4. Определение основных параметров пожара

Основные параметры пожара:

Площадь пожара,F_п(м²). Площадью пожара называется площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость

Продолжительность пожара,τ_п, мин (час) − время с момента его возникновения до полного прекращения горения.

Температура пожара – t_п, ^оС, либо Т_п, 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, Р_п.н., кг/м² – это масса всех горючих и трудногорючих материалов, приходящихся на 1 м²площади их размещения.

Площадь поверхности горения – F_пг, м². Этот параметр характеризует реальную площадь поверхности горючего, которая участвует в горении.

Коэффициент поверхности горения, K_пг − отношение площади поверхности горения F_пг к площади пожара F_п :

. (11)

Линейная скорость распространения пожара, υ_л, м/с − расстояние, которое проходит фронт пламени в единицу времени по поверхности горючего материала.

Массовая скорость выгорания,υ_м, 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,υ_об, м³/(м^2.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 – q_п, кВт − количество энергии в виде теплоты, выделяющееся при пожаре в единицу времени:

q_п = β^.υ_м ^.Q^н_с, (14)

где β – коэффициент полноты сгорания; υ_м – массовая скорость выгорания, кг/с; Q^н_с − 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 (F_п), 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

q_п = β^{. .}Q^н_с= 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/(см²), 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/(см²), плотность жидкости 789 кг/м³.