Задача 3

Найти удельную массовую скорость выгорания , Высоту плоскости равных давлений , ,

Дано: ширина проема В=0,8 м; высота проема =2,2 м; плотность воздуха =1,25 кг/м ; площадь пожара =3,8 м ; коэффициент сопротивления проема =0,65, = 4.4 теоретический объём воздуха, необходимый для горения, м /кг, Коэффициент избытка воздуха на внутреннем пожаре α=3.5, =540 температура пожара

Решение:

Основными параметрами газообмена являются:

1 Требуемый расход воздуха , кг/с, – расход воздуха, необходимый для полного сгорания материала с данной массовой скоростью:

,

где, –удельная массовая скорость выгорания, кг/(м с); – площадь пожара, м ; – теоретический объём воздуха, необходимый для горения, м /кг; – плотность воздуха, кг/м .

2 Фактический расход воздуха , кг/с, – масса воздуха, поступающего в помещение при пожаре в единицу времени. При газообмене через один проем или несколько проемов, расположенных на одном уровне:

,

где, μ – коэффициент сопротивления проёма ; В – ширина проёма, м;

– высота ПРД (плоскость равных давлений) относительно нижней отметки проема, м; g –ускорение свободного падения, м/с ; – плотность воздуха, кг/м ; –плотность продуктов горения, кг/м .

3 Коэффициент избытка воздуха α на внутреннем пожаре – отношение фактического расхода воздуха к требуемому:

.

При газообмене через один проем или несколько проемов, расположенных на одинаковом расстоянии от пола, высоту приточной части проема рассчитывают по формуле:

.

При горении комбинированной горючей нагрузки, когда состав продуктов горения определить невозможно, оценить их плотность при заданной температуре можно по формуле, вытекающей из уравнения Менделеева – Клапейрона:

,

где, и – температура воздуха и пожара соответственно, К.

При расчетах принимается Т = 293 К.

Тогда,

,

= 0,9м

Тогда плотность продуктов горения будет равна:

кг/м .

Находим фактический расход воздуха:

Требуемый расход воздуха:

.

Найдем удельную массовую скорость выгорания :

= .

Коэффициент избытка воздуха связан с концентрацией кислорода соотношением:

; 21-

Тогда средняя объемная концентрация кислорода в продуктах горения будет равна:

Ответ: : , = 0.01 , концентрация О2 увеличилась в воздухе на 1,03%.

Глава 3

Расчет площади пожара в условиях неограниченного газообмена

Площадь пожара – это нормативный параметр, используемый для решения целого ряда практических задач, таких как определение сил и средств для тушения пожара, проектирование автоматических систем пожарной защиты и т. д.

При расчете площади пожара принимается ряд допущений.

Первое: горючая нагрузка в помещении однородна и распределена равномерно по всей площади пола.

Второе: газообмен не лимитирует скорость и направление распространения пожара.

Третье: фронт пламени распространяется во все стороны с одинаковой скоростью. Следовательно, расчетная площадь пожара может иметь форму правильных геометрических фигур: круга, полукруга, сектора, прямоугольника.

Четвертое: в первые 10 минут свободного развития пожара линейная скорость распространения равна половине значения, указанного в данных для соответствующего объекта, т. е. при τ 10 мин:

;

при τ >10 мин :

.

Пятое: когда фронт пламени достигает ограждающей конструкции, он спрямляется.

Таким образом, значение площади пожара в каждый момент времени рассчитывается по следующим основным формулам:

1 Круговой пожар

2 Пожар, возникший в углу помещения

3 Пожар, возникший возле стены

4 Прямоугольная форма пожара (двухсторонняя)

5 Прямоугольная форма пожара ( односторонняя)

Учитывая, что до 10-й минуты включительно,

,

путь, пройденный фронтом пламени к моменту t, будет равен:

,при τ 10 мин;

, при τ > 10 мин,

где, – путь, который проходит фронт пламени за первые 10 мин:

– путь, который проходит фронт пламени за время, оставшееся

после 10 мин (t – 10):

Тогда при t > 10 мин:

или

.

Задача 4

Построить план и график распространения пожара в помещении на 6-й,12-й,15-й,21-й минутах с момента его возникновения и время охвата всего помещения ,если скорость распространения пожара равна 0,5 м/мин, предел огнестойкости двери- 10 мин; A=7 м,B=7 м, C=7 м, D =14 м.

Условные обозначения: A,B,C,D- параметры помещения, м;

- место возникновения пожара.

Решение:

1 Пожар начинается центре комнаты.

За 6 мин фронт пламени пройдет расстояние:

м,

фронт пламени на 6-й минуте будет иметь форму круга и площадь пожара будет:

Фронт пламени на 5-й минуте будет иметь форму круга и площадь пожара будет:

2 За 12 минут фронт пламени может пройти расстояние:

.

фронт пламени на 12-й минуте будет иметь форму круга с радиусом 3.5 м и площадь пожара будет:

Оставшийся участок до стены фронт пламени пройдет за t=0.5м/мин

Время распространения пожара 12+1=13 мин, к этому моменту пожар охватывает всю верхнюю часть помещения.

Фронт пламени спрямляется и становится равным площади комнаты

S=a*b=49

Предел огнестойкости двери 10 мин в это время площадь пожара остается неизменной. Рост площади пожара начнется через 13+10=23. Поэтому =

Во второй части помещения расположение пламени начинается от центра двери. Расстояние от центра до ближайшей стены 7м. Фронт его пройдет за время

Общее время составит 13+10+14=37 мин. К этому моменту пожар охватит всю площадь помещения. =49+7*14=147

Получаем схему распространения пожара по комнате. На рисунке указаны зоны охвата пожаром по заданным интервалам времени.

Рисунок 3. Распространение пожара по помещению

Таким образом получеам : 7.06 (м2); 38.5(м2); (м2);, =147 по полученным данным строим график распространения пожара в помещении:

Рисунок 4. График распространения пожара

Ответ: время охвата всего помещения пожаром- 23+14=37 минут.