51 Роль теплового излучения горячего дыма в развитии пожара.
Тепловое излучение горячего дыма, является важным фактором, влияющим на развитие пожара внутри замкнутых пространств. Во время развития пожара в помещении горячие дымные газы накапливаются под потолком, излучая в нижележащие области и тем самым приближая начало полностью развитого горения. Слой дыма является неоднородным, при этом частичное поглощение излучения в нижележащих слоях играет важную роль. С горячим дымом выделяется значительное количество тепла, которое используется для энергетических целей.
Системы транспортировки могут усугублять и усложнять проблемы пожаробезопасности, поскольку замкнутое пространство шахты лифта действует как камин или дымоход из-за эффекта наслаивания горячего дыма и газов. Это приводит к движению дыма и продуктов горения от нижних к верхним этажам здания.
52 Распространение пламени по жидким и твердым горючим материалам.
Размер пожара зависит от многих факторов: от диаметра очага, от скорости горения горючего материала и т. д. Скорость может быть выражена в виде массового расхода летучих продуктов горючего, поступающих в пламя (m, г/с) или в виде интенсивности теплоотдачи Qc, кВт:
,
где ∆Hс – теплота сгорания летучих продуктов, χ – коэффициент, учитывающий неполноту сгорания
Жидкости стремятся гореть как бассейны с горизонтальными однородными зеркалами. Однако в нефтехимической промышленности и связанной с ней отраслями возможно возникновение развивающегося пожара жидкости, при котором сильная утечка жидкости вызывает растекание горящей жидкости по территории предприятия. Пожар такого типа очень трудно потушить, он может нанести громадный ущерб предприятию и вызвать повреждение стальных конструкций.
Горение жидкости в резервуарах. Зависимости скорости регрессии и высоты пламен от диаметра резервуара в диапазоне диаметров от 3,7∙10-3 до 22,9 м представлен на рисунке:
Можно выделить три режима горение. Если диаметр менее 0,03 м, то пламенна - ламинарные, а скорость горения R уменьшается с ростом диаметра. При очень больших диаметрах (D > 1 м) пламенна полностью турбулентны и R становится независимой от диаметра. В диапазоне от 0,03 < D < 1 м наблюдается переходной режим между ламинарным и турбулетным пламенами.
Зависимость скорости выгорания от диаметра резервуара горящих жидкостей в открытых поддонах:
Горение жидких капель. Если воспламеняемая жидкость распылена в виде взвеси капель в воздухе, то может произойти быстрое возгорание такой системы, даже если жидкость еще не достигла температуры воспламенения. Это является исключительно эффективным методом, с помощью которого могут быть подожжены жидкие горючие вещества. Метод широко применяется в промышленных топках и других устройствах.
Горение твердых веществ. Горение твердого горючего обычно требует химического разложения, в результате которого образуется газы горючего (летучие продукты), которые могут поступать в пламя с поверхности в нем. В отличии от жидкостей, твердые вещества могут гореть при любой ориентации, хотя термопластики в условиях пожара стремятся расплавляться и течь. Важнейшие факторы, определяющие скорость горения, представлены в выражении
Температура поверхности горящих твердых веществ обычно достигают больших значений (для типичных твердых веществ более 350 0С), таким образом лучистые потери тепла с поверхности значительны. Тепло, которое необходимо для образования летучих веществ или теплота газификации Lv у твердых веществ значительно выше, чем у жидкостей, так как это связано с химическим распадом веществ.
Зависимость скорости выгорания массы полиоксиметилена от мольной доли кислорода при отсутствии внешнего теплового потока QЕ’’(а) и его зависимость от внешнего теплового потока (б):
а б
Горение древесины. В отличии от синтетических материалов древесина является неоднородным материалом, к тому же и неизотропным, т. е. многие его свойства меняются в зависимости от направлении, в котором ведутся измерения. Древесина является сложной смесью естественных полимеров большой относительной молекулярной массы, важнейшей из которых является целлюлоза (50%), гемицеллюлоза (25%) и лингвин (25%). Массовые доли этих компонентов смеси меняются от одной разновидности древесины к другой. Так же древесина содержит поглощенную влагу, количество которой все время меняется.
Графики, построенные по результатам термогравиметрического анализа (1 - лигнин; 2 - целлюлоза; 3 - древесина):
