2.3. Задачи

2.1. Найти массу сгоревшей древесины при пожаре штабеля, сложенного из брёвен в 5 рядов. В каждом ряду семь бревен (рис. 2.5). Плотность древесины составляет 500 кг/м³, удельная массовая скорость выгорания 0,012 кг/(см²). Пожар длился 8 мин, средний диаметр брёвен 15 см, длина каждого бревна 1,5 м.

Рис. 2.5. Схема штабеля, сложенного из брёвен в 5 рядов

2.2.Определить приведенную массовую скорость выгорания пожарной нагрузки в виде куба, имеющего грань, длиной 2 м, если за 30 мин. выгорело 10 % его массы. Плотность материала 300 кг/м³.

2.3. Насколько опустится уровень дизельного топлива за 25 минут горения в резервуаре. Плотность массы дизельного топлива составляет 730 кг/м³, скорость выгорания равна 0,33 см/мин.

2.4. Определить массовую скорость выгорания материала при площади пожара 150 и 10 м², если значение приведенной массовой скорости выгорания равно 0,02 кг/(м²с).

2.5. Сравните массовую скорость выгорания текстолита на площади пожара 250 и 10 м², если значение приведенной массовой скорости выгорания равно 0,0067 кг/(м²с).

2.6. 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).

2.7. 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).

2.8. 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.

2.9. 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.

2.10. 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.

2.11. 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.

2.12. Найти линейную скорость выгорания керосина в резервуаре, если плотность керосина 780 кг/м³, удельная массовая скорость выгорания составляет 0,0483 кг/(см²).

2.13. Найти массовую скорость выгорания этилового спирта в резервуаре, если плотность керосина 789 кг/м³, линейная скорость выгорания составляет 0,042 мм/с.

2.14. Определить величину пожарной нагрузки и теплового эквивалента пожарной нагрузки в гостиной площадью 35 м². Пол в помещении выложен дубовым паркетом толщиной h =2,5 см. Плотность паркета  составляет 540 кг/м³. В помещении имеется следующая мебель: шкаф для посуды массой 100 кг, дубовый стол – 55 кг, восемь стульев по 8 каждый, угловой диван массой 125 кг, состоящий (по массе) из 65 % древесины, 25 % пенополиуретана и 10 % кожи. Низшие теплоты сгорания древесины, пенополиуретана, и кожи соответственно составляют 16,5; 24,52; 21,52 МДж/кг.

2.15. Определить величину удельной горючей и удельной пожарной нагрузки в помещении склада площадью 20 м². Пол в помещении выложен деревянными досками толщиной 4 см. Поверх половых досок настелен линолеум толщиной 3 мм. Плотность линолеума 2000 кг/м³. На деревянных стеллажах (суммарная масса стеллажей - 180 кг) хранятся изделия из следующих материалов: кожи – 120 кг, ткани – 80 кг, бумаги – 50 кг, резины – 160 кг. Плотность древесины составляет 450 кг/м³. Низшая теплота сгорания древесины - 16,5 МДж/кг, линолеума 33,52, кожи 24,52, ткани 13,4, бумаги 14,5 и резины 33,52 МДж/кг.

2.16. Определить количество тепла, которое выделится на внутреннем пожаре за 20 минут, если площадь поверхности горения составляет 250 м², средний коэффициент поверхности равен 5, приведённая массовая скорость выгорания - 0,008 кг/(м²с), низшая теплота сгорания горючего составляет 25 МДж/кг, коэффициент полноты сгорания – 0,8.

2.17. В помещении площадью 50 м² сложен горючий материал в форме куба. Ребро куба а = 4 м, плотность материала  = 500 кг/м³, низшая теплота сгорания Q_н = 20000 кДж/кг, коэффициент полноты сгорания β = 0,7. Рассчитать удельную пожарную нагрузку помещения и коэффициент поверхности горения. Определить параметры пожара: массовую скорость выгорания, приведённую и удельную скорости выгорания; интенсивность пожара, если за 120 минут горения масса материала уменьшилась на 10 %.

2.18. Определить время возникновения горения в торговом зале книжного магазина по следующим исходным данным. Пожар ликвидирован в 10⁰⁰. Площадь пожара равна площади помещения – 200 м². Масса горючего до пожара 35000 кг. Средняя степень выгорания 50%. Среднее значение приведённой массовой скорости выгорания за время горения и тушения принять равным половине справочного значения, которое равно 0,438 кг/(м²с).

2.19. Рассчитать интенсивность пожара компактного газового фонтана, дебит которого 4,3 млн. м³/сутки, коэффициент полноты сгорания − 0,85. Состав газа: 80 об. % метана, 12 об. % сероводорода, 3 об. % пропана, 2 об. % азота и 3 об. % сероуглерода. Исходные данные для расчетов см. в приложении П. 10.

2.20. Рассчитать выгоревшую массу древесины на открытом пожаре штабеля древесины. В табл. 2.1 приведены исходные данные для расчета. Вид штабеля приведен на рис. 2.2.

2.21. Определить теплоту пожара при горении жидкости резервуаре (рис.2.6) и глубину ее выгорания (Δh). Исходные данные для расчета приведены в табл. 2.2.

Рис. 2.6. Схема горения жидкости в резервуаре

Таблица 2.1

Данные для решения задачи 2.20

№ пп	Плотность древесины ρ, кг/м3	Длина бруса l, м	Сечение а, м	Время горения, τ, мин	Удельная массовая скорость выгорания ,кг/(м2.с)
1	500	1,0	0,10	9	0,010
2	510	1,1	0,11	10	0,014
3	520	1,2	0,12	7	0,018
4	490	1,3	0,13	8	0,017
5	480	1,4	0,14	12	0,010
6	460	1,5	0,15	15	0,018
7	440	1,6	0,16	11	0,018
8	450	1,7	0,17	9	0,010
9	430	1,8	0,18	6	0,015
10	470	1,9	0,19	5	0,014
11	410	2,0	0,20	8	0,013
12	420	2,1	0,21	13	0,015
13	530	2,2	0,22	5	0,012
14	540	2,3	0,23	14	0,014
15	550	2,4	0,24	10	0,011
16	520	2,3	0,23	11	0,017
17	510	2,2	0,22	9	0,015
18	520	2,1	0,21	8	0,016
19	490	2,0	0,20	7	0,013
20	480	1,9	0,19	12	0,016
21	460	1,8	0,18	11	0,012
22	440	1,7	0,17	9	0,017
23	450	1,6	0,16	12	0,018
24	430	1,5	0,15	13	0,011
25	470	1,4	0,14	15	0,012
26	410	1,3	0,13	12	0,019
27	420	1,2	0,12	8	0,014
28	400	1,1	0,11	11	0,013
29	530	2,4	0,24	10	0,016
30	540	1,0	0,10	9	0,012

Таблица 2.2

Данные для решения задачи 2.21

№ пп	Жидкость	Плотность ρ, кг/м3	Диаметр резервуара,d, м	Низшая теплота сгорания, QнкДж/кг	Коэффициент полноты сгорания, β	Время выгорания, τ, мин	Удельная массовая скорость выгорания ,кг/(м2.с)
1	Ацетон	790	8	31360	0,90	30	0,047
2	Мазут	940	6	41900	0,80	25	0,035
3	Керосин осветительный	790	10	43692	0,85	20	0,038
4	бензин	800	6	43580	0,80	40	0,042
5	Бутиловый спирт	805	5	36200	0,90	25	0,013
6	нефть	920	12	43600	0,80	28	0,020
7	гептан	684	5	44910	0,90	35	0,045
8	декан	734	10	44602	0,85	28	0,032
9	спирт изо- бутиловый	803	4	36743	0,80	30	0,017
10	спирт изо- бутиловый	784	5	34139	0,90	25	0,025
11	спирт метиловый	787	12	23839	0,85	35	0,022
12	октан	702	8	44787	0,80	20	0,033
13	пентан	621	10	45350	0,90	15	0,040
14	спирт про-пиловый	801	15	34405	0,80	18	0,038
15	спирт этиловый	785	8	30562	0,85	12	0,015
16	Дизельное топливо	790	15	43419	0,85	16	0,030
17	уайт-спирит	780	6	43966	0,90	22	0,045
18	Масло тран-сформаторное	870	8	43550	0,83	27	0,041
19	гексан	655	10	45105	0,87	20	0,039
20	спирт гексиловый	826	6	39587	0,82	23	0,028
21	изопентан	619	12	35239	0,88	16	0,037

Продолжение табл. 2.2.

22	Акриловая кислота	1051	8	18000	0,86	28	0,042
23	спирт амиловый	805	10	34702	0,82	17	0,017
24	Бензол	874	6	38519	0,82	32	0,040
25	гексаден	773	8	44312	0,85	14	0,035
26	этилбензол	863	10	41323	0,84	10	0,027
27	анилин	1022	4	32384	0,85	14	0,020
28	ксилол	860	5	52829	0,88	25	0,031
29	нефть	900	3	42800	0,90	35	0,023
30	Керосин тракторный	820	8	43700	0,90	30	0,055