2. 3. Направление распространения пламени на пожаре

Наибольшая скорость распространения пламени достигается, если пламя распространяется вверх, по направлению ветра (вентиляционного потока), по горючей нагрузке с наибольшим коэффициентом поверхности горения.

Таблица 2.2.

Скорость распространения пламени по полоскам фильтровальной бумаги

Ориентация, град	Скорость распространения пламени, мм/с
0 (горизонтально)	3,6
+ 22,5	6,3
+45	11,2
+75	29,2
+90 (вертикально вверх)	46-74 (неустойчивый режим)

С другой стороны, при распространении пламени вниз по колоде перфокарт, скорость распространения пламени менее чувствительна к изменению ориентации поверхности. По мере изменения угла ориентации θ от -30 до 90° (вертикально вниз) скорость распространения пламени оставалась приблизительно постоянной (~1,3 мм/с). Но при изменении θ от -30 до 0°, скорость возросла в 3 раза (рис.2.9). Увеличение скорости распространения при изменении θ от -90 до +90° (вертикально вверх) приводит к пятикратному увеличению скорости распространения пламени для тонких слоев горючих материалов данного типа. Аналогичное поведение установлено для толстых слоев горючих веществ.

Причина такого поведения кроется в изменении характера физического взаимодействия между пламенем и зажженным материалом при изменении ориентации (рис. 2.10). Пламя стремится распространиться на ближнюю вертикальную поверхность, так как захват воздушных масс ограничен одним направлением.

Угол наклона поверхности ө, град.

Рис. 2. 9. График зависимости скорости распространения пламени по колоде перфокарт от угла наклона θ (θ = -90° соответствует распространению пламени вертикально вниз).

Рис. 2. 10.

Следовательно, при вертикальном горении установившееся пламя будет удлиняться, и заполнять пограничный слой на поверхности. При распространении пламени вниз по наклонной поверхности (θ < 0°) указанное выше обстоятельство не повлияет на скорость распространения пламени. При θ > 18°, это обстоятельство существенно сказывается на скорости распространения пламени. По мере того, как пламя и раскаленные продукты сгорания путем конвективного и лучистого теплообмена будут подвергать предварительному нагреву свежее горючее, вклад указанного выше обстоятельства будет возрастать при увеличении ориентации в направлении вертикального распространения пламени вверх (θ = +90°). Таким образом, в то время как при распространении пламени вертикально вниз (-90°) достигается почти мгновенно медленная скорость распространения пламени, при распространении пламени вертикально вверх (+90°) скорость распространения быстро нарастает до квазистационарных значений. Это наблюдалось для вертикальных пластин и для свободно подведенных полос ткани. Вслед за зажиганием нижнего края наступал короткий период времени ламинарного режима горения, который быстро переходил в турбулентный режим по мере увеличения размера пламени. Было установлено, что для полос материи длиной 1,5 м (при максимальной ширине 0,6 м), скорость распространения пламени зависит от длины зоны пиролиза, т.е. зоны, из которой в окружающую среду поступают летучие продукты.