Фiзико-хімічні основи розвитку пожеж. Тепломасообмін, температурний режим пожежі в огородженні. (Розділ 4.13.5) презентация

В ОГОРОДЖЕННІ Лекція ТЕМПЕРАТУРНИЙ РЕЖИМ ПОЖЕЖІ В ОГОРОДЖЕННІ

тільки по зруйнованій будівлі перевищили
100 млн. грн.

температурного режиму
1.2. Інтегральна модель температурного режиму пожежі в огородженні
1.3. Фактори, що впливають на температуру пожежі
2. Критичний час розвитку пожежі в огородженні.

температури пожежі з часом.
Температура пожежі в огородженні - середньо-об’ємна температура газового середовища в приміщенні, в якому відбувається пожежа.
Три моделі, що описують температурний режим при пожежі в огородженні:
диференційна модель (енергетичний і матеріальний баланс пожежі представлені у вигляді диференційних рівнянь);
зонна модель;
інтегральна модель.

в приміщенні утворюються чотири зони, в яких протікають різні процеси, пов'язані з тепло- і масопереносом.
І зона -
зона горіння;
ІІ зона -
димогазова колонка;
ІІІ зона -
прошарок біля стелі;
IV зона -
холодне повітря.

утворення розжарених продуктів горіння. У цій зоні температура дорівнює температурі горіння і залишається постійною весь час розвитку пожежі.
Якщо площа горіння
значна, то зону горіння
опускають нижче рівня
поверхні і вибирають
“уявну” точку горіння.
R = 0,18 H;
hст = 0,01H;
hуявн. = 1,5 dпож

в верхні прошарки приміщення.
В нижню частину димогазової колонки під-смоктується холодне повітря в нагрітий потік. Поступово концентрація продуктів горіння і їх температура знижуються.
Температура в димогазовій колонці:

,

де Qпож = η Qн/ vм Sпож – теплота пожежі, кВт;
hк – висота димогазової колонки, м;
tо - початкова температура середовища в приміщенні, оС.

перемішуючись з холодним повітрям, протікає активний теплообмін між ПГ і поверхнею будівельних конструкцій.
Товщина цього прошарку під час горіння постійно наростає.
Максимальна температура в третій зоні знаходиться безпосередньо на межі з димогазовою колонкою.

окислювача, який дифундує в зону горіння і підтримує розвиток пожежі.
З часом об'єм четвертої зони зменшується за рахунок збільшення об'єму третьої зони, а температура вважається постійною.

все тепло пожежі рівномірно розподілено по об’єму при-міщення і витрачається на нагрівання газового середовища, горючих речовин та будівельних конструкцій.

Qконстр + Qпідг + Qпром
Qпож - тепло, що виділяється під час пожежі,
Qпг(вид) - тепло, що витрачається на нагрівання продуктів згоряння, які видаляються із приміщення,
Qпг(прим) - тепло, що витрачається на нагрівання продуктів згоряння, які залишаються в приміщенні, (визначає температуру пожежі),
Qконстр - тепло, що витрачається на нагрівання будівельних конструкцій,
Qпідг. - тепло, що витрачається на фізико-хімічні підготовчі процеси в горючому матеріалі,
Qпром.. - тепло, що випромінюється через отвори за межі приміщення

приміщенні від початкової температури до температури пожежі, можна визначити за формулою:
Qпг(прим) = cр [vmSпож (vопг + (α -1)vопов)] (Тпож – То)
Позначимо суму тепловтрат як деяку частку від загальної теплоти пожежі, тобто
Qпг(вид) + Qконстр + Qпідг + Qпром = m Qпож ,
тоді рівняння теплового балансу:
Qпож = mQпож + Qпг(прим)
(1- m)Qпож = Qпг(прим)
Qпож = ηQ′нvmSпож
(1-m)ηQ′нvmSпож = cр[vmSпож(vопг+(α -1)vопов)](Тпож –То)

будь якій точці приміщення в заданий час роз-витку пожежі можна за допомогою критеріальних рівнянь теплового балансу пожежі в огородженні.
Тпож τ = Θ Тад
Θ - коефіцієнт, що враховує втрати тепла на нагрі-вання конструкцій тепловим випромінюванням і втра-ти тепла теплопровідністю.
Θ =0,66 Во0,17

основну і кінцеву.
На початковій стадії можна виділити три фази.
Перша фаза – перехід загоряння в пожежу.
Друга фаза – об’ємний розвиток пожежі (поши-рення горіння відбувається по об’єму газоподібних продуктів розкладання горючих матеріалів).
Третя фаза - всі параметри пожежі найбільш змінюються і досягають максимальних значень.
Основна стадія – розвинена пожежа, коли всі параметри пожежі стабілізуються, відбувається процес вигоряння пожежного навантаження.
Кінцева стадія - догоряння, поступове зниженням температури та задимлення.

в огородженні використовують залежність температури пожежі від часу розвитку:
tпож= 345 lg (8τроз +1)

супроводжує процес горіння, тобто теплота пожежі та умови газообміну.
Температура пожежі в огородженні залежить від:
об’єму приміщення (Vприм↑ Тпож↓);
кількості пожежного навантаження (Рпож↑ Тпож↑);
виду горючої речовини ((Q′н, vm, vl)↑ Тпож↑);
тепловтрат на нагрівання конструкцій (Qконст↑ Тпож↓);
часу розвитку горіння,
площі пожежі (Sпож↑ Тпож↑);
інтенсивності газообміну;
температури повітря (То↓ Тпож↓).

і дим накопи-чуються в приміщенні, а тому зона теплового впливу і зона задимлення з часом поширюються. Отже з розвитком пожежі настане момент часу, коли все приміщення буде охоплено цими зонами і перебування в них людей буде неможливе.
Критичний час розвитку пожежі – час від виникнення горіння до настання теплового удару (критичний час по температурі) або зниження концентрації кисню нижче гранично допустимих значень (критичний час по кисню).

пожежі з часом не змінюється (клас В), то за час розвитку пожежі виділиться тепло, яке частково піде на розігрів газового середовища в приміщенні:
Qпожτпож = Qгаз+ kQпожτпож ;

Qпож τпож = ηvmSnожQ′нτпож Qгаз. = Vприм cp(tпож - to)
(1-k)ηQ′н Sпожvmτпож = Vприм cp(tпож - to)


Якщо k = 0,21, ср=1,29 кДж/(м3·К), tкр= 70оС, t0 = 20оС, то:

осередок пожежі знаходиться в центрі приміщення, то ЗГ – кругова, Snож = πR2 = π (vlτnож )2
Qпож τпож = SnожηQ/нvm τпож = π vl 2 τ3пож η Q/нvm
(1-k) π vl 2 τ3пож η Q/нvm = Vприм cp(tпож - to)




осередок пожежі біля стінки (ЗГ – півколо, Snож = πR2/2)



осередок пожежі в куті приміщення (ЗГ – чверть кола, Snож = πR2/4)

зниженні концентрації кисню нижче 14-15 % в організмі людини наступають необоротні процеси, що призводять до летальних наслідків. Отже, нормальна життєдіяльність людини припиниться при вигорянні
21-14 = 7% кисню, що відповідає 7⋅4,76 = 33,3% повітря.
Тоді умова кисневого балансу для помешкання, в якому горюча речовина горить на сталій площі (пожежа класу В) запишеться у вигляді:
0,33 V прим = vºповvmSпожητкр

Час до настання критичного стану:

часом, можна запи-сати:
осередок пожежі в центрі приміщення (форма ЗГ–кругова)



осередок пожежі біля стінки (форма ЗГ – півколо)



осередок пожежі в куті приміщення (форма ЗГ – чверть кола)

тактика стор. 12-16.
И.М. Абдурагимов, В.Ю. Говоров, В.Е. Макаров - Физико-химические основы развития и тушения пожара, стор. 75-103.
2. Підготуватися до практичного заняття з розрахунку температурного режиму пожежі.