хорошо видно. Вот эта формула:

S=a x b, где «a» и «b» — стороны прямоугольника.

Если распространение происходит в одну сторону, то формула не изменяется, потому что длина одной из границ составляет путь, который проходит огонь. В том случае, если распространение пламени от центра очага возгорания происходит в две противоположные стороны, то для расчета берется видоизмененная формула, в которой значение «b» — это две длины распространения огня.

Прямоугольная конфигурация площади очага возгорания

Видео:8. Ликвидация горения. Основы расчёта сил и средств для тушения пожаров.Скачать

Сложные формы

Пожары со сложной конфигурацией встречаются внутри зданий нередко. При кажущейся сложности проведения расчетов есть определенные правила, как эти расчеты проводить просто. Одно из них – это разбивка сложной конфигурации на мелкие простые геометрические фигуры. Далее проводят расчет площади каждой фигуры. После чего все полученные значения суммируют в один параметр.

Сложная форма площади пожара

Видео:ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Вид Грубейшего Нарушения ТРЕБОВАНИЙ ТБ при работе на СТАНКАХ.Скачать

Длина границ зоны горения

Существует несколько факторов, которые влияют на эффективность тушения пожара. Их обязательно учитывают, распределяя силы и средства. Один их них – длина границ.

Итак, общая длина внешних границ площади пожара – это периметр участка, внутри которого происходит горение. Данный параметр имеет важное значение, когда пожар развился до категории «крупного», а сил и средств не хватает, чтобы его потушить. С учетом длины командиры пожарного поста, развернутого на месте бедствия, решают, куда и сколько сил и средств направить, чтобы локализовать (сдержать) огонь до прибытия дополнительных подразделений.

Видео:Что такое пиролизные газы простыми словамиСкачать

Заключение по теме

Итак, нами в статье были разобраны такие позиции, как разновидности форм площади пожара и их расчеты, другие параметры очагов возгорания, которые надо учитывать, составляя схему пожаротушения на конкретных участках возгорания. Главная задача тех, кто проводит эти расчеты, точно знать конфигурацию горящего объекта. А для этого понадобятся планы зданий поэтажно. Добавим, что площадь пожара в многоэтажных здания – это суммовая составляющая всех этажей.

Видео:Котика ударило током, 10 т. ВольтСкачать

Методические рекомендации к решению задач по теме «Расчет площади внутреннего пожара в условиях ограниченного газообмена»

МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ

«РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ ВНУТРЕННЕГО ПОЖАРА В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННОГО ГАЗООБМЕНА»

( Дополнение к методическим указаниям по

курсу «Теоретические основы процессов горения» )

Одобрено редакционно-издательским советом МИПБ МВД России

Стадии внутренних пожаров.

Внутренние пожары протекают в ограниченном объеме, огражденном от окружающего пространства. Поэтому внутренний пожар слабее зависит от характеристик окружающей среды, т. е. погоды, и в значительной степени определяется теплогазообменом зоны горения с внутренним объемом и окружающей средой.

Эти процессы более сложные, чем в случае открытого пожара; они, главным образом, и определяют характер его развития или динамику пожара. Под динамикой пожара понимается изменение его основных параметров в пространстве и времени. Значения этих параметров, а, следовательно, и характеристики зон внутреннего пожара определяются теплообменом и газообменом с окружающей средой.

Скорость, с которой будет развиваться пожар, зависит от того, насколько быстро может распространиться пламя от точки зажигания, вовлекая в процесс горения все возрастающие области горючего материала. Для установления процесса горения в закрытом пространстве требуется, чтобы пожар вышел за определенные критические размеры, позволяющие резко повысить температуру на уровне потолка (типичное повышение > 600 С). Хотя усиленные уровни излучения увеличивают локальную скорость горения, большее влияние на увеличение размера пламени и скорость горения оказывает увеличивающаяся

площадь, охваченная пожаром.

Распространение пламени можно рассматривать как процесс наступления фронта горения. Внутри этого фронта передняя кромка пламени действует как источник тепла (который нагревает горючее перед фронтом пламени до температуры воспламенения) и как источник вынужденного зажигания.

В самом общем виде большинство внутренних пожаров может быть условно разделено на три характерных периода (стадии) [1].

Первый период или начальная стадия пожара характеризуется сравнительно невысокой среднеобъемной температурой незначительным газообменом с окружающей средой. Горение протекает за счет воздуха, содержащегося в помещении.

Второй или основной период начинается от начальной стадии и продолжается до момента, когда в процесс горения будет вовлечена вся горючая нагрузка. В этот период сгорает основная доля пожарной нагрузки (

Заключительный (третий) период характеризуется уменьшением поверхности горения.

Кроме основных стадий пожара необходимо учитывать режим пожара, который характеризует достаточность объема окислительной среды для протекания химических реакций. Различают два основных режима пожара: пожар регулируемый нагрузкой (ПРН) и пожар регулируемый вентиляцией (ПРВ), [2]. Характерной особенностью развития пожара в режиме ПРН является его свободное распространение, не ограниченное газообменом. В этом режиме горение происходит с максимальной скоростью выгорания, характерной для данной пожарной нагрузки или ее состояния.

В случае, когда в силу конструктивных особенностей помещения, воздуха, поступающего через проемы, становится недостаточно, чтобы обеспечить максимальную скорость выгорания горючей нагрузки, распространение пожара будет лимитироваться газообменом. При этом считается, что горение протекает в режиме ПРВ. Указанные факторы необходимо учитывать при решении задач по расчету площади пожара.

Основные параметры внутреннего пожара:

Как это следует из вышесказанного, для режима ПРН основными параметрами внутреннего пожара будут являться:

n пожарная нагрузка, Pпн, [кг/м2] — количество (масса) горючего материала, размещенного на единице площади пола;

n коэффициент поверхности горения, Кп, [б/р] — отношение площади поверхности горения к площади пожара;

n площадь поверхности горения, Sпг, [м2] — вся открытая поверхность горючего материала, способная гореть;

n площадь пожара, Sп, [м2] — проекция поверхности горения на площадь пола;

n массовая скорость выгорания, Vмас, [кг/с] — количество (масса) горючего материала, сгорающее в единицу времени.

Т. к. в режиме ПРН и ПРВ расчет значения Vмас производится по различным формулам вынесем название режима в верхний индекс этого параметра, например, VмасПРН или VмасПРВ, [кг/с]:

n приведенная массовая скорость выгорания, Vм^ ПРН, [кг/(м2 с)] — количество (масса) горючего материала, сгорающее в единицу времени с единицы площади пожара;

n удельная массовая скорость выгорания, Vм ПРН, [кг/(м2 с)]. Эту скорость, в отличии от Vмас или Vм^ ПРН, принято называть «истинной«, т. к. ее значение учитывает скорость выгорания горючего материала с единицы площади поверхности горения.

Для режима ПРВ кроме базовых параметров необходимо учитывать характеристики газообмена:

n интенсивность газообмена, Jг, [кг/(м2 с)] — количество (масса) воздуха, поступающее в единицу времени к единице площади пожара;

n коэффициент избытка воздуха, a, [б/р] — отношение количества воздуха фактически поступающего на горение к теоретически необходимому;

n высота нейтральной зоны (плоскость равных давлений), hнз, [м] — расстояние от уровня пола до воображаемой плоскости, в каждой точке которой давление равно давлению окружающей среды;

n теоретический объем воздуха, требуемый для полного сгорания горючего вещества, Vв0 [кг/м3], приведенный к нормальным условиям.

Согласно [1] оценку режима пожара рекомендуется производить с использованием параметра Ф:

Параметр Ф = ————- , кг/(м2 с); (1),

где rв — плотность воздуха втекающего в помещение, кг/м3. Для нормальных

условий можно принимать rв = 1.29 кг/м3,

g — ускорение свободного падения, 9.8 м/с2.

Параметр вентиляции: ПВ = Fпр ×Ö Нпр. (2),

где Fпр — площадь вскрытых проемов, [м2],

Нпр — высота проема, [м].

Согласно экспериментальным данным [3] для древесины имеет место следующее соответствие:

ПРН, если Ф > 0.29 кг/(м2 с),

ПРВ, если Ф Sп1мах, то горение во втором периоде будет протекать в режиме ПРН с удельной массовой скоростью VмПРН до того момента времени, пока площадь пожара не достигнет величины Sп2НВ. Расчет этого промежутка времени может быть осуществлен по формуле:

Dtп2НВ = (Sп2НВ — Sп1мах)/Vsпрн (9).

Знак «D» указывает, что данный промежуток времени отсчитывается после окончания начального периода (Sп1мах) и заканчивается при достижении пожаром площади Sп2НВ. Кроме того, отметим, что после окончания начального периода, распространение пожара продолжается с полной скоростью, равной Vsmax.

После смены режима пожара горение будет протекать с массовой скоростью выгорания, определяемой количеством воздуха, поступающим в помещение через проемы в режиме ПРВ, т. е. VмасПРВ, [кг/с].

К моменту окончания данного периода в процесс горения оказывается вовлечена максимальная площадь поверхности горения, значение которой определяется количеством воздуха, притекающим через проемы. Пожар достигает, так называемой, «предельной» площади пожара, Sп2lim, [м2] лимитируемой максимальной площадью поверхности горения, обеспеченной поступающим воздухом. При этом на пределе горения выполняется равенство:

VмасПРВ = Vмlim × Sп2 lim × Кп (10).

При этом величину массовой скорости выгорания в режиме ПРВ рассчитывают по формуле [1]:

VмасПРВ = gт × ПВ (12),

где Vмlim — предельная («истинная») скорость выгорания материала, [кг/(м2×с)], при которой прекращается гомогенное горение. Ее значение для соответствующих веществ определяют по таблицам. Так, например, для древесины значение предельной скорости совпадает со скоростью гетерогенного горения (тления) и составляет Vмlim = 0.005 кг/(м2×с);

gт — температурный параметр горения, [кг/(м 5/2×с)]. Для оценочных расчетов его можно принять как gт = 0.1 кг/(м 5/2×с), [1]. В случае более точного расчета рекомендуется воспользоваться формулой: ____________

_____________ ______ / 1 1

1 + 3 Ö ТПГ/ТВ Vв0

где m — коэффициент гидравлического сопротивления проемов. Его

значение главным образом зависит от конфигурации проема (круглая

квадратная и т. д.). Для окон и дверей, имеющих прямоугольную

форму, принимается m = 0.75;

ТВ и ТПГ — температура воздуха, втекающего в помещение и температура

продуктов горения, выходящих через проемы, К.

Таким образом расчет площади пожара для второго периода на заданный момент времени, tп2 , производится по формуле:

Sп2 = Sп1мах + (tп2 — tп1 мах ) × Vsпрв (14).

Время второй стадии развития пожара в режиме ПРВ рассчитывается по формуле:

Dtп2 lim = (Sп2 lim — Sп2НВ)/ Vsпрв (15) .

Общее время пожара, отсчитывающееся от момента его возникновения и до достижения «предельной» площади, находится по формуле:

tп2 lim = tп1 мах + Dtп2НВ + Dtп2 lim (16).

Б). Период нарастания площади пожара при постоянной площади поверхности горения.

В течение этого периода интенсивность горения определяется величиной пожарной нагрузки и развитостью ее поверхности горения. При этом увеличение площади пожара происходит при постоянной площади поверхности горения за счет выгорания части горючего материала и, соответственно, вовлечение в процесс горения новых участков. Таким образом продвижение передней кромки пламени будет происходить за счет сгорания пожарной нагрузки.

Расчет площади пожара для этого периода производится по формуле:

Sп3 = Sп2 lim + DS3 (17),

где DS3 — прирост площади пожара за счет сгорания части пожарной нагрузки от

места возникновения пожара. Величину DS3 можно рассчитать по

при условии, что tп2 lim Sп1мах, то горение во втором периоде будет протекать в режиме ПРН до момента, пока площадь пожара не достигнет величины Sп2НВ. По формуле (9) рассчитаем время второго периода развития пожара до момента смены режима:

Dtп2НВ = (Sп2НВ — Sп1мах)/Vsmax = (29.3 — 1.7) / 0.6 = 46 мин.

С момента возникновения пожара окончание этого этапа будет составлять величину:

tп2НВ = tп1 мах + Dtп2НВ = 11.3 + 46 = 57.3 мин

Далее пожар будет развиваться в режиме ПРВ.

7. Принимая в качестве gт = 0.1 кг/(м 5/2×с), рассчитаем массовую скорость выгорания в режиме ПРВ по формуле (12):

VмасПРВ = gт × ПВ = 0.1 × 5.66 = 0.57 кг/с.

8. Рассчитаем «предельную» площадь пожара по формуле (11):

9. Определим время второй стадии развития пожара в режиме ПРВ по формуле (15):

Dtп2 lim = (Sп2 lim — Sп2НВ)/ Vsмах = (38 — 29.3) / 0.6 = 14.5 мин.

10. С момента возникновения пожара время до достижения пожаром «предельной» площади рассчитаем по формуле (16):

tп2 lim = tп1 мах + Dtп2НВ + Dtп2 lim = 11.3 + 46 + 14.5 = 71.8 мин.

11. Так как второй заданный момент времени 30 мин. tп2lim, определим площадь пожара по формуле (17):

Sп3 = Sп2 lim + DS3.

Для этого рассчитаем скорость выгорания пожарной нагрузки по формуле (20):

 = Vмlim × Sп2 lim × Кп / РПН = 0.005 × 38 × 3 / 50 = 0.0076 м2/с.

 = 0.0076 м2/с = 0.0076 × 60 м2/мин = 0.456 м2/мин.

Затем определим прирост площади пожара за счет сгорания части пожарной нагрузки к заданному моменту времени по формуле (18):

Следовательно: Sп3 = 38 + 3.74 = 41.74 м2.

13. Определим время охвата помещения по формуле (19):

tохв = (Sпола — Sп2 lim ) / Â + tп2 lim = (50 — 41.74) / 0.456 + 71.8 = 89.9 мин.

14. По полученным значениям построим график динамики роста площади пожара во времени с момента возникновения пожара до полного охвата помещения.

1. Д. Драйздейл. Введение в динамику пожаров. — М.: Стройиздат, 1990.- 424 с.

2. , . Лабораторный практикум по курсу «Теория горения и тушения пожаров». — М.: ВИПТШ МВД РФ, 1993.- 87 с.

3. Harmathy, T. Z. Design to cope with fully developed compartment fires, Design of Building for Fire Safety. 1979, American Society for Testing and Materials, STP 685, 198-276.

4. . «Анализ и прогнозирование параметров развития пожаров в жилом секторе Московской области на основании статистических данных по пожарам» (дипломная работа). — М.: МИПБ МВД РФ, 1997.- 71

Зависимость скорости роста площади пожара, Vsмах, м2/мин.,

от степени огнестойкости и типа объекта

📺 Видео

Влияние площади поверхности на скорость реакций в гетерогенных системах. Опыт 2Скачать

Длительное горение и тлеющий режим. Как правильно топить, сколько горит, все минусы и плюсы.Скачать

Расчет площади ТУШЕНИЯ. Простые формы (Пожарная тактика)Скачать

Варочная поверхность электрическая GORENJE IT 641 BSCСкачать

Расчет площади ПОЖАРА. Простые формы (Пожарная тактика)Скачать

Площадь квадрата. Как найти площадь квадрата?Скачать

Урок 187 (осн). Применения электролизаСкачать

Методики моделирования процессов горенияСкачать

Электрическое поле вблизи острияСкачать

Никто не живет в центре Австралии, и вы бы не сталиСкачать

Расчет площади очага пожара. Проектирование дымоудаления.Скачать

Отопительные печи длительного горения. Обзор серии "Герцогиня" торговой марки ДобростальСкачать

ФИЗИКА И ХИМИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ (Лекция №1)Скачать