(9)

где –фактический массовый расход воздуха, м³/ч;

– теоретически необходимый секундный массовый расход воздуха на процесс горения, м³/ч.

Секундный массовый расход воздуха, теоретически необходимый для полного сгорания пожарной нагрузки при заданной площади пожара S_п и установившийся к данному моменту времени приведенной скорости выгорания , можно рассчитать по формуле
( 10)

где – приведенная скорость выгорания, = 0,0014 кг/(м²·с) [7];

– объем воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания 1 кг горючего вещества = 4,2 м³/кг[6];

– плотность воздуха, = 1,23 кг/м³ [6].

Подставим известные значения в формулу (10)




Секундный расход воздуха, поступающего в помещение, вычисляется по формуле

( 11)

где μ – коэффициент сопротивления проема, μ =0,6 [6];

β – ширина проема, β = 3,0 м;

h₀ – высота ПРД относительно нижней отметки проема, h₀ = 0,8 м;

g – ускорение свободного пaдeния,g = 9,8 м/с.

Подставим известные значения в формулу (11)

Подставим известные значения в формулу (9)

Нарисуем график изменения интенсивности газообмена в помещении, полученный результат представим на рисунке 6.

---

Рисунок 6 – График изменения интенсивности газообмена в помещении




5 Расчет интенсивности подачи, расхода огнетушащих веществ и времени тушения пожара

Вода и водные растворы являются огнетушащими веществами преимущественно охлаждающего действия. С помощью воды прекращения горения достигают, охлаждая зону горения, так и горящий материал. Кроме того, водяной пар оказывает дополнительное разбавляющее действие. В результате температура пламени достигает температуры потухания. Разбавляющий эффект воды заключается в том, что при полном ее испарении из 1 литра образуется 1720 л пара, который является огнетушащим веществом.

В качестве огнетушащего вещества на тушение пожара в рассмотренном выше помещении используем воду. Общая площадь помещения 48 м². Время свободного горения примем равным 15 мин. Температуру поверхности примем равной 600 ^оС. Охлаждающий эффект воды составляет 2600 кДж/кг. Проведем расчет оптимальной интенсивности подачи и удельного расхода воды при тушении поверхности горящей нагрузки типа мебели, если массовая удельная скорость выгорания равна 0,0014 кг/(м² с), внешний падающий тепловой поток 42,1 кВт/м². Удельную теплоту пиролиза L примем равной 2800 кДж/кг, низшую теплоту сгорания – 16500 кДж/кг. Для прекращения горения мебели требуется понизить температуру ее поверхности с Т_пов до температуры начала активного пиролиза Т_пир.

Оптимальная интенсивность подачи рассчитывается по следующей формуле




(12)

где – охлаждающий эффект воды, = 2600 кДж/кг [1];

q – внешний подающий тепловой поток, q = 42,1 кВт/м² [1];

Значение Q_зап находится по выражению (13) с использованием (14)

(

---

13)

где L– удельная теплота пиролиза, L =2800 кДж/кг;
L_экв = 0,06∙Q_н, (14)
( 15)

Подставляем исходные данные, получим

L_экв = 0,06∙16500 = 990 кДж/кг,

Оптимальная интенсивность подачи, формула (12)

Удельный расход огнетушащего вещества равен интенсивности подачи, умноженной на τ_т. Время тушения τ_т, мин, находим по формуле
( 16)

где I - оптимальная интенсивность подачи воды, I= 0,11 л/(м² с);

q_вн - внешний падающий тепловой поток, q_вн = 42,1 кВт/м².





Определим удельный расход воды (в расчете на площадь горения) при оптимальной интенсивности подачи

q_уд = 0,11∙137≈15,07 л/м².
Построим график зависимости времени тушения мебели от интенсивности подачи воды. Полученный результат представим на рисунке 7.


Рисунок 7 - Зависимость времени тушения мебели от интенсивности подачи воды




ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Знание закономерностей изменения параметров пожара необходимо для обеспечения безопасности людей, разработки мер по предотвращению распространения пожаров, для проектирования систем автоматического обнаружения и тушения, планирования сил и средств, необходимых для ликвидации пожаров.

Зависимость изменения площади пожара во времени носит нелинейный скачкообразный характер: имеются временные интервалы быстрого и медленного увеличения площади пожара.

Результаты расчетов площади пожара в помещении:

– от очага пожара до ближайшего дверного проема фронт пламени пройдет расстояние 2,6 м, а его площадь будет равна 3,14 м²;

– от очага пожара до вскрытия первого оконного проема фронт пламени пройдет по времени 11,7 мин, и охватит площадь 54,9 м

---

²;

– в последующее помещение фронт пожара проникнет через 16,4 мин, а полностью помещение будет в огне через 22,3 мин;

– полностью все здание будет охвачено огнем через 36,3 мин, и площадь пожара будет равна 203,5 м².

С ростом площади пожара увеличивается объем зоны горения и площадь излучения, появляются конвективные потоки. Все это приводит к повышению среднеобъемной температуры и, как следствие, температуры всех предметов и материалов, находящихся в помещении.

На кривой «температура пожара - время пожара» (рисунок 4) можно выделить 3 временные области, различающиеся скоростью нарастания температуры:

– медленный рост температуры до 100 °С на начальной стадии (0-6 мин), обусловленный ограниченностью площади пожара и низкой теплопроводностью воздуха (конвективные потоки практически отсутствуют);

– скачкообразное повышение температуры от 100 до - 380 °С в интервале времени 6 - 15 мин, связанное с усилением конвективных потоков и возрастанием концентрации кислорода за счет разрушения остекления;

– дальнейшее медленное повышение температуры до - 250 °С, происходящее в условиях относительной стабилизации процесса горения.

Плотность теплового потока на заданные моменты времени составит:

– для 5 минут 8,1 кВт/м²;

– для 15 минут 48,2 кВт/м²;

– для 25 минут 32,7 кВт/м²;

– для 49 минут 42,7 кВт/м².

Удельный расход воды необходимый для тушения пожара составит 15,07 л/м².

После того как все горючие материалы уже охвачены пламенем, рост площади пожара в данном помещении прекращается, и начинается более интенсивное повышение среднеобъемной температуры. На этом заканчивается первая, так называемая начальная стадия пожара. В течение второй стадии при наличии достаточного притока воздуха увеличивается скорость выгорания горючих веществ, теплота пожара, растет температура газовой среды. В этой стадии пожара прекращается изменение параметров тепло - и газообмена, температура достигает максимального значения, и начинается третья стадия пожара − стационарная. При свободном развитии пожара горючие материалы выгорают, и пожар переходит в стадию затухания.




СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

---

1 Гайнуллина Е.В., Марков В.Ф., Маскаева Л.Н. «Физико-химические основы развития и тушения пожаров». Определение основных параметров развития и тушения внутреннего пожара. Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы Специальность 280705 Пожарная безопасность / Под ред А А Урицкой. − Екатеринбург: Уральский институт ГПС МЧС России 2014. − 54 с.

2 Абдурагимов И.М., Говоров В.Ю., Макаров В.Е. Физико-химические основы развития и тушения пожаров. − М: ВИНИТИ. 1980. − 256 с.

3 Бобков С.А. Бабурин А.В., Комраков П.В. Примеры и задачи по курсу «Физико-химические основы развития и тушения пожара»: − Сп: Дрофа, 2006. 257 с.

4 Драйздейл Д. «Введение в динамику пожаров» / Пер. с анг. − М.: Стройиздат, 1990. − 424 с.

5 Марков В.Ф., Маскаева Л.Н., Пазникова С.Н. «Физико-химические основы развития и тушения пожаров»: − М: ВИНИТИ, 1989. − 340 с.

6 Марков В.Ф., Маскаева Л.Н., Гайнуллина Е.В., Беззапонная О.В. Сборник задач по курсу «Физико-химические основы развития и тушения пожаров»: − М: ВИНИТИ, 1994. – 324 с.

7 СТО 006-2020 «Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности»: − Саранск: МГУ, 2020. – 70 с.

---

Смотрите также файлы

• Задания к теме Создание компьютерной системы обучения.doc

• Реферат по дисциплине история государства и права зарубежных стран.docx

• 6. Теоретические основы специальной психологии.docx

• Автономная некоммерческая организация высшего образования московский международный университет индивидуальноезадание на учебную практику.docx

• Г. И. Носова (фгбоу во мгту).docx