Глава 4

Параметры тушения горючих веществ и материалов

Процесс тушения для всех видов горючих веществ и материалов характеризуется следующими параметрами:

Время тушения , с, мин, – время от начала подачи огнетушащего вещества до момента прекращения горения.

Интенсивность подачи J, л/(м ·с) – количество огнетушащего вещества, подаваемое на 1 м площади пожара в секунду.

Удельный расход – количество огнетушащего вещества, л, кг, израсходованное за время тушения в расчете либо на 1 м площади пожара, либо на 1 м объема помещения, либо на 1 м фонтанирующего газа.

Время тушения и затраты огнетушащего вещества зависят от интенсивности подачи.

Время тушения зависит от соотношения фактической и критической интенсивности подачи. Если фактическая интенсивность подачи огнетушащего вещества оказывается равной критической, тушение не достигается, τ → ∞. При тушении пенами критической является интенсивность подачи, равная интенсивности разрушения пены; при тушении газовыми составами и аэрозолями – интенсивность утечки огнетушащего вещества из заполняемого объёма помещения; при тушении водой по поверхности –интенсивность подачи, компенсирующая лучистый тепловой поток к горящей поверхности от собственного пламени и внешних источников излучения.

Интенсивность подачи, при которой удельный расход огнетушащего вещества минимален, считается оптимальной .

Выбор огнетушащих веществ и способов их подачи зависит от того, какие условия необходимы и достаточны для прекращения горения данного вида горючего вещества в данных условиях пожара.

Задача 5

Найти теоретическую оптимальную интенсивность подачи ,

[ ]; требуемый секундный расход огнетушащего вещества g, [л/с]; удельный расход , [л/м ] и количество стволов , [штук], необходимых для тушения пожара древесины на заданной площади.

Дано: приведенная массовая скорость выгорания =0,0060 кг/(м с); внешний падающий тепловой поток =28 кВт/м ; площадь пожара м ; коэффициент поверхности ; низшая теплота сгорания кДж/кг; время свободного горения мин; удельная теплота пиролиза кДж/кг; расход стволов =7.2 л/с; тип ствола- РС-70; способ тушения -по поверхности.

Решение:

Для прекращения горения древесины требуется понизить температуру ее поверхности с до температуры начала активного пиролиза .

Оптимальная интенсивность подачи , л/(м ·с), рассчитывается по формуле:

,

где, - теоретический охлаждающий эффект воды ( 2600 кДж/л); - удельный запас тепла, накопленный в углистом слое твердого материала за время свободного горения, кДж/м ; - внешний лучистый тепловой поток, падающий на поверхность, кВт/м ; - время охлаждения водой древесины (=20 с).

Удельный запас тепла вычисляется по формуле:

,

где, - теплота, затрачиваемая на пиролиз (газификацию) материала,

кДж/кг; - экзотермический эффект вторичных реакций пиролиза, кДж/кг; - конвективный тепловой поток, исходящий от повер-ти, кВт/м ; - время свободного горения, с.

Величина ,кВт/м , определяется теплосодержанием газообразных продуктов пиролиза:

где, - средняя удельная теплоемкость газов в интервале температур , кДж/(кг*К); - температура поверхности при горении, ; - температура пиролиза, .

Теплота пиролиза L зависит от вида горючего материала. Экзотермический эффект вторичных реакций пиролиза присутствует при горении древесины и содержащих ее композиционных материалов. В расчетах приближенно можно принимать равным 6 % от низшей теплоты сгорания, то есть:

кДж/м .

Находим значение конвективного теплового потока :

кВт/м .

Определяем удельный запас тепла :

Находим оптимальную интенсивность подачи :

л/(м *с).

Удельный расход огнетушащего вещества равен интенсивности подачи, умноженной на и на коэффициент поверхности . Время тушения находим по формуле:

с.

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

л/м .

Требуемый секундный расход g, л/с, определяется по формуле:

л/с.

При подаче стволов с расходом л/с требуемое их количество составит:

.

Ответ: оптимальная интенсивность подачи =0,037 л/(м *с); требуемый секундный расход огнетушащего вещества g=1.03 л/с; удельный расход =207.2 л/м ; требуемое количество стволов =1 шт.

Используемая литература

1. Андросов А. С., Бегишев И. Р., Салеев Е. П. Теория горения и взрыва. – М.:

Академия ГПС МЧС России, 2007.

2. Андросов А. С., Салеев Е. П. Примеры и задачи по курсу «Теория горения и взрыва». – М.: Академия ГПС МЧС России, 2008.

3. Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров. – М.: Стройиздат, 1990.

4. Абдурагимов И. М., Говоров В. Ю., Макаров В. Е. Физико-химические основы развития и тушения пожаров. – М.: ВИПТШ МВД СССР, 1980.

5. Теребнев В. В., Артемьев Н. С., Грачев В. А. Справочник спасателя–пожарного. – М: Центр пропаганды, 2006.

6. Шебеко Ю. Н., Смолин И. М., Молчадский И. С. и др. Пособие по применению НПБ 105-95 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» при рассмотрении проектно-сметной документации. – М.: ВНИИПО, 1998.