Способ определения времени развития пожара в герметичном помещении

Способ определения времени развития пожара в герметичном помещении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 62 С 2/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

»» т т» ц, . ( (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4763426/12 (22) 30.11.89 (46) 07.12,91.Бюл,¹ 45 (72) Н,И.Мамаев и О.П.Никитин (53) 628.74(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1402351, кл. А 62 С 1/00, 1988. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ

РАЗВИТИЯ ПОЖАРА В ГЕРМЕТИЧНОМ

ПОМЕЩЕНИИ (57) 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„

Изобретение 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

„, SU „„1695948 A 1 участвующую в процессе горения, линейную скорость распространения пламени по поверхности горючего материала, а время развития пожара определяют по выражению тр = K» M»» » K» — коэффициент интенЧг Н

2 -1, сивности развития пожара, м с кг; Мк— масса кислорода в объеме помещения, участвующая в процессе выгорания горючего вещества, кг; Чг — линейная скорость распространения поамени по поверхности горючего вещества, и с; Н вЂ” высота помещения, м. Новым в способе является возможность определения продолжительности развития пожара в герметичном помещении, когда площадь пожара является величиной переменной. 2 табл. время развития (продолжительность) пожара зависит только от массы кислорода в объеме помещения, участвующей в горении, а 01 не от массы горючего вещества. 0

Наиболее близким по технической сущ- (у ности является способ определения времени развития пожара в герметичном помещении. Сущность способа заключается в определении массы кислорода в объеме 0 помещения, участвующей в горении, и коэффициента, характеризующего интенсивность выгорания горючего вещества в (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 .

1695948 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 разви тия пожара.

Согласно способу определения време ни развития пожара в герметичном помеще нии определяют массу кислорода Мк в объеме помещения, участвующую в горе, нии, коэффициент, характеризующий ин; тенсивность выгорания горючего вещества, (развития пожара) Ки, линейную скорость распространении пламени по поверхности горючего вещества Ч, а время развития пожара тр определяют по выражению

3 т=Л, M. л Vl

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Для конкретного помещении (отсека) его объем, как правило, известен, следова тельно, известна и масса кислорода, содер, жащаяся в этом объеме. Учитывая, что

,,пламенное горение. большинства жидких и

1 твердых веществ прекращается при сниже . нии концентрации кислорода от 0,115-0.125

; кг кг (12 — 14 об.ф), 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 площади 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 (особенно 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.

По исследованиям установлено, что линейная скорость распространения пламени по поверхности твердых материалов составляет величину, равную Ч =0,028 — 0,032 м.с 1.

При оценке времени развития пожара для конкретного помещения определяют коэффициент, характеризующий интенсивность выгорания горючего вещества (развития пожара), находящегося в рассмат10 риваемом помещении Км, массу кислорода

Мк в объеме помещения, участвующую в горении, а значения переменной площади пожара оценивают в зависимости от формы и линейной скорости распространения пла15 мени по поверхности горючего вещества Чг. . Например, при круговой форме распространения пламени площадь возможного пожара оценивается в виде Fn =я R =яЧ, гр

2 2

Подставив значения F> в известную формулу тр-.К М /F> и решив ее относительно

tp, можно определить время развития (продолжительность) пожара в виде. э т= % М. х Vãt

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 оценивают по формуле Fn=VrH 7. Тогда с учетом этого выражения для Fn время развития (продолжительность) пожара определяют в виде

r, = /К. М,, Чг Н

Возможны и другие варианты.

Пример 1. В отсеке объемом 700м (диаметр отсека 9 м, длина 11 м) на палубе

2 устанавливают противень площадью 9 м с твердыми материалами — мебельными пли.тами.

Записывают параметры газовой среды в отсеке до начала пожара: То-298 К;

50 Ро1 ° 10 Н ° м; ро=1 29 кг ° м

Со=.0,23 кг кг

-1

Опыты проводят в два этапа. На первом этапе твердые горючие материалы устанавливают в противне. Включают систему дис- танционного поджига и обеспечивают . одновременный поджиг материала по всей длине площади 9 м . На втором этапе горючие материалы размещают по всей палубе, чтобы обеспечить распространение процесса горения по поверхности материалов, раз1695948 мещенных на палубе. Систему поджига устанавливают в центре палубы для обеспечения круговой формы распространения пламени. Отсек герметизируют, включают систему дистанционного поджига горючих материалов.

Момент прекращения горения определяют по снижению концентрации кислорода до С=0,125 кг кг, а также с помощью специальных термопар, установленных в зоне горения материалов, и визуального через иллюминатор.

Для мебельных плит определяют массовую скорость выгорания We=0,015 кг м c, коэффициент, учитывающий расход массы кислорода на полное выгорание единицы массы горючего вещества, Р =1,25 кг,кг, коэффициент интенсивности развития пожара Ки=7,3 м, с . кг, коэффициент

2 поверхности горения Кпг=2,6 (для опытов, проводимых на первом этапе), массу кислорода в отсеке и участвующую е горении, а также линейную скорость распространения пламени по поверхности горючего вещества Чг=0,03 м с (на втором этапе проведения опытов).

Результаты расчетного (по известному и предлагаемому способам) и экспериментального определения времени развития (продолжительности) пожара с момента охвата пламени всей площади противня (на первом этапе проведения опытов) и с момента начала устойчивости распространения пламени по всем направлениям поверхности горючего материала (no горизонтали), размещенного на палубе (на втором этапе проведения опытов), до полного прекращения пламенного горения приведе.ны втабл,1.

Прим ер2. В помещении высотой5м, шириной 10 м и длиной 10 м, стены которого облицованы мебельными плитками, устанавливают противень площадью 4,5 м с твердыми горючими материалами — мебельными плитами. Записывают параметры газовой среды в помещении до начала пожара:

Tp=298 К; Р =1 1-0 Н.м-; рь=1,29 кг мз;

Со=0,23 кг, кг ;

Опыты проводят в два этапа. На первом этапе твердые материалы (мебельные плиты) 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 С=0,125 кг.кг, а также с помощью специальных термопар, установленных в зоне горения материалов, и визуально через иллюминатор.

5 При проведении опытов, как и в примере 1, определяют значения Wo. P, Ки и Кп для опытов, проводимых на первом этапе, и дополнительно !г=0,028-0,032 кг. кг 1 и Н=5 м на втором этапе опытов..

10 Результаты расчетного и экспериментального определения времени развития (продолжительности) пожара с момента охвата всей площади противня (для опытов, проводимых на первом этапе} и с момента

15 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(94=0,0)5 кг м.

20 .с; /=1,25 кг кг; Кпг=2 6;.Чг=0.028-0,031 м с; Н= 5 м; K =7.3 ì с кг ). -1.

Иэ табл.1 и 2 видно, что при определении времени развития пожара в герметичном помещении, когда площадь пожара не

25 является постоянной, что соответствует реальным условиям эксплуатации объектов, более высокой точностью обладает предлагаемый способ. Погрешность в определении

r> по предлагаемому способу по сравнению

30 с экспериментальными данными не превышает 2, а погрешность в определении rp по. известному — 10-12 . Объясняется это тем, что при горении твердых материалов в реальных условиях вследствие возможно-.

35 сти распространения пламени как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях площадь пожара является не постоянной (как в случае известного способа), а изменяется в широком диапазоне, что

40 приводит к резкому сокращению продолжительности развития пожара в герметичном помещении.

Таким образом, предлагаемый способ обладает более высокой точностью при on45 ределении времени развития пожара. Использование способа позволяет оценить фактическую продолжительность развития пожара в герметичных помещениях как одного из важных показателей vx потенциаль50 ной пожарной опасности и принять соответствующие меры по локализации иликвидации возможных пожаров.

Формула изобретения

Способ определения времени развития

55 пожара в герметичном помещении, включающий определение массы кислорода в объеме помещения, участвующей в горении, коэффициента, характеризующего интенсивность выгорания горючего вещества с

1695948

Таблица 1

Табл и ца 2

Составитель Н. Мамаев

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Редактор И. Шулла

Заказ 4250 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 последующим вычислением времени развития пожара,отл ича ющийсятем,что,c целью повышения точности определения времени развития пожара, дополнительно определяют линейную скорость распространения пламени по поверхности горючего вещества, а время развития пожара тр определяют по следующей зависимости: т р = КиМк/ л Я) где К вЂ” коэффициент, характеризующий интенсивность выгорания горючего вещества, м,скг ;

Мк — масса кислорода в объеме помеще5 ния, участвующая в горении;

Чг — линейная скорость распространения пламени по поверхности горючего вещества, м с