ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 766
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
пожара. Конфигурация контуров пожаров может быть разнообразной. Наиболее распространенными являются формы круга, эллипса, треугольника, трапециевидные.
Геометрические формы периметра пожара зависят от многих факторов, но определяющими являются: вид, количество, структура горючих материалов и их влагосодержание, температура воздуха, скорость ветра и топография местности.
Группа основных проводников горения разделена на две подгруппы: слои из мхов и лишайников, они остаются постоянными по своим характеристикам в течение всего сезона; слои из мелких растительных остатков, они изменяют свою структуру и физические свойства в течение сезона из-за неравномерности поступления и разложения растительных остатков.
Каждая из подгрупп основных проводников горения делится на четыре типа по скорости пожарного созревания, начиная с самых пожароопасных, влажность которых не зависит от влажности почвы и подстилки.
Слои из мхов и лишайников:
Лш - лишайниковый (из ягеля); пожарная зрелость наступает при I классе засухи (показатель Нестерова до 300 ед.), низовые пожары имеют преимущественно беглый характер.
Сх - сухомшистый (слои из зеленых мхов на дренированных участках); пожарная зрелость наступает при II классе засухи, характерны устойчивые низовые пожары.
Вл - влажно-мшистый (слои из зеленых мхов, политрихумов и сфагнов на слабо дренированных участках); пожарная зрелость наступает при Ш классе засухи (показатель Нестерова от 1001 до 4000 ед.), пожары имеют устойчивый характер.
Бм - болотно-моховой (слои из сфагновых и гипновых мхов в болотных лесах и на открытых болотах при отсутствии слоя из осоковой ветоши); участки с данным проводником горения практически негоримы (Бм2), за исключением небольших болот среди суходолов и неосушенных торфяников с мощностью торфа менее 0,8 м (Бм1), пожароопасный период наступает при IV-V классах засухи (показатель Нестерова от 4001 до 12000 ед.), характерны низовые устойчивые пожары.
Слои из мелких растительных остатков:
Тв - травяно-ветошный (слои из травяной ветоши, в которой преобладают усохшие на корню злаки или осоки при общем запасе не ме
нее 0,1 кг/м ); летом обычно переходит в рыхлоопадный или даже плотноопадный тип, а осенью восстанавливается; пожарная зрелось наступает при I классе засухи (показатель Нестерова до 300 ед.), характерны беглые низовые пожары.
3.5. Распространение и опасность дыма лесного пожара
При крупных лесных пожарах по направлению ветра возникают большие зоны задымления.
Так, в 1915 году в Сибири пожары охватили площадь около 1,6 млн. км2.
Дым от них распространился почти на всю Сибирь, а на горящей территории и вокруг неё плотность дыма в течении 50 дней была так велика, что на расстоянии до 20 метров не были видны окружающие предметы. Всё лето 1972 года в Московской области горели леса и торфяники. В Москве стояла дымная мгла, автомобили передвигались с горящими фарами, а солнце даже в полдень не пробивало смог.
Крупные пожары были в 1976-77 гг. в Хабаровском крае, горели леса и торфянники. Авиационная охрана лесов Сибири и Дальнего Востока «ослепла» от дыма. Для тушения лесных пожаров было привлечено несколько тысяч человек населения, сотни единиц различной техники. Несмотря на принятые меры, сгорели десятки населённых пунктов, расположенных в лесных массивах, много предприятий лесной и деревообрабатывающей промышленности, склады круглого леса и др. Задымлённость атмосферы достигала 400-500 км в диаметре. Крупные лесные пожары с сильным задымлением на большой площади были во Франции, Германии, США и других странах.
Частицы дисперской фазы (дыма) имеют размеры 10-5 – 10-7м. Они поднимаются восходящим конвективным потоком с кромки пожара, затем выпадают из неё и под действием силы ветра передвигаются одновременно опускаясь к Земле под действием силы тяжести. Весовая концентрация частиц в дыму (воздухе) около 7∙10-3 кг/м3.
Путь, проходимый частицей в горизонтальном направлении за время её падения с высоты H пад, определяется по формуле:
(3.2)
где: vч – скорость частицы, м/с;
τпад – время падения частицы с высоты Hпад, с;
Cа – коэффициент аэродинамического сопротивления частицы;
Sч – площадь миделевого сечения частицы, м2;
ρч – плотность частицы, кг/м3;
vв – скорость ветра, м/с.
Субъективное ощущение плотности дыма связано с расстоянием, на которое видит человек сквозь слой продуктов сгорания. Видимость в дыму зависит от многих факторов: цвета дыма, размеров его частиц, освещенности объекта, психологического состояния человека и др.
Величину дальности видимости в дыму различной плотности можно приблизительно определить по предлагаемой формуле:
(3.3)
где: Km – коэффициент турбулентного обмена продуктов сгорания с воздухом, равный 0,02 м-2∙сут-1;
Nc – количество суток с ветром;
Wдуд – количество дыма на единицу площади сгорания, которое рассчитывается по формуле:
(3.4)
где: Кдв – коэффициент, характеризующий подъём дыма от земли;
Lp – расстояние пройденное дымом за сутки, м;
Lфр– ширина фронта горения, м;
Wдс – объём дыма, выделяющегося с кромки пожара за сутки, м3.
Средняя величина дальности видимости, рассчитанная по формуле (3.3), показана на рис. 3.2.
Lвд, м
4000
3000
2000
1000
0
10 20 30 40 50 60 Nс
Рис. 3.2. Видимость при лесоторфяных пожарах.
Участники тушения пожаров, работая на задымлённой территории могут получить отравление продуктами сгорания. Пожарная и другая техника, участвующая в ликвидации пожаров, работающая в зоне задымления «задыхается», двигатели теряют мощность и часто останавливаются.
При горении лесных материалов выделяются окись и двуокись углерода. Наибольшая их концентрация создаётся при «опасной» скорости ветра и неустойчивом состоянии атмосферы при Vв = 0,5-2 м/с. Максимальная концентрация отравляющих веществ создаётся у поверхности земли вблизи кромки пожара по направления ветра. Это происходит тогда, когда конвекционный поток от кромки пожара прижимается к земле, и с подветренной стороны образуется максимальная концентрация вредных веществ, которую можно определить по формуле:
(3.5)
где: H – высота пламени от поверхности земли, м;
Z – высота измерения концентрации вредностей от земли, м;
r– расстояние от источника вредностей по горизонтали (кромки пожара), м;
А – коэффициент турбулентного обмена;
М – количество выделяющихся вредных веществ (мг/с), которое определяется по формуле:
(3.6)
где: Соч – концентрация окиси углерода в очаге горения, мг/л;
bп – ширина кромки пожара, м;
α – коэффициент избытка воздуха;
Qпс – теплосодержание продуктов сгорания, выделяющихся с единицы площади пожара в единицу времени, которое будет:
(3.7)
где: vм – массовая скорость выгорания лесного материала, кг/(м2∙с);
V1; Vв – соответственно объём продуктов сгорания и воздуха, необходимого для сгорания 1 кг древесины; м3/кг;
Qнр – низшая
Геометрические формы периметра пожара зависят от многих факторов, но определяющими являются: вид, количество, структура горючих материалов и их влагосодержание, температура воздуха, скорость ветра и топография местности.
Группа основных проводников горения разделена на две подгруппы: слои из мхов и лишайников, они остаются постоянными по своим характеристикам в течение всего сезона; слои из мелких растительных остатков, они изменяют свою структуру и физические свойства в течение сезона из-за неравномерности поступления и разложения растительных остатков.
Каждая из подгрупп основных проводников горения делится на четыре типа по скорости пожарного созревания, начиная с самых пожароопасных, влажность которых не зависит от влажности почвы и подстилки.
Слои из мхов и лишайников:
Лш - лишайниковый (из ягеля); пожарная зрелость наступает при I классе засухи (показатель Нестерова до 300 ед.), низовые пожары имеют преимущественно беглый характер.
Сх - сухомшистый (слои из зеленых мхов на дренированных участках); пожарная зрелость наступает при II классе засухи, характерны устойчивые низовые пожары.
Вл - влажно-мшистый (слои из зеленых мхов, политрихумов и сфагнов на слабо дренированных участках); пожарная зрелость наступает при Ш классе засухи (показатель Нестерова от 1001 до 4000 ед.), пожары имеют устойчивый характер.
Бм - болотно-моховой (слои из сфагновых и гипновых мхов в болотных лесах и на открытых болотах при отсутствии слоя из осоковой ветоши); участки с данным проводником горения практически негоримы (Бм2), за исключением небольших болот среди суходолов и неосушенных торфяников с мощностью торфа менее 0,8 м (Бм1), пожароопасный период наступает при IV-V классах засухи (показатель Нестерова от 4001 до 12000 ед.), характерны низовые устойчивые пожары.
Слои из мелких растительных остатков:
Тв - травяно-ветошный (слои из травяной ветоши, в которой преобладают усохшие на корню злаки или осоки при общем запасе не ме
нее 0,1 кг/м ); летом обычно переходит в рыхлоопадный или даже плотноопадный тип, а осенью восстанавливается; пожарная зрелось наступает при I классе засухи (показатель Нестерова до 300 ед.), характерны беглые низовые пожары.
3.5. Распространение и опасность дыма лесного пожара
При крупных лесных пожарах по направлению ветра возникают большие зоны задымления.
Так, в 1915 году в Сибири пожары охватили площадь около 1,6 млн. км2.
Дым от них распространился почти на всю Сибирь, а на горящей территории и вокруг неё плотность дыма в течении 50 дней была так велика, что на расстоянии до 20 метров не были видны окружающие предметы. Всё лето 1972 года в Московской области горели леса и торфяники. В Москве стояла дымная мгла, автомобили передвигались с горящими фарами, а солнце даже в полдень не пробивало смог.
Крупные пожары были в 1976-77 гг. в Хабаровском крае, горели леса и торфянники. Авиационная охрана лесов Сибири и Дальнего Востока «ослепла» от дыма. Для тушения лесных пожаров было привлечено несколько тысяч человек населения, сотни единиц различной техники. Несмотря на принятые меры, сгорели десятки населённых пунктов, расположенных в лесных массивах, много предприятий лесной и деревообрабатывающей промышленности, склады круглого леса и др. Задымлённость атмосферы достигала 400-500 км в диаметре. Крупные лесные пожары с сильным задымлением на большой площади были во Франции, Германии, США и других странах.
Частицы дисперской фазы (дыма) имеют размеры 10-5 – 10-7м. Они поднимаются восходящим конвективным потоком с кромки пожара, затем выпадают из неё и под действием силы ветра передвигаются одновременно опускаясь к Земле под действием силы тяжести. Весовая концентрация частиц в дыму (воздухе) около 7∙10-3 кг/м3.
Путь, проходимый частицей в горизонтальном направлении за время её падения с высоты H пад, определяется по формуле:
(3.2)где: vч – скорость частицы, м/с;
τпад – время падения частицы с высоты Hпад, с;
Cа – коэффициент аэродинамического сопротивления частицы;
Sч – площадь миделевого сечения частицы, м2;
ρч – плотность частицы, кг/м3;
vв – скорость ветра, м/с.
Субъективное ощущение плотности дыма связано с расстоянием, на которое видит человек сквозь слой продуктов сгорания. Видимость в дыму зависит от многих факторов: цвета дыма, размеров его частиц, освещенности объекта, психологического состояния человека и др.
Величину дальности видимости в дыму различной плотности можно приблизительно определить по предлагаемой формуле:
(3.3)где: Km – коэффициент турбулентного обмена продуктов сгорания с воздухом, равный 0,02 м-2∙сут-1;
Nc – количество суток с ветром;
Wдуд – количество дыма на единицу площади сгорания, которое рассчитывается по формуле:
(3.4)где: Кдв – коэффициент, характеризующий подъём дыма от земли;
Lp – расстояние пройденное дымом за сутки, м;
Lфр– ширина фронта горения, м;
Wдс – объём дыма, выделяющегося с кромки пожара за сутки, м3.
Средняя величина дальности видимости, рассчитанная по формуле (3.3), показана на рис. 3.2.
Lвд, м
4000
3000
2000
1000
0
10 20 30 40 50 60 Nс
Рис. 3.2. Видимость при лесоторфяных пожарах.
Участники тушения пожаров, работая на задымлённой территории могут получить отравление продуктами сгорания. Пожарная и другая техника, участвующая в ликвидации пожаров, работающая в зоне задымления «задыхается», двигатели теряют мощность и часто останавливаются.
При горении лесных материалов выделяются окись и двуокись углерода. Наибольшая их концентрация создаётся при «опасной» скорости ветра и неустойчивом состоянии атмосферы при Vв = 0,5-2 м/с. Максимальная концентрация отравляющих веществ создаётся у поверхности земли вблизи кромки пожара по направления ветра. Это происходит тогда, когда конвекционный поток от кромки пожара прижимается к земле, и с подветренной стороны образуется максимальная концентрация вредных веществ, которую можно определить по формуле:
(3.5)где: H – высота пламени от поверхности земли, м;
Z – высота измерения концентрации вредностей от земли, м;
r– расстояние от источника вредностей по горизонтали (кромки пожара), м;
А – коэффициент турбулентного обмена;
М – количество выделяющихся вредных веществ (мг/с), которое определяется по формуле:
(3.6)где: Соч – концентрация окиси углерода в очаге горения, мг/л;
bп – ширина кромки пожара, м;
α – коэффициент избытка воздуха;
Qпс – теплосодержание продуктов сгорания, выделяющихся с единицы площади пожара в единицу времени, которое будет:
(3.7)где: vм – массовая скорость выгорания лесного материала, кг/(м2∙с);
V1; Vв – соответственно объём продуктов сгорания и воздуха, необходимого для сгорания 1 кг древесины; м3/кг;
Qнр – низшая