- •Методические указания
- •280700.62 Техносферная безопасность
- •Часть 2
- •Введение
- •1. Расчёт температурных пределов распространения пламени
- •Определение плотности пара по воздуху
- •2. Расчёт температуры вспышки и температуры воспламенения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •3. Расчёт температуры самовоспламенения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •4. Определение основных параметров пожара
- •5. Расчёт основных параметров взрыва
- •5.1. Давление при взрыве газовоздушных смесей
- •5.2. Расчет избыточного давления взрыва
- •5.3. Расчет тротилового эквивалента взрыва и безопасного расстояния по действию воздушных ударных волн
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Библиографический список
- •Содержание
- •МЕтодические указания
- •Часть 2
- •Фгбоу впо «Воронежский государственный
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
4. Определение основных параметров пожара
Основные параметры пожара:
Площадь пожара,Fп(м2). Площадью пожара называется площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость
Продолжительность пожара,τп, мин (час) − время с момента его возникновения до полного прекращения горения.
Температура пожара – tп, оС, либо Тп, K. Для открытых пожаров за температуру пожара принимают температуру пламени.
Для внутренних пожаров за температуру пожара принимают среднеобъемную температуру газовоздушной среды в помещении.
Величина пожарной нагрузки, Рп.н., кг/м2 – это масса всех горючих и трудногорючих материалов, приходящихся на 1 м2площади их размещения.
Площадь поверхности горения – Fпг, м2. Этот параметр характеризует реальную площадь поверхности горючего, которая участвует в горении.
Коэффициент поверхности горения, Kпг − отношение площади поверхности горения Fпг к площади пожара Fп :
. (11)
Линейная скорость распространения пожара, υл, м/с − расстояние, которое проходит фронт пламени в единицу времени по поверхности горючего материала.
Массовая скорость выгорания,υм, кг/с − масса пожарной нагрузки, выгоревшей в единицу времени. По физическому смыслу для твердых и жидких веществ этот параметр представляет собой скорость газификации горючего, т. е. какая масса горючего переходит в газообразное состояние в единицу времени. Чем больше площадь поверхности горючего вещества, тем интенсивнее газификация.
Приведенная массовая скорость выгорания , кг/(с·м2), кг/(мин·м2) − масса пожарной нагрузки, выгоревшей в единицу времени с единицы площади пожара:
. (12)
Удельная массовая скорость выгорания, , кг/(с·м2), кг/(мин·м2)] − масса выгоревшей пожарной нагрузки в единицу времени на единицу площади поверхности горения:
. (13)
Объемная скорость выгорания,υоб, м3/(м2.с) − объем пожарной нагрузки, выгорающей в единицу времени с единицы площади. Для газов это объем газа, сгоревший в единицу времени. Для жидкости объемную скорость выгорания используют для численного выражения скорости понижения уровня жидкости в резервуаре по мере ее выгорания, а для твердых веществ − уменьшения толщины слоя твердого горючего материала во времени (м/c).
Интенсивность пожара – qп, кВт − количество энергии в виде теплоты, выделяющееся при пожаре в единицу времени:
qп = β.υм .Qнс, (14)
где β – коэффициент полноты сгорания; υм – массовая скорость выгорания, кг/с; Qнс − низшая теплота сгорания материала, кДж/кг.
Пример. Определить массовую скорость выгорания материала при площади пожара 150 и 10 м2, если значение приведенной массовой скорости выгорания равно 0,02 кг/(м2с).
Решение.
Приведенная массовая скорость выгорания − это скорость выгорания (в кг/с), отнесённая к площади пожара (Fп), т.е. . Отсюда массовая скорость выгорания равна произведению:
= 0,02·150 = 3,0 кг/с; = 0,02·10 = 0,28 кг/с.
Ответ: массовая скорость выгорания материала составила 3,0 и 0,28 кг/с.
Пример. Определить интенсивность пожара при горении материала, имеющего низшую теплоту сгорания 12000 кДж/кг, если табличное значение приведенной массовой скорости выгорания равно 0,012 кг/(м2с), площадь пожара 35 м2, коэффициент полноты сгорания – 0,8.
Решение.
Интенсивность пожара рассчитывается по формуле (14). Предварительно рассчитаем массовую скорость выгорания, используя формулу (12)
= 0,012.35 = 0,42 кг/с, отсюда
qп = β. .Qнс= 0,8·0,42·12000 = 4032 кВт.
Ответ: интенсивность пожара составит 4032 кВт.
Задачи для самостоятельного решения
1. Определить массовую скорость выгорания материала при площади пожара 150 и 10 м2, если значение приведенной массовой скорости выгорания равно 0,02 кг/(м2с).
2. Сравните массовую скорость выгорания текстолита на площади пожара 250 и 10 м2, если значение приведенной массовой скорости выгорания равно 0,0067 кг/(м2с).
3. Сравните массовые скорости выгорания хлопка и штапельного волокна на площади пожара 20 м2, если значения приведенных массовых скоростей выгорания соответственно равны 0,004 и 0,0067 кг/(м2с).
4. Сравните массовые скорости выгорания целлулоидной кинопленки и книг на деревянных стеллажах при одинаковой площади горения, равной 40 м2, если значения приведенных массовых скоростей выгорания соответственно равны 1,17 и 0,0055 кг/(м2с).
5. Определить интенсивность тепловыделения на пожаре при горении органического стекла, имеющего низшую теплоту сгорания 27737 кДж/кг, если табличное значение приведенной массовой скорости выгорания равно 0,0143 кг/(м2с), площадь пожара 50 м2, коэффициент полноты сгорания – 0,6.
6. Определить интенсивность тепловыделения на пожаре при горении натурального каучука, имеющего низшую теплоту сгорания 42319 кДж/кг, если табличное значение приведенной массовой скорости выгорания равно 0,0133 кг/(м2с), площадь пожара 135 м2, коэффициент полноты сгорания – 0,75.
7. За какое время горения уровень жидкости в резервуаре опустится на 3,4 см, если удельная массовая скорость выгорания горючей жидкости равна 0,02 кг/(см2), плотность жидкости 850 кг/м3.
8. Насколько опустится уровень этилового спирта в резервуаре за 10 мин горения, если удельная массовая скорость выгорания горючей жидкости равна 0,0334 кг/(см2), плотность жидкости 789 кг/м3.