Державна служба україни з надзвичайних ситуацій

Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля

Національного університету цивільного захисту України

Кафедра фізико-хімічних основ розвитку та гасіння пожеж

ЗАТВЕРДЖУЮ

начальник кафедри

фізико-хімічних основ

розвитку та гасіння пожеж

підполковник служби цивільного захисту

____________В. М. Покалюк

“______”___________ 2016 р.

Дисципліна “Термодинаміка і теплопередача”

ЛЕКЦІЯ

Тема: Теплопередача при пожежі в приміщенні.

Час: 8 години, з них 2 години лекцій, 2 годин практичних занять, 2 годин самостійна робота.

Тема лекції: № 7.1. Теплопередача при пожежі в приміщенні.

Навчальна мета: Ознайомити курсантів та студентів з теплопередачею при пожежі в приміщенні.

Виховна мета: Розвивати у курсантів та студентів вміння аналізувати та узагальнювати отриману інформацію, сприяти формуванню інтересу до даної дисципліни.

Матеріально-методичне забезпечення: презентація, мультимедійний проектор.

Розроблено:

Професор кафедри

к.психол.н., професор М. А. Кришталь

Доцент кафедри

к.т.н., майор служби цивільного захисту О. М. Нуянзін

Лекція обговорена та схвалена на засіданні кафедри

протокол № ___ від «____» _____________ 2016 року

План проведення заняття:

І. Вступна частина.

Викладач приймає рапорт чергового про готовність взводів до лекції, перевіряє зовнішній вигляд курсантів та відмічає у журналі відсутніх, а також перевіряє наявність необхідних документів та засобів.

ІІ. Ознайомлення курсантів з темою та метою лекції.

ІІІ. Викладання навчального матеріалу

Питання:

1. Тепловий баланс при пожежі в приміщенні.

2. Газообмін при пожежі в приміщенні.

3. Пожежне навантаження приміщення. Методика розрахунку.

4. Стандартний температурний режим пожежі. Температурні режими пожеж в приміщеннях будівель та споруд різного призначення.

ІV. Відповіді на запитання курсантів.

V. Заключна частина (підведення підсумків заняття та видача завдання для самостійної роботи).

Викладач аналізує проведене заняття, чи досягнута поставлена мета заняття.

Завдання для самостійної роботи:

Література

1. Башкирцев М.П. Основи пожарной теплофизики М.Стройиздат-194с.

2. Рябова І.Б., Сайчук І.В.,Шаршанов А.Я., термодинаміка і теплопередача в пожежній справі, Харків-2010-330с.

1. Тепловий баланс при пожежі в приміщенні. Газообмін при пожежі в приміщенні.

Тепло, що виділяється при пожежі, є основною причиною розвитку пожежі і виникнення багатьох явищ, що її супроводжують. Це тепло викликає нагрівання оточуючих зону горіння горючих і негорючих матеріалів. При цьому горючі матеріали нагріваються до горіння і потім загоряються, а негорючі розкладаються, плавляться, будівельні конструкції деформуються і втрачають міцність. Виділення тепла на пожежі супроводжується рухом газових потоків і задимленням визначеного об’єму простору біля зони горіння.

Поява і швидкість протікання теплових процесів залежить від інтенсивності виділення теплоти в зоні горіння, тобто від теплоти пожежі. Кількісною характеристикою зміни тепловиділення на пожежі в залежності від різних умов горіння слугує температурний режим. Під температурним режимом при пожежі в приміщеннях розуміють зміну температури продуктів згорання і по координатам. Практика і спеціально проведені досліди показали, що температурний режим при пожежі в приміщеннях залежить вік кількості і властивостей горючих матеріалів, розмірів приміщення, умов теплообміну і газообміну. Всю тривалість пожежі можна розділити на три характерних періоди зміни температури. Початковий період, що відповідає періоду росту пожежі, характеризується порівняно невисокою температурою.

Основний період, протягом якого згорає 70-80% загального навантаження горючих матеріалів. Закінчення основного періоду відповідає моменту, коли температура досягає найбільшого значення або зменшується не більше, ніж до 80% від максимального значення. Заключний період характеризується зменшенням температури внаслідок вигорання пожежного навантаження.

Кількість теплоти , яка виділяється при пожежі в приміщенні, визначають за рівнянням

= , де

- коефіцієнт неповноти згорання,

- найнижча теплота згорання матеріалів, ;

М - масова швидкість вигорання, ;

f- площа поверхні горіння, .

Теплота, що виділилась під час горіння витрачається на нагрівання газів в приміщенні , а також огороджуючи конструкцій й обладнання , які нагріваються як шляхом променевого , так і конвективного теплообміну:

= + = ,де

- коефіцієнт тепловіддачі конвекції, ;

F- площа поверхні теплообміну, ;

- температура газів в приміщенні, К;

- температура огороджуючи поверхонь, К;

- константа випромінювання абсолютно чорного тіла, кДж/( год. );

- приведена ступінь чорноти між факелом і димовими газами, з однієї сторони, і огороджуючи ми поверхнями – з іншої.

Кількість тепла, що витрачається на нагрівання газів, залежить: від витрат горючих матеріалів (B=Mf), кількості газів, що нагріваються ( ), об’ємної теплоємності ( ), початкової температури і кінцевої температури газів:

= ( - ) (18)

З використанням рівняння (16) та (18) рівняння балансу виділення та втрати тепла можна записати в такому вигляді:

= + + (19)

або = ( - )+ (19а)

Рівняння (19а) методом послідовних наближень може бути розв’язане відносно шуканої величини – температури . При цьому всі інші величини, що входять до рівняння, повинні бути незалежним шляхом визначені для будь-якого моменту часу.

Встановлено, що в умовах пожежі деякі вихідні величини можуть бути наближено представлені функцією температури середовища:

=f( ); =f( );

=f( ); =f( ).