Значения поправок, учитывающих конкретные условия пожаров, при определении безопасных расстояний между зданиями

На рис. 13 пунктиром показана схематизация факела пламени F_ф для случаев горения: 1- деревянный дом, 2- штабель леса, 3- резервуар с горючей жидкостью.

Рис. 13. Схематизация факела пламени

а – ширина факела, b – высота факела, h – высота штабеля,
Ø – диаметр резервуара

Как отмечалось, в связи с широким использованием в народном хозяйстве продуктов нефтехимии, участились пожары, связанные с возгоранием резервуаров с горючими и легковоспламеняющимися жидкостями, разливов этих жидкостей по поверхности земли, воды.

Условия хранения, транспортировки таких жидкостей и горючих газов, различные аварийные ситуации, параметры пожаров рассматриваются в монографии В.В.Яковлева [32].

Следует отметить, что при оценке интенсивности теплового излучения горящего разлива нефтепродуктов имеют место определенные затруднения. Они связаны как с трудностями вычисления углового коэффициента облученности при сложной форме излучающей поверхности (цилиндрическая поверхность), так и с необходимостью учета задымления пламени и поглощения теплового излучения воздухом при его распространении на значительные расстояния при больших размерах пожара.

Согласно рекомендациям работы [32], интенсивность теплового облучения объекта (мишени), расположенного на расстоянии от центра горящего разлива нефтепродуктов, кДж/м²с, определяется по соотношению:

, (3,16)

где W - тепловая эмиссия, то есть среднеповерхностная интенсивность излучения пламени, кДж/м²с;

- угловой коэффициент облученности мишени;

- коэффициент, учитывающий поглощение теплового излучения воздухом.

Принимают, что при горении бензина и керосина ярко светящая зона пламени с температурой ~1150 и значением W=110…130 кДж/м²с составляет ~20 % площади поверхности пламени. Остальную часть занимает затененная дымом и сажей зона с температурой ~800 и значением W=30 кДж/м²с. При горении нефти или дизельного топлива значения W могут составлять 70…100 кДж/м²с и 20…30 кДж/м²с для яркой и задымленной зон пламени соответственно.

Среднее значение тепловой эмиссии пламени вычисляют по соотношению:

, (3.17)

где и - интенсивность теплового излучения яркой и задымленной частей пламени.

Величину углового коэффициента облученности определяют по соотношению:

(3.18)

где - составляющие этого коэффициента в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно. Здесь:

,

где ; ; ;

В этих соотношениях:

S - площадь разлива нефтепродуктов, м^2;

R - расстояние от центра разлива до мишени, м;

- диаметр горящего разлития, приведенного по форме к кругу, м;

- высота пламени, м;

- массовая скорость выгорания нефтепродуктов, кг/м² с;

- плотность воздуха, кг/м³;

м/с² – ускорение свободного падения;

Необходимо отметить, что согласно данным работы [32], высота пламени горящих разливов нефтепродуктов, как правило, не превосходит 10…30 м.

Коэффициент определяют по следующим зависимостям:

(3.19)

Соотношения (3,12), (3,16) являются основой для получения приближенных решений [25].

Для получения инженерных рекомендаций воспользуемся соотношением (1.35) для оценки количества тепла, выделяемого с единицы площади пожара в единицу времени, называемого теплотой пожара

,

где qn – теплота пожара, кДж/м² ·с;

Qсг – теплота сгорания, кДж/кг;

Vm – массовая скорость выгорания, кг/м^{2 ·} с (или кг/ м² час);

h - коэффициент недожога.

Значения qn, Q_сг , Vm приведены в табл.3; коэффициент недожога h составляет 0,8 – 0,9 для веществ, богатых углеродом (нефть, мазут, рубероид и др.), при горении древесины h = 0,85.

Интенсивность облучения J_* ,кДж/м² с, на расстоянии R, м, от горящего объекта можно оценить по соотношению

J_* =æ , (3.20)

где q _п – теплота пожара, кДж/м²·с (табл. 3);

R_* – характерный размер факела пламени, м.;

æ – численный коэффициент

Коэффициент æ в формуле (3.20) играет важную роль. С одной стороны он является своеобразным аналогом произведению коэффициентов в соотношении (3.12), с другой – учитывает взаимозависимость величин «теплота пожара» и «тепловая эмиссия пламени». С учетом последнего обстоятельства за величину в формуле (3.20) принимают характерный размер факела пламени.

На основании расчетов по формулам (3.12) и (3.16) и экспериментальных данных принимают для горящих зданий, сооружений, штабелей пиленого леса, резервуаров с нефтепродуктами значения коэффициента æ = 0,08 и величины R_* = - где площадь F_Ф определяется согласно рекомендациям по пользованию соотношением (3.15). При горении разливов легковоспламеняющихся и горючих жидкостей по поверхности земли, воды принимают значения æ = 0,02 и R_* = , где – средний диаметр разлива, м; 10 м – высота пламени; S - площадь разлива, м^2. При этом изменение коэффициента æ от значения 0,08 до значения 0, 02 связанно с видом излучающей тепло поверхности пламени (цилиндрическая поверхность), влияющим на величину углового коэффициента облученности и на расстояние R между излучающей и облучаемой элементарными площадками, см §3.1.

Безопасное расстояние между зданиями, сооружениями можно найти с помощью соотношения (3.20), разрешая его относительно R

R_кр = R _* , (3.21)

где Rкр - искомое безопасное расстояние, м;

J_min - минимальная интенсивность облучения, превышение которой приводит к возгоранию облучаемого объекта, кДж/м² · с

Как уже отмечалось, при определении безопасных расстояний между зданиями рекомендуется принимать J_min =21 кДж/м² · с, что соответствует введению в действие сил и средств пожаротушения по истечению ~ 5 минут [8].

При пользовании данным соотношением условия конкретных пожаров учитываются с помощью поправок №№ 3…7 табл. 16.Поправки №№ 1 и 2 учтены в значениях теплоты пожара q_п.

В качестве примера на рис. 14 представлены результаты расчета по соотношению (3.16) изменения интенсивности теплового потока с расстоянием при горении разлива нефти площадью 1000 м² без учета задымления пламени при значении W=70 кДж/м²с (кривая 1) и с учетом задымления (кривая 2) при W=30 кДж/м²с (W=0,8·20+0,2·70=30кДж/м²с). Здесь же для сравнения пунктиром (кривая 3) нанесены значения определенные по соотношению (3.20). В обоих расчетах за значение принималось расстояние от центра горящего разлива.

Рис. 14 сравнение результатов расчета изменения интенсивности теплового потока с расстоянием при горении разлива нефти, по соотношениям (3.16) и (3.20).

Согласно рисунку видно, что в приближенных расчетах использование соотношения (3.20) вполне допустимо и оправдано.

Важное значение имеет оценка воздействия теплового излучения на человека. В табл.17 приведены данные по величинам J_min, при которых наблюдаются тепловые поражения человека различной степени тяжести.

Таблица 17

Дата добавления: 2014-12-27; Просмотров: 892; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!