Изобрете-ние относится к пожарной профилактике и позволяет повысить точность определения времени развития пожара в герметичном помещении при горении твердых материалов.
Известен способ определения времени развития пожара в помещениях с проемами, включающий определение массы горючего вещества, коэффициента, характеризующего интенсивность выгорания горючего вещества (развития пожара) при фиксированной площади пожара с последующим вычислением времени развития пожара по формуле.
Однако при определении времени развития пожара в герметичном помещении резко повышается погрешность. Объясняется это тем, что для герметичных помещений
время развития (продолжительность) пожара зависит только от массы кислорода в объеме помещения, участвующей в горении, а не от массы горючего вещества.
Наиболее близким по технической сущности является способ определения времени развития пожара в герметичном помещении. Сущность способа заключается в определении массы кислорода в объеме помещения, участвующей в горении, и коэффициента, характеризующего интенсивность выгорания горючего вещества (развития пожара) при постоянной площади пожара с последующим вычислением времени развития пожара по формуле.
Недостатком известного способа является невозможность определения времени развития (продолжительности) пожара для переменной площади пожара (например
Os
ю сл
2
00
при горении твердых материалов в отсеках и помещениях различных объектов), что приводит к снижению точности определения времени развития пожара в герметичном помещении при использовании известного способа.
Целью изобретения является повышение точности определения времени развития пожара.
Согласно способу определения времени развития пожара в герметичном помещении определяют массу кислорода Мк в объеме помещения, участвующую в горении, коэффициент, характеризующий интенсивность выгорания горючего вещества | (развития пожара) Ки, линейную скорость распространении пламени по поверхности горючего вещества Vr, а время развития пожара Тр определяют по выражению
rW
0
5
0
По исследованиям установлено, что линейная скорость распространения пламени по, поверхности твердых материалов составляет величину, равную ,028 - 0,032 м.. При оценке времени развития пожара для конкретного помещения определяют коэффициент, характеризующий интенсивность выгорания горючего вещества (развития пожара), находящегося в рассматриваемом помещении Ки, массу кислорода Мк в объеме помещения, участвующую в горении, а значения переменной площади пожара оценивают в зависимости от формы и линейной скорости распространения пламени по поверхности горючего вещества Vr. Например, при круговой форме распространения пламени площадь возможного пожара оценивается в виде Fn лгН2 jrVr Тр Подставив значения Fn в известную формулу и решив ее относительно Гр , можно определить время развития (продолжительность) пожара в виде
Изобретение относится к пожарной профилактике и позволяет повысить точность времени развития (продолжительность) пожара в герметичном помещении, когда площадь пожара не является постоянной. Для этого определяют коэффициент, характеризующий интенсивность выгорания горючего вещества (интенсивность развития пожара), массу кислорода. участвующую в процессе горения, линейную скорость распространения пламени по поверхности горючего материала, а время развития пожара определяют по выражению Гр УКИ Мк где Ки - коэффициент интен- Vr Н 2-1 сивности развития пожара, м -с-кг ; Мк - масса кислорода в объеме помещения, участвующая в процессе выгорания горючего вещества, кг; Vr - линейная скорость распространения поамени по поверхности горючего вещества, Н - высота помещения, м. Новым в способе является возможность определения продолжительности развития пожара в герметичном помещении, когда площадь пожара1 является величиной переменной. 2 табл. сл с
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.
Для конкретного помещении (отсека) го объем, как правило, известен, следоваельно, известна и масса кислорода, содеращаяся в этом объеме. Учитывая, что пламенное горение большинства жидких и вердых веществ прекращается при снижении концентрации кислорода от 0,115-0,125 кг-кг 1 (12 - 14 об..%), можно определить массу кислорода, участвующую в процессе горения вещества. Однако время снижения концентрации кислорода зависит не только от вида участвующего в горении вещества, его физико-химических свойств, но и от п;ю- щади пожара.
При горении вещества с фиксированной площади (например, разлитой в трюме жидкости) время развития (продолжительность) пожара зависит от темпа выгорания горючего вещества и массы кислорода, участвующей в горении, до снижения его концентрации до тушащего значения.
Однако при возникновении пожара в помещении реальных объектов площадь пожаров может непрерывно изменяться (осо- бенно при горении твердых неметаллических конструкционных материалов) и не является фиксированной. Так как процесс горения (пламя) может распространяться как по горизонтали, например при круговой форме его распространения, так и по вертикальной и горизонтальной плоскостям одновременно, то необходимо знать линейную скорость распространения пламени по поверхности горючего вещества.
25
л: Vrl
Если помещение имеет небольшую высоту Н, т.е. после возникновения пожара пламя, распространяясь по поверхности облицовочных материалов, может достигать за относительно короткое время потолка и одновременно распространяется по горизонтали, площадь возможного пожара оце- кивают по формуле т. Тогда с учетом этого выражения для Fn время развития (продолжительность) пожара определяют в виде
0
5
0
5
Vr H
Возможны и другие варианты.
Пример 1. В отсеке объемом 700м . (диаметр отсека 9 м, длина 11 м) на палубе устанавливают противень площадью 9 м2 с твердыми материалами - мебельными плитами.
Записывают параметры газовой среды в отсеке до начала пожара: К; Н - ,29 ,23 кг..
Опыты проводят в два этапа. На первом этапе твердые горючие материалы устанавливают в противне, Включают систему дистанционного под жига и обеспечивают одновременный по джиг материала по всей длине площади 9 м . На втором этапе горючие материалы размещают по всей палубе, чтобы обеспечить распространение процесса горения по поверхности материалов, размещенных на палубе. Систему по джига устанавливают в центре палубы для обеспече ния круговой формы распространения пламени. Отсек герметизируют, включают систему дистанционного поджига горючих материалов.
Момент прекращения горения определяют по снижению концентрации кислорода до ,125 кг , а также с помощью специальных термопар, установленных в зоне горения материалов, и визуального через иллюминатор.
Для мебельных плит определяют массовую скорость выгорания ,015 кг-м 2. , коэффициент, учитывающий расход массы кислорода на полное выгорание единицы массы горючего вещества, ,25 кг., коэффициент интенсивности развития пожара ,3 м2, с , коэффициент поверхности горения ,6 (для опытов, проводимых на первом этапе), массу кислорода в отсеке и участвующую в горении, а также линейную скорость распространения пламени по поверхности горючего вещества ,03 ( на втором этапе проведе- ния опытов).
Результаты расчетного (по известному и предлагаемому способам) и экспериментального определения времени развития (продолжительности) пожара с момента ох- вата пламени всейдшощади противня (на первом этапе проведения опытов) и с момента начала устойчивости распространения пламени по всем направлениям поверхности горючего материала (по гори- зонтали), размещенного на палубе (на втором этапе проведения опытов), до полного прекращения пламенного горения приведены в табл.1.
П рим ер2. В помещении высотой5м, шириной 10 м и длиной 10 м, стены которого облицованы мебельными плитками, устанавливают противень площадью 4,5 м2 с твердыми горючими материалами - мебельными плитами. Записывают параметры газовой среды в помещении до начала пожара: К; Р0 1 105 Н-м-2; ,29 ,23кг.кг 1.
Опыты проводят в два этапа. На первом этапе твердые материалы (мебельные пли- ты) устанавливают в противне указанной площади. Помещение герметизируют, выключают систему дистанционного поджига. На втором этапе горючие материалы устанавливают на полу таким образом, чтобы обеспечить возможность распространения пламени по горизонтали и вертикали (по стенкам помещения). Момент прекращения горения определяют по снижению концентрации кислорода до ,125 кг.кг а также с помощью специальных термопар, установленных в зоне горения материалов, и визуально через иллюминатор.
При проведении опытов, как и в примере 1, определяют значения W0. /3 , Ки и КПг для опытов, проводимых на первом этапе, и дополнительно ,028-0,032 кг. и м на втором этапе опытов.
Результаты расчетного и экспериментального определения времени развития (продолжительности) пожара с момента охвата всей площади противня (для опытов, проводимых на первом этапе) и с момента начала устойчивого распространения пламени как по горизонтальной поверхности помещения, так и по вертикальной (по стенкам) на втором этапе до полного его прекращения приведены в табл.2(,035 кг-м.2
028-0,031
. .25 кг. ,6; .( м. Н 5 м; ,3 м с кг 1).
Из табл.1 и 2 видно, что при определении времени развития пожара в герметичном помещении, когда площадь пожара не является постоянной, что соответствует реальным условиям эксплуатации объектов, более высокой точностью обладает предлагаемый способ. Погрешность в определении Гр по предлагаемому способу по сравнению с экспериментальными данными не превышает 2%, а погрешность в определении тр по известному - 10-12%. Объясняется это тем, что при горении твердых материалов в реальных условиях вследствие возможности распространения пламени как в гори- зонтальной, так и в вертикальной плоскостях площадь пожара является не постоянной (как в случае известного способа), а изменяется в широком диапазоне, что приводит к резкому сокращению продолжительности развития пожара в герметичном помещении.
Таким образом, предлагаемый способ обладает более высокой точностью при определении времени развития пожара. Использование способа позволяет оценить фактическую продолжительность развития пожара в герметичных помещениях как одного из важных показателей их потенциальной пожарной опасности и принять соответствующие меры по локализации и ликвидации возможных пожаров.
Формула изобретения
Способ определения времени развития пожара в герметичном помещении, включающий определение массы кислорода в объеме помещения, участвующей в горении, коэффициента, характеризующего интенсивность выгорания горючего вещества с
последующим вычислением времени развития пожара, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения времени развития пожара, дополнительно определяют линейную скорость распространения пламени по поверхности горючего вещества, а время развития пожара гр определяют по следующей зависимости:
ГрККиМк/jrV)0;33
где Ки - коэффициент, характеризующий интенсивность выгорания горючего вещества, м2. с.
Мк - масса кислорода в объеме помещения, участвующая в горении;
Vr - линейная скорость распространения пламени по поверхности горючего вещества, .
Таблица 1
Таблица 2
| Способ определения времени развития пожара в герметичном помещении | 1986 |
|
SU1402351A1 |
