книги из ГПНТБ / Автоматические средства обнаружения и тушения пожаров

Т а б л и ц а 2

Показатели пожарной опасности горючих и легковоспламеняющихся жидкостей

11

температур в помещении в начальной стадии пожара. Исследованиями [4] установлен характер неравномер­ ности распределения температур в помещении высотой Я. Коэффициенты неравномерности температур Kt=ih,i!t в помещении в зависимости от высоты расположения из-

вещателя h и расстояния от возможного очага / (рис. 1) приведены в табл. 3.

Менее чувствительные тепловые извещатели рекомен­ дуется размещать в зоне воздействия конвективной

струи над очагом горения (рис. 2). Исследования пока­ зывают, что и в конвективной части струи существует неравномерность распределения температур как по вы­ соте струи (рис. 2,а), так и в ее поперечном сечении. На-

Р»с. 2. Схема турбулентной конвективной струи над очагом горения

а — расчетная схема для определения контура струи; б — эпюра изме­ нения температуры по высоте (на оси -струи); в — эпюра изменения температуры в поперечном сечении конвективной части струи

иболыиая температура отмечена на оси струи, наименьщая — на ее границе. Температура уменьшается также по мере удаления от очага горения. При решении прак­ тических задач, связанных с определением продолжи­ тельности нагревания элемента теплового датчика и мес­ та его расположения, важно знать форму образующей конвективной струи, размеры и местоположение области пламени Ln, переходной области L0 и конвективных по­ токов L„, а также характеристики теплового элемента извещателя.

Продолжительность нагревания чувствительного эле­ мента пожарного извещателя — инерционность —при конвективном теплообмене может быть найдена по без­ размерному параметру 0 и критериям Био Bi и Фурье

Fo:

13

В зоне II, характеризующей переходную область, инерционность изменяется по высоте и зависит от тем­ пературы. Численные значения инерционности могут ко­ лебаться от 10 до 30 сек. Заметное влияние излучения и

Рис. 3. Инерционность теплового элемента спринклера (Т = 72°С), размещаемого в различ­ ных по высоте зснах

степени черноты отмечается в области, прилегающей к пламени.

Взоне III, характеризующей конвективную часть струи, инерционность в оснозном зависит от высоты конвективной струи и составляет 30—160 сек.

Взоне IV, характеризующей слой нагретых газов, температуры определяются по формуле (2). Причем изотермы здесь проходят практически горизонтально и поле равных температур существует на значительной площади. В результате этого создаются равноценные условия для прогрева элементов пожарных извещателей

ивозможно одновременное их срабатывание (инерци-

15

онность может составлять несколько минут), что часто бывает недопустимо по условиям работы установок АТП. С этим обстоятельством необходимо считаться при размещении тепловых извещателей и выборе контроли­ руемой им площади. .

При проектировании установок АОП со световыми извещателями, реагирующими на пламя, важно знать его возможные размеры. Основные геометрические раз­ меры пламени можно найти по формуле

где Ln — высота пламени в м\

Da — диаметр очага горения в м;

<7о — удельная теплота пожара в ккал/м2 ■сек. Существенное влияние на инерционность пожарных

извещателей дифференциального действия (реагирующих на скорость повышения температуры) оказывает харак­ тер развития пожара,-который может быть представлен

ввиде графиков «температура—- время». Опыты показы­ вают, что при горении легковоспламеняющихся жидко­ стей скорость повышения температуры в отдельных точках помещения может достигать 2О0°С в 1 мин, в то время как при горении твердых сгораемых материалов (при тех же условиях) эта скорость не достигает и 60°С

в1 мин [1]. Ниже приведена инерционность спринкле­

ционности дифференциальных извещателей могут быть построены для любой точки защищаемого помещения ,по известным методам.

Для установки пожарных извещателей, реагирующих на дым, необходимо знать интенсивность выделения про­ дуктов горения веществ и материалов. Исходные данные

для расчета объемов продуктов горения приведены в ■> табл. б.

По времени -пуска установки АОП подразделяются на:

безынерционные илисверхбыстродействующие (со временем пуска до 0,1 сек) •

малоинерционные или быстродействующие (со вре­ менем пуска до 30 сек) ;

16

Т а б л и ц а 5

Объем продуктов горения при сгорании различных веществ и материалов

Объем продуктов

Сгораемые вещества и материалы горения при сго­ рании 1 кг в м3

ределенных условиях даже тепловые пожарные извеща­ тели самой низкой чувствительности могут быть исполь­ зованы для быстродействующих установок АОП.

Важно отметить также, что среднеобъемная темпера­ тура в помещении к моменту пуска инерционных уста­ новок АОП (со временем пуска свыше 2 мин) повыша­ ется не более чем на 10—20°С, установок обычной инер­ ционности— на 10°С, быстродействующих установок — на 5°С.

Продолжительность пуска установки АОП с тепло­ выми извещателями складывается из инерционности по­ жарного извещателя, продолжительности срабатывания блока пуска средств тушения и продолжительности тран­ спортирования средств тушения в очаг горения. Эта сум­

Мкал/ (м3-град)\

i a — температура среды, при которой должна сраба­ тывать установка;

t0— начальная температура среды; Гоепуйяхчййя

научи»>т»к.*Ы:пе^ая

библиотека Cjsjt-CP

вМПРИПгГР

Ка — коэффициент, равный 0,5;

q0— удельная теплота пожара в Мкал/м2-ч-, Fn— площадь пожара в м2.

3. РЕЖИМ РАБОТЫ УСТАНОВОК АТП

Эффективность действия установки АТП характе­ ризуется режимом ее работы, который определяется про­ должительностью тушения пожара.

Режим работы установки АТП зависит от принятого вида оборудования и характера температурных усло­ вий при пожаре.

Температурные условия при пожаре характеризуют­ ся кривыми «температура — время». При этом выделя­ ется область развивающегося пожара (область/, рис. 4),

Рис. 4. Характер изменения тем­

1— кривая «температура — время* для

вует); 3 — температура в помещении при работе установки АТП; 4 — умень­ шение температуры в помещении в ре­

включение пожарного извещателя; В— включение установки тушения; Г — температура в помещении ' (установка

С|реднеобъемная температура при котором не превыша­ ет 250°С. Затем вследствие недостатка воздуха на го­ рение температура несколько снижается (кривая 1) и лишь через время, когда разрушится остекление оконных проемов (область II), температура начинает повышать­ ся по стандартной кривой «температура — время» (кри­ вая 2), принятой СНиП П-А. 5-70 для испытания строи­ тельных конструкций на огнестойкость.

Изменение среднеобъемной температуры в помеще­ нии на стадии развившегося пожара характеризуется стандартной кривой «температура — время», которая описывается уравнением

18

где ta— средкеобъемная температура в помещении при

«стандартом» пожаре в °С;

т—продолжительность пожара в мин.

Этот режим изменения среднеобъемной температуры

При горении горючих и легковоспламеняющихся жид­ костей, которые имеют более высокую удельную теплоту пожара (1000—2000 Мкал/м2-ч), характер изменения среднеобъемной температуры в помещении будет отли­ чаться от условий, характеризующих стандартный по­ жар. Температурный режим в помещении удобно оце­ нить отношением K = i / t c (где t — температура при фак­

развившихся пожаров К = 1,3 при ^0= 1000 Мкал>1м2-ч и

/(= 1 ,6 при <7о= 2000 Мкал/м2-ч.

Значения К зависят от величины q0:

Приведенные в табл. 1,2 данные показывают, что ве­ личина q0, а вместе с ней и значения К могут изменять­ ся в широком диапазоне. Кроме того, на практике зача­ стую приходится иметь дело не с одним видом матери­ ала или вещества, а с большой группой веществ и мате­ риалов, которые обращаются в производстве или хра­ нятся на складах. В таких случаях принимается среднее значение удельной теплоты пожара, рассчитанное для каждого защищаемого помещения по формуле

где q0i — удельная теплота пожара при горении матери­ ала или вещества i в Мкал/м2-ч (принимает­ ся по табл. 1 и 2);

Gi — количество материала или вещества i в защи­ щаемом помещении в кг;

G — общее количество материалов или веществ в защищаемом помещении в ъг,

19