202

Содержание

1. Распределение t в горящих жидкостях

Во время горения часть тепла, поступающего из пламени, расходуется на нагревание жидкости. Естественно, что верхний слой горящей жидкости нагревается до более высокой температуры, чем нижележащие слон. Температура верхнего слоя жидкости с течением времени повышается, причем наиболее быстрое изменение температуры наблюдается в начальный период (рис. 32). По истечении начального периода времени (10 мин) в слое жидкости устанавливается мало меняющееся во времени распределение температуры. Характер распределения температуры зависит от рода жидкости и условий горения. При горении сложных по составу жидкостей - нефти и продуктов ее переработки - температура на поверхности равна средней температуре кипения, определяемой по кривой разгонки топлива. Температура на поверхности горящего автобензина лежит в пределах 90-110°С, керосина 170-220 °С, дизельного топлива 230-240 °С, солярового масла 280-340 °С, нефти 130-350 WC.

Рис. 32. – Распределение температуры в горящих жидкостях

То обстоятельство, что температура на поверхности сложных по составу жидкостей всегда выше температуры начала выкипания, объясняется изменением фракционного состава во время горения. Опыты показывают, что температура не одинакова во всех точках поверхности горящей жидкости. Вблизи стенок резервуара температура выше, чем в центре. Неравномерность распределения температуры на поверхности жидкости связана с влиянием стенок резервуара, температура которых всегда выше температуры верхнего слоя горящей жидкости, а также с неравномерным притоком тепла от пламени. Около стенок резервуара пламя расположено ближе к поверхности, чем к ее центральной части.

Распределение температуры в глубину не одинаково для различных жидкостей. Распределение температуры в глубину для керосина и бензина в зависимости от расстояния от поверхности жидкости показано на рис. 36.

Если температура в керосине плавно и постепенно снижается по мере удаления от поверхности (первый тип распределения температур), то в бензине имеется слой определенной толщины, температура которого одинакова во всех точках и резко падает за его нижней границей (второй тип |распределения температур). Установлено, что плавное понижение температуры свойственно таким жидкостям, как керосин, соляровое масло, дизельное топливо, трансформаторное масло и др. Второй тип распределения температур прогретого слоя наблюдается при горении нефти, бензина, мазута.

При горении нефти, бензина, мазута толщина прогретого слоя увеличивается со скоростью, зависящей от диаметра резервуара, скорости ветра, расстоянии поверхности жидкости от кромки резервуара и др. Формирование прогретого слоя начинается приблизительно через 10 мин после воспламенения жидкости. Толщина прогретого слоя увеличивается только до некоторого значения, которое зависит от диаметра резервуара, скорости ветра и др.

Рис. 36. – Распределение температуры в глубину для керосина и бензина в зависимости от расстояния от поверхности

При горении жидкости температура стенки резервуара всегда выше температуры жидкости. Разность температур между стенкой и жидкостью обусловлена тем, что к стенке непосредственно прилегает пламя. Температура стенки неодинакова по окружности резервуара, она зависит от скорости ветра, который отклоняет пламя, поэтому температура наветренной части стенки всегда отличается от температуры подветренной части. В результате разности температур между стенкой и жидкостью возникают конвективные течения, интенсивность которых определяется не только перепадом температур, но и физическими свойствами жидкости. Так, в бензине, температура начала выкипания которого низка, возникшие конвективные потоки значительно усиливаются, что обусловлено кипением слоя жидкости около стенки.

В керосине и дизельном топливе интенсивность конвективных потоков много меньше, так как температура начала кипения этих веществ высока, и кипение около стенки не возникает.

2. Геометрические размеры пламени; факторы, влияющие на них

Определение размеров факела пламени. Правила определения размеров прямоугольной площадки, условно за­меняющей пламя, зависят от типа горящего объекта. Рассмотрим некоторые из них.

Горящие здания.

Пожар в зданиях из несгораемых материалов. Площадь пламени равна удвоенной площади оконных проемов, причем высота пламени соответствует удвоенной высоте окна, а размеры простенков между окнами не учитываются.

Пожар в здании из несгораемых материалов с крышей из сгораемых материалов. Площадь пламени равна удвоенной площади оконных проемов плюс пло­щадь проекции ската крыши на вертикаль.

Горит здание из сгораемых материалов. Высота пламени принимается равной высоте здания до конька крыши. Длина пламени определяется как произведение скорости распространения пламени, равной 1 м./мин., на время до начала тушения. Это время ус­ловно принимается равным 15 мин. (Полученная в результате длина пламени не должна превышать длину здания).

Горят легковоспламеняющиеся и горючие жидкости (ЛВЖ и ГЖ) в резер­вуаре. Пламя в этом случае представляется в форме конуса с диаметром основания, равным диаметру резервуара, и высотой, равной:

1.4 диаметра - для ЛВЖ;

1.2 диаметра - для ГЖ.

При условной замене конуса прямоугольником основание этого прямо­угольника принимается равным диаметру резервуара, а высота:

0.7 диа­метра - для ЛВЖ;

0.6 диаметра - для ГЖ.

Пожар на производственной установке, расположенной на открытом воздухе и огражденной обваловкой.

Длина пламени принимается равной диаметру обваловки, а высота - 10 м.

Горит штабель пиломатериалов.

Высота пламени принимается равной удвоенной высоте штабеля. Длина пламени определяется как произведение скорости его распространения на время до начала тушения пожара. Это время принимается равным 10 мин. при наличии средств пожаротушения и 30 мин. при их отсутствии. Полу­ченная в результате длина пламени не должна превышать длину штабеля.

Параметры пожара взаимодействуют друг с другом, но не могут воздействовать на процессы развития и распространения пожара без взаимодействия с окружающей средой. Окружающая среда характеризуется следующими параметрами:

• метеорологическими – температурой, влажностью, давлением, видимостью, или степенью прозрачности атмосферы, скоростью и направлением приземного ветра;

• пожарной нагрузкой – горючестью, температурой самовоспламенения и воспламенения, влажностью и плотностью веществ и материалов, содержанием летучих веществ, критическим тепловым потоком, вызывающим их воспламенение или самовоспламенение от лучистой теплоты, взрывоопасностью, удельной пожарной нагрузкой и её высотой, плотностью распределения горючих материалов по площади и в объеме;

• условиями газообмена и распространения пожара – площадью и взаимным расположением проемов, высотой помещения, расстоянием между центрами вытяжных и приточных проемов, этажностью, назначением и особенностями объемно-планировочных и конструктивных решений здания (сооружения), характеристикой имеющихся систем противодымной защиты;