Презентация Фiзико-хімічні основи розвитку пожеж. Тепломасообмін, температурний режим пожежі в огородженні. (Розділ 4. 13. 5) онлайн

Содержание слайда: РОЗДІЛ 4. ФIЗИКО- ХІМІЧНІ ОСНОВИ РОЗВИТКУ ПОЖЕЖ Тема 13. ТЕПЛОМАСООБМІН ПОЖЕЖІ В ОГОРОДЖЕННІ Лекція ТЕМПЕРАТУРНИЙ РЕЖИМ ПОЖЕЖІ В ОГОРОДЖЕННІ

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: План лекції. 1. Динаміка розвитку пожежі в огородженні. 1.1. Основні положення зонної моделі 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.

Содержание слайда: 1. ДИНАМІКА РОЗВИТКУ ПОЖЕЖІ В ОГОРОДЖЕННІ Температурний режим пожежі - зміна 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.

Содержание слайда: 1.1. Основні положення зонної моделі Зонна модель припускає, що під час пожежі 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.

Содержание слайда: В зоні горіння протікає хімічна реакція горіння, виділення енергії і утворення розжарених продуктів горіння. У цій зоні температура дорівнює температурі горіння і залишається постійною весь час розвитку пожежі. В зоні горіння протікає хімічна реакція горіння, виділення енергії і 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

Содержание слайда: Димогазова колонка - зона розігрітих продуктів горіння, які піднімаються в верхні прошарки приміщення. Димогазова колонка - зона розігрітих продуктів горіння, які піднімаються 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 =  Qн/ vм Sпож – теплота пожежі, кВт; hк – висота димогазової колонки, м; tо - початкова температура середовища в приміщенні, оС.

Содержание слайда: У прошарку біля стелі нагріті ПГ розтіка-ються в горизонтальному напрямку, не перемішуючись з холодним повітрям, протікає активний теплообмін між ПГ і поверхнею будівельних конструкцій. У прошарку біля стелі нагріті ПГ розтіка-ються в горизонтальному напрямку, не 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.

Содержание слайда: У зоні холодного повітря на початковому етапі пожежі знаходиться основна маса окислювача, який дифундує в зону горіння і підтримує розвиток пожежі. У зоні холодного повітря на початковому етапі пожежі знаходиться основна маса 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.

Содержание слайда: 1.2. Інтегральна модель температурного режиму пожежі в огородженні Інтегральна модель припускає, що все тепло пожежі рівномірно розподілено по об’єму при-міщення і витрачається на нагрівання газового середовища, горючих речовин та будівельних конструкцій.

Содержание слайда: Рівнянні теплового балансу пожежі в огородженні: Рівнянні теплового балансу пожежі в огородженні: Qпож = Qпг(вид) + Qпг(прим) + 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

Содержание слайда: Тепло Qпг(прим), що витрачається на нагрів газового середовища в приміщенні від початкової температури до температури пожежі, можна визначити за формулою: Тепло Qпг(прим), що витрачається на нагрів газового середовища в приміщенні від початкової температури до температури пожежі, можна визначити за формулою: Qпг(прим) = cр [vmSпож (vопг + ( -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 = QнvmSпож (1-m)QнvmSпож = cр[vmSпож(vопг+( -1)vопов)](Тпож –То)

Содержание слайда: Середньооб’ємну температуру пожежі можна виз-начити за формулою: Середньооб’ємну температуру пожежі можна виз-начити за формулою: Визначити температуру газового середовища в будь якій точці приміщення в заданий час роз-витку пожежі можна за допомогою критеріальних рівнянь теплового балансу пожежі в огородженні. Тпож  =  Тад  - коефіцієнт, що враховує втрати тепла на нагрі-вання конструкцій тепловим випромінюванням і втра-ти тепла теплопровідністю.  =0,66 Во0,17

Содержание слайда: Критерій подібності Больцмана: Критерій подібності Больцмана:

Содержание слайда: Розвиток пожежі з часом можна умовно поділи-ти на три стадії: початкову, основну і кінцеву. Розвиток пожежі з часом можна умовно поділи-ти на три стадії: початкову, 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.

Содержание слайда: Для визначення вогнестійкості будівельних конструкцій на підставі проведення натурних дослідів пожеж в огородженні використовують залежність температури пожежі від часу розвитку: Для визначення вогнестійкості будівельних конструкцій на підставі проведення натурних дослідів пожеж в огородженні використовують залежність температури пожежі від часу розвитку: tпож= 345 lg (8роз +1)

Содержание слайда: 1.3. Фактори, що впливають на Тпож Динаміку розвитку пожежі визначає тепловиділення, що 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).

Содержание слайда: 2. КРИТИЧНИЙ ЧАС РОЗВИТКУ ПОЖЕЖІ В ОГОРОДЖЕННІ При пожежі в огородженні тепло 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).

Содержание слайда: Критичний час розвитку пожежі в огородженні Критичний час розвитку пожежі в огородженні за температурою Якщо площа пожежі з часом не змінюється (клас В), то за час розвитку пожежі виділиться тепло, яке частково піде на розігрів газового середовища в приміщенні: Qпожпож = Qгаз+ kQпожпож ; Qпож пож = vmSnожQнпож Qгаз. = Vприм cp(tпож - to) (1-k)Qн Sпожvmпож = Vприм cp(tпож - to) Якщо k = 0,21, ср=1,29 кДж/(м3·К), tкр= 70оС, t0 = 20оС, то:

Содержание слайда: При горінні ТГМ (клас А), площа пожежі з часом зростає. При горінні ТГМ (клас А), площа пожежі з часом зростає. Якщо осередок пожежі знаходиться в центрі приміщення, то ЗГ – кругова, Snож = R2 =  (vlnож )2 Qпож пож = SnожQ/нvm пож =  vl 2 3пож  Q/нvm (1-k)  vl 2 3пож  Q/нvm = Vприм cp(tпож - to) осередок пожежі біля стінки (ЗГ – півколо, Snож = R2/2) осередок пожежі в куті приміщення (ЗГ – чверть кола, Snож = R2/4)

Содержание слайда: Критичний час розвитку пожежі в огородженні Критичний час розвитку пожежі в огородженні за киснем При 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 = vºповvmSпожкр Час до настання критичного стану:

Содержание слайда: Для приміщень, в яких горять ТГМ, враховуючи збільшення площі пожежі з часом, можна запи-сати: Для приміщень, в яких горять ТГМ, враховуючи збільшення площі пожежі з 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)

Содержание слайда: Завдання на самопідготовку: 1.Вивчити літературу. Я.С. Повзик, П.П. Клюс, А.М. Матвейкин - Пожежна 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.