Что называется газообменом на пожаре
ГАЗОВЫЙ ОБМЕН НА ПОЖАРЕ.
Газовый обмен на пожаре – это движение газообразных масс, вызываемых движением нагретых газообразных продуктов сгорания (теплового разложения) от зоны горения и атмосферного воздуха к зоне горения.
Основными и существенными параметрами, определяющими газовый обмен на пожаре, являются:
— интенсивность газового обмена;
— коэффициент избытка воздуха.
Управление газовыми потоками при тушении пожара является важным оперативно-тактическим действием, выполняемым с целью создания условий, способствующих успешному тушению пожара и проведению спасательных работ.
При пожаре в помещении наступает момент, когда плоскость равных давлений опускается ниже высоты проема, при этом часть проема работавшего только на приток к зоне горения свежего воздуха, начинает работать и на выпуск продуктов горения, снижая тем самым интенсивность поступления свежего воздуха к зоне горения.
Чем ниже располагается плоскость равных давлений, тем больший объем занимает зона задымления, возникает опасность распространения продуктов горения в смежные с горящим помещения, возникновение в них очагов пожаров за счет теплосодержания газовой смеси.
Опускание плоскости равных давлений может произойти и от неправильного действия личного состава пожарных подразделений, администрации объекта. Например, нарушение соотношения площадей приточных и вытяжных проемов, которое может быть в процессе боевого развертывания и проникновения ствольщиков к зоне горения.
Чтобы успешно бороться с пожарами, личный состав пожарных подразделений должен знать способы управления газовыми потоками на пожаре.
Первый способ-управление аэрацией здания, т.е. усиление естественного воздухообмена в нем, что можно достичь изменением площадей приточных и вытяжных проемов, т.е. открывая или закрывая существующие в здании окна, двери, проделывания отверстия в ограждающих конструкциях, устанавливая перемычки.
Второй способ-применение принудительной вентиляции с использованием пожарных дымососов (вентиляторов), устанавливаемых как на нагнетание воздуха, так и на удаление продуктов сгорания.
Третий способ-применение личным составом пожарных подразделений соответствующих огнетушащих средств. Это воздушно-механическая пена средней или высокой кратности, распыленная вода и др.
ГАЗООБМЕН НА ВНУТРЕННЕМ ПОЖАРЕ.
РЕЖИМЫ ПОЖАРОВ
Причиной газообмена при пожаре в помещении является разность давлений газовой среды внутри помещения и воздуха снаружи. При развившемся пожаре распределение давлений по высоте внутри и снаружи помещения, как правило, складывается так, что в верхней части давление газов больше, а в нижней части меньше атмосферного (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Распределение давлений при развившемся пожаре в помещении:
На некоторой высоте давление газов равно давлению воздуха. На этом уровне располагается условная горизонтальная плоскость, которая называется плоскостью равных давлений (ПРД) или нейтральной зоной. Расстояние от ПРД до пола считается высотой нейтральной зоны и обозначается /?нз.
Рис. 2.2. Схема газообмена при пожаре в помещении
Основными параметрами газообмена являются:
Коэффициент избытка воздуха определяет среднеобъемную концентрацию кислорода в продуктах горения jO2 в данный момент времени. Во
Соответственно изменяется и среднеобъемная концентрация кислорода в продуктах горения. Каждое горючее вещество имеет свое значение
Если фО2 > фО пожар будет продолжаться до полного прекращения
горения в результате тушения или выгорания горючего.
График зависимости плотности продуктов горения от температуры
Рис. 2.3. Схема газообмена через несколько проемов, расположенных на разных уровнях
При установившемся процессе газообмена общая площадь проемов, работающая на приток воздуха, приближенно равна
Значение к1 берется как средневзвешенная величина
Если при развитии пожара в режиме ПРН увеличить приток воздуха в помещение, то температура газовой среды понизится, так как наружный воздух является значительно более холодным. Вскрытие проемов, откачивание дыма при ПРН также приводит к снижению температуры пожара.
При длительном развитии пожара в режиме ПРВ в помещении накапливаются несгоревшие газы. Вскрытие проемов приводит к их разбавлению
При горении штабеля древесины режим пожара можно определить по параметру Ф:
Расчетная формула для определения требуемого расхода воздуха приводится к виду
Площадь резервуара составляет
Для расчёта теоретического объёма воздуха необходимо воспользо- ваться методикой, изложенной в учебном пособии [1].
Плотность воздуха для данных условий составит
Требуемый расход воздуха равен
Рассчитать фактический расход воздуха через дверной проём размером 1,5х2,5 м и определить положение плоскости равных давлений, если в помещении в резервуаре горит гептан. Среднеобъёмная температура внутри
Фактический расход воздуха при газообмене через один проем рассчитывается по формуле (2.2):
Для нахождения плотности продуктов горения необходимо воспользоваться формулой (2.7), предварительно рассчитав мольную долю /-го продукта горения:
Молярные массы диоксида углерода, воды и азота соответственно равны 44, 18 и 28 кг/кмоль.
С учётом найденных значений мольных долей, плотность смеси продуктов горения равна
Плотность воздуха рассчитывается по формуле (2.6):
Коэффициент сопротивления проема ц примем равным 0,65. Высоту плоскости равных давлений находим по формуле (2.5)
Подставляем найденные величины в формулу (2.2):
Концентрация кислорода в продуктах горения ф0 определяет значение коэффициента избытка воздуха а при наличии газообмена помещения с окружающей средой:
Требуемый расход воздуха Ов рассчитывается по формуле (2.1):
Откуда формула расчёта площади пожара приобретает вид:
Коэффициент избытка воздуха связан с концентрацией кислорода формулой
Тогда площадь пожара равна
Контрольные задачи
1. Определить площадь пожара Sn в помещении, при которой в процессе его развития произойдёт переход в режим ПРВ, если газообмен осуществляется через один проём размером 1,5 х 1,5 м, коэффициент поверхности горючей нагрузки Кп = 4.
4. Определить положение плоскости равных давлений относительно пола при пожаре в помещении, если температура наружного воздуха 10 °С, температура пожара 340 °С, высота оконного проёма равна 1,5 м, расстояние от пола до подоконника 0,9 м.
6. Определить, во сколько раз и в какую сторону изменилась температура пожара в помещении, если плоскость равных давлений опустилась с 1,7 до 1,2 м. Высота дверного проёма 2,2 м, температура окружающей среды 15 °С.
8. Рассчитать высоту нейтральной зоны, если установившийся газообмен осуществляется через два открытых проема. Размеры проемов и их расположение указаны на рис. 2.4.
Задание для самостоятельной работы
Определить, насколько и в какую сторону изменится один из параметров газообмена на внутреннем пожаре.
Вариант задания выбирается по порядковому номеру учащегося в журнале группы.
Требуется определить значение параметра, для которого в табл. 2.1 указано «найти». Для всех вариантов задания коэффициент сопротивления проема р принять равным 0,65.
Исходные данные для самостоятельной работы
Вопрос № 3 Газообмен на пожаре
Газовый обмен на пожаре — это движение газообразных масс, вызванное выделением тепла при горении. При нагревании газов их плотность уменьшается, и они вытесняются более плотными слоями холодного атмосферного воздуха и поднимаются вверх совместно с продуктами горения.
Наиболее интенсивно газообмен протекает при наружных пожарах. Мощные конвективные потоки газов переносят искры, горящие угли и головни на значительные расстояния, создавая условия для возникновения новых очагов горения.
Так же интенсивный газообмен протекает при пожарах в производственных зданиях со световыми фонарями, бесфонарных зданиях, в сценической части театрально-зрелищных учреждений при открытых люках системы дымоудаления в покрытиях, в зданиях повышенной этажности, особенно административных и гостиницах.
| Схема газообмена на пожаре в зданиях и расположение нейтральной зоны при открытых нижних и верхних проемах. | Расположение нейтральной зоны при открытых нижних проемах |
При пожарах в зданиях нагретые продукты горения в зоне реакции из-за меньшей плотности по сравнению с плотностью поступающего в помещение воздуха поднимаются вверх, создавая избыточное давление. В нижней части помещения из-за снижения парциального давления кислорода в воздухе, участвующего в реакции окисления, создается разряжение.В условиях газообмена образуются три зоны с различными давлениями: нижняя, верхняя и нейтральная. В нижней зоне (части здания или помещения) давление продуктов сгорания меньше, а в верхней больше давления наружного воздуха. На определенной высоте давление внутри помещения равно атмосферному, т. е. перепад давлений равен 0. Условная плоскость, на уровне которой давление равно атмосферному называется плоскостью равных давлений или нейтральной зоной Нетрудно предположить, что выше этого уровня помещение заполнено дымом, ниже — концентрация продуктов горения не препятствует нахождению личного состава пожарных подразделений без средств защиты органов дыхания
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Газообмен на пожаре
Управление газовыми потоками при тушении пожара является важным оперативно-тактическим действием, выполняемым с целью создания условий, способствующих успешному тушению пожара и проведению спасательных работ.
С помощью изменения газообмена на пожаре возможно уменьшить размеры зоны задымления, изменить направление распространение горения, влиять на скорость процессов, протекающих в зоне горения и т.п.
Опускание уровней равных давлений может наступить и от неправильных действий личного состава пожарных подразделений. Например, нарушение соотношения площадей приточных и вытяжных проемов, которое может иметь место в процессе боевого развертывания и проникновения ствольщиков к очагу горения.
Чем ниже располагается уровень равных давлений, тем больший объем занимает зона задымления, возникает опасность распространения продуктов горения в смежные с горящим помещения, возникновения в них очагов пожаров расчет теплосодержания газовой смеси.
Чтобы успешно бороться с пожарами, личный состав пожарных подразделений должен знать способы управления газовыми потоками на пожаре.
Первым из них можно назвать изменение аэрации здания, т.е. усиление естественного воздухообмена в нем, что можно достичь изменением площадей приточных и вытяжных проемов, т.е. открывая или закрывая существующие в здании окна, двери, проделывая отверстия в ограждающих конструкциях, устанавливая перемычки.
Если же по обстановке на пожаре требуется ввод сил и средств через дополнительное количество нижних проемов, необходимо в рекомендованных выше соотношениях увеличивать площадь верхних, через которые удаляются продукты сгорания.
Вторым способом является применение принудительной вентиляции с использованием пожарных дымососов (вентиляторов). Применение последних должно быть особо оговорено в оперативно-тактической документации, разрабатываемой на защищаемый объект. В противном случае не исключено скрытое распространение горения из одного помещения в другое по вентиляционным каналам и воздуховодам.
Третий способ заключается в применении личным составом пожарных подразделении соответствующих огнетушащих веществ. Например, изменение направления движения газообразных масс при пожарах в помещениях можно достигнуть путем постановки перемычек в проемах, создания преград для распространения дыма из воздушно-механической пены средней и высокой кратности. Пена эффективно применяется и для вытеснения дыма из помещения. Но при выполнении этого способа следует принять меры к беспрепятственному продвижению ее в помещение путем вскрытия отверстий для выпуска дыма.
Регулирование газообмена на пожаре
Управление газовыми потоками при тушении пожара является важным тактико-техническим действием, выполняемым с целью создания условий способствующих успешной ликвидации горения и проведению спасательных работ на пожаре.
С помощью изменения газообмена на пожаре, возможно уменьшить размеры зоны задымления, изменить направление распространение горения, влиять на скорость процессов, протекающих в зоне горения и т.п.
Под интенсивностью газообмена понимается скорость притока воздуха к зоне горения. Нагретые продукты горения в зоне реакции из-за меньшей плотности, по сравнению с плотностью поступающего в помещение воздуха, поднимаются вверх, создавая избыточное давление. В нижней части помещения из-за снижения парциального давления кислорода в воздухе, участвующего в реакции окисления, создается разрежение. Высота в помещении, на которой давление в его объеме равно наружному или давлению в соседнем помещении, называется уровнем равных давлений. Нетрудно предположить, что выше этого уровня помещение заполнено дымом, ниже — концентрация продуктов горения не препятствует нахождению личного состава пожарных подразделений без средств защиты органов дыхания. Если на уровне равных давлений в помещении провести условную плоскость, то ее можно назвать плоскостью равных давлений. Наступает момент, когда часть проема, работавшего только на приток к зоне горения свежего воздуха, начинает работать и на выпуск продуктов горения, снижая тем самым рабочую зону (ее высота около 1,5-2 м от уровня пола), т.е. зону возможной работы личного состава.
Опускание уровней равных давлений может наступить и от неправильных действий личного состава пожарных подразделений. Например, нарушение соотношения площадей приточных и вытяжных проемов, которое может иметь место в процессе развертывания сил и средств пожарной охраны и проникновения ствольщиков к очагу горения.
Чем ниже располагается уровень равных давлений, тем больший объем занимает зона задымления. Возникает опасность распространения продуктов горения в смежные с горящим помещения, возникновения в них очагов пожаров за счет теплосодержания газовой смеси.
Чтобы успешно бороться с пожарами, личный состав пожарных подразделений должен знать способы управления газовым обменом на пожаре.
Первым из них можно назвать изменение аэрации здания, т.е. усиление естественного воздухообмена в нем, что можно достичь изменением площадей приточных и вытяжных проемов, т.е. открывая или закрывая существующие в здании окна, двери, проделывая отверстия в ограждающих конструкциях устанавливая перемычки.
Уровень равных давлений всегда располагается ближе к тем проемам, вытяжным или приточным, площадь которых больше. Следовательно, в условиях тушения пожаров можно регулировать высоту уровня равных давлений в помещениях, создавать рабочую зону, свободную от дыма. Однако не следует забывать и тот факт, что площади приточных и вытяжных проемов в помещении должны находиться в определенном соотношении. Оптимальное соотношение площадей проемов играет не последнюю роль и в оптимизации действий личного состава пожарных подразделений. Например, значительное превышение площадей вытяжных проемов над площадью приточных может привести к значительным скоростям воздуха через последние, перепаду давления снаружи и внутри горящего помещения, создающему трудности в работе при открывании дверных полотнищ и др. С этой целью рекомендуется, чтобы площадь вытяжных отверстий была больше площади приточных. На пожаре это соотношение достигается путем вскрытия или перекрытия соответствующих проемов, вскрытия дополнительных отверстий в ограждающих конструкциях помещений.
Если же по обстановке на пожаре требуется ввода сил и средств через дополнительное количество нижних проемов, необходимо в рекомендованных выше соотношениях увеличивать площадь верхних, через которые удаляются продукты сгорания.
Вторым способом является применение принудительной вентиляции с использованием пожарных дымососов (вентиляторов). Применение последних должно быть особо оговорено в оперативно-тактической документации, разрабатываемой на защищаемый объект. В противном случае не исключено скрытое распространение горения из одного помещения в другое по вентиляционным каналам и воздуховодам.
Применение передвижных вентустановок (дымососов) возможно в различных вариантах на пожарах: на нагнетание свежего воздуха в горящее помещение; на удаление продуктов сгорания из горящего помещения; комбинированное использование дымососов, т.е. использование части из них на нагнетание воздуха в горящее помещение, а части — на удаление дыма из него (рис. 14.11.)
Рис. 14. 11. Схемы работы дымососов:
а) при наличии одного проема в помещении;
б) при нескольких проемах в помещении.
Третий способ заключается в применении личным составом пожарных подразделений соответствующих огнетушащих веществ. Например, изменение направления движения газообразных масс при пожарах в помещениях можно достигнуть путем постановки перемычек в проемах, создания преград для распространения дыма из воздушно-механической пены средней и высокой кратности. Пена эффективно применяется и для вытеснения дыма из помещения. Но при выполнении этого способа следует принять меры к беспрепятственному продвижению ее в помещение путем вскрытия отверстий для выпуска дыма.
В процессе тушения пожара личный состав пожарных подразделений нередко применяет распыленную воду. При этом твердые частички углерода, находящиеся в дыму, осаждается за счет увлажнения, температура в помещении снижается, уменьшается концентрация некоторых растворимых в воде токсичных продуктов горения, а значит создаются более благоприятные условия для ведения тактико-технических действий пожарных подразделений по выполнению поставленных задач.
Дата добавления: 2016-07-18 ; просмотров: 4343 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ