Над поверхностью жидкого или твердого вещества при любой температуре существует паровоздушная смесь, давление которой в состоянии равновесия определяется давлением насыщенных паров или их концентрацией. С увеличением температуры давление насыщенных паров возрастет но экспоненциальной зависимости (уравнение Клапейрона - Клаузиса):
где Р н „ - давление насыщенного пара, Па; Q„ C11 - теплота испарения, кДж/моль; Т - температура жидкости, К.
Для любой жидкости существует интервал температур, в котором концентрация насыщенных паров над зеркалом (поверхность жидкости) будет находится в области воспламенения, т.е. НКПВ
Для создания НКПВ паров достаточно нагреть до температуры, равной НТПВ, не всю жидкость, а лишь только ее поверхностный слой.
При наличии источника зажигания такая смесь будет способна к воспламенению. Па практике чаще используют понятия «температура вспышки» и «температура воспламенения».
Температура вспышки - минимальная температура жидкости, при которой над ее поверхностью образуется концентрация паров, способная к воспламенению от источника зажигания, однако скорость образования паров недостаточна для поддержания горения.
Таким образом, как при температуре вспышки, так и при нижнем температурном пределе воспламенения над поверхностью жидкости образуется нижний концентрационный предел воспламенения, однако в последнем случае НКПВ создается насыщенными парами. Поэтому температура вспышки всегда несколько выше, чем НТПВ. Хотя при температуре вспышки наблюдается кратковременное воспламенение паров, не способное перейти в устойчивое горение жидкости, тем не менее, при определенных условиях вспышка может стать причиной возникновения пожара.
Температура вспышки принята за основу классификации жидкостей на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ). К ЛВЖ относятся жидкости, имеющие температуру вспышки в закрытом сосуде 61 °С и ниже, к горючим - с температурой вспышки более 61°С.
Экспериментально температуру вспышки определяют в приборах открытого и закрытого типа. В сосудах закрытого типа значения температуры вспышки всегда ниже, чем в открытом, поскольку в этом случае пары жидкости имеют возможность диффундировать в атмосферу и для создания горючей концентрации над поверхностью требуется более высокая температура.
В табл. 2.4 приведена температура вспышки некоторых жидкостей, определенных приборами открытого и закрытого типа.
Таблица 2.4
Температура вспышки разных видов жидкости при разных методах определения
Температура воспламенения - минимальная температура жидкости, при которой после воспламенения паров от источника зажигания устанавливается стационарное горение.
У легковоспламеняющихся жидкостей температура воспламенения выше, чем температура вспышки, на 1-5°, при этом, чем ниже температура вспышки, тем меньше разность между температурами воспламенения и вспышки.
У горючих жидкостей, имеющих высокую температуру вспышки, разница между этими температурами доходит до 25-35°. Между температурой вспышки в закрытом тигле и нижним температурным пределом воспламенения имеется корреляционная связь, описываемая формулой
Это соотношение справедливо при Г В(.
Существенная зависимость температур вспышки и воспламенения от условий эксперимента вызывает определенные трудности при создании расчетного метода оценки их величины. Одним из наиболее распространенных из них является полуэмпирический метод, предложенный В. И. Блиновым:
где Г вс - температура вспышки (воспламенения), К; Р нп - парциальное давление насыщенного пара жидкости при температуре вспышки (воспламенения), Па; D () - коэффициент диффузии паров жидкости, с/м 2 ; b - количество молекул кислорода, необходимое для полного окисления одной молекулы горючего; В - константа метода определения.
При расчете температуры вспышки в замкнутом сосуде рекомендуется принимать В = 28, в открытом сосуде В = 45; для расчета температуры воспламенения принимают В = 53.
Температурные пределы воспламенения могут быть рассчитаны:
По известным значениям температуры кипения
где ^н(в)’ 7/ип - соответственно нижний (верхний) температурный предел воспламенения и температура кипения, °С; k, I - параметры, значения которых зависят от вида горючей жидкости;
По известным значениям концентрационных пределов. Для этого сначала определяется концентрация насыщенных паров над поверхностью жидкости
где (р„ п - концентрация насыщенных паров, %; Р н п - давление насыщенных паров, Па; Р 0 - внешнее (атмосферное) давление, Па.
Из формулы (2.41) следует
Опеределив по значению нижнего (верхнего) предела воспламенения давление насыщенного пара, находим температуру, при которой это давление достигается. Она и является нижним (верхним) температурным пределом воспламенения.
По формуле (2.41) можно решать и обратную задачу: рассчитывать концентрационные пределы воспламенения по известным значениям температурных пределов.
Свойство пламени к самопроизвольному распространению наблюдается не только при горении смесей горючих газов с окислителем, но и при горении жидкостей и твердых веществ. При локальном воздействии тепловым источником, например открытым пламенем, жидкость будет прогреваться, возрастет скорость испарения и при достижении поверхностью жидкости температуры воспламенения в месте воздействия теплового источника произойдет зажигание паровоздушной смеси, установится устойчивое пламя, которое затем с определенной скоростью будет распространяться по поверхности и холодной части жидкости.
Что же является движущей силой распространения процесса горения, каков его механизм?
Распространение пламени по поверхности жидкости протекает в результате теплопередачи за счет излучения, конвекции и молекулярной теплопроводности от зоны пламени к поверхности зеркала жидкости.
По современным представлениям основной движущей силой распространения процесса горения является теплоизлучение от пламени. Пламя, обладая высокой температурой (более 1000°С), способно, как известно, излучать тепловую энергию. Согласно закону Стефана - Больцмана интенсивность лучистого теплового потока, отдаваемого нагретым телом, определяется соотношением
где ц я - интенсивность лучистого теплового потока, кВт/м 2 ; 8 0 - степень черноты тела (пламени) (е 0 = 0,75-Н,0); а = = 5,7 10 11 кДж/(м 2 с К 4) - постоянная Стефана - Больцмана; Г г - температура тела (пламени), К; Г 0 - температура среды, К.
Тепло, излучаясь во все стороны, частично поступает и на еще не загоревшиеся участки поверхности жидкости, прогревая их. При повышении температуры поверхностного слоя над прогретым участком процесс испарения жидкости интенсифицируется и образуется паровоздушная смесь. Как только концентрация паров жидкости превысит НКВП, произойдет ее зажигание от пламени. Затем уже этот участок поверхности жидкости начинает интенсивно прогревать соседний участок поверхности жидкости и т.д. Скорость распространения пламени по жидкости зависит от скорости прогрева поверхности жидкости лучистым тепловым потоком от пламени, т.е. от скорости образования горючей паровоздушной смеси над поверхностью жидкости, которая, в свою очередь, зависит от природы жидкости и начальной температуры.
Каждый вид жидкости имееют свою теплоту испарения и температуру вспышки. Чем выше их значения, тем более длительное время необходимо для ее прогрева до образования горючей паровоздушной смеси, тем, следовательно, ниже скорость распространения пламени. С увеличением молекулярной массы вещества в пределах одного гомологического ряда снижается давление паров упругости, возрастают теплота испарения и температура вспышки, соответственно снижается скорость распространения пламени.
Увеличение температуры жидкости повышает скорость распространения пламени, так как время, необходимое для прогрева жидкости до температуры вспышки перед зоной горения, уменьшается.
При вспышке скорость распространения пламени по зеркалу жидкости будет (по физическому смыслу) равна скорости распространения пламени по паровоздушной смеси состава, близкого к НКПВ, т.е. 4-5 см/с. При увеличении начальной температуры жидкости выше температуры вспышки скорость распространения пламени будет зависеть (аналогично скорости распространения пламени) от состава горючей смеси. Действительно, при увеличении температуры жидкости выше температуры ее вспышки концентрация паровоздушной смеси над поверхностью зеркала будет расти от НКВП до 100% (температура кипения).
Следовательно, вначале при повышении температуры жидкости от температуры вспышки до температуры, при которой над поверхностью образуются насыщенные пары, с концентрацией, равной стехиометрической (точнее, несколько выше, чем стехиометрическая), скорость распространения пламени будет нарастать. В закрытых сосудах по мере дальнейшего повышения температуры жидкости скорость распространения пламени начинает снижаться, вплоть до скорости, соответствующей верхнему температурному пределу воспламенения, при котором распространение пламени но паровоздушной смеси станет уже невозможным из-за недостатка кислорода в паровоздушной смеси над поверхностью жидкости. Над поверхностью же открытого резервуара концентрация паров на разных уровнях будет различной: у поверхности она будет максимальной и соответствовать концентрации насыщенного пара при данной температуре, по мере увеличения расстояния от поверхности концентрация постепенно будет снижаться из-за конвективной и молекулярной диффузии.
При температуре жидкости, близкой к температуре вспышки, скорость распространения пламени по поверхности жидкости будет равна скорости его распространения по смеси паров в воздухе на НКПВ, т.е. 3-4 см/с. При этом фронт пламени будет расположен у поверхности жидкости. При дальнейшем увеличении начальной температуры жидкости скорость распространения пламени будет расти аналогично росту нормальной скорости распространения пламени по паровоздушной смеси с увеличением ее концентрации. С максимальной скоростью пламя будет распространяться по смеси с концентрацией, близкой к стехиометрической. Следовательно, с увеличением начальной температуры жидкости выше Г стх скорость распространения пламени будет оставаться постоянной, равной максимальному значению скорости распространения горения по стехиометрической смеси или несколько больше ее (рис. 2.5). Таким образом,
Рис. 25.
1 - горение жидкости в закрытой емкости; 2 - горение жидкости в открытой емкости при изменении начальной температуры жидкости в открытой емкости в широком диапазоне температур (вплоть до температуры кипения) скорость распространения пламени будет изменяться от нескольких миллиметров до 3-4 м/с.
С максимальной скоростью пламя будет распространяться по смеси с концентрацией, близкой к стехиометрической. С увеличением температуры жидкости выше Г стх увеличится расстояние над жидкостью, на котором сформируется стехиометрическая концентрация, а скорость распространения пламени останется прежней (см. рис. 2.5). Это обстоятельство всегда надо помнить, как при организации профилактической работы, так и при тушении пожаров, когда, например, может возникнуть опасность подсоса воздуха в закрытую емкость - ее разгерметизация.
После возгорания жидкости и распространения пламени но ее поверхности устанавливается диффузионный режим ее выгорания , который характеризуется удельной массовой W rM и линейной W V Jl скоростями.
Удельная массовая скорость - масса вещества, выгорающего с единицы площади зеркала жидкости в единицу времени (кг/(м 2 *с)).
Линейная скорость - расстояние, на которое перемещается уровень зеркала жидкости в единицу времени за счет ее выгорания (м/с).
Массовая и линейная скорости выгорания взаимосвязаны через плотность жидкости р:
После воспламенения жидкости температура ее поверхности повышается от температуры воспламенения до кипения, происходит формирование прогретого слоя. В этот период скорость выгорания жидкости постепенно повышается, растет высота факела пламени в зависимости от диаметра резервуара и вида горючей жидкости. После 1-10 мин горения наступает стабилизация процесса: скорость выгорания и размеры пламени остаются в дальнейшем неизменными.
Высота и форма пламени при диффузионном горении жидкости и газа подчиняются одним и тем же закономерностям, поскольку в обоих случаях процесс горения определяется взаимной диффузией горючего и окислителя. Однако если при диффузионном горении газов скорость струи газа не зависит от процессов, протекающих в пламени, то при горении жидкости устанавливается определенная скорость выгорания, которая зависит как от термодинамических параметров жидкости, так и от условий диффузии кислорода воздуха и паров жидкости.
Между зоной горения и поверхностью жидкости устанавливается определенный тепло- и массообмен (рис. 2.6). Часть теплового потока, поступающего к поверхности жидкости q 0y затрачивается на ее нагрев до температуры кипения q ucn . Кроме того, тепло q CT на нагрев жидкости поступает от факела пламени через стенки резервуара за счет теплопроводности. При достаточно большом его диаметре величиной q CT можно прене- бречь, тогда q {) = K „ n +
Очевидно, что
где с - теплоемкость жидкости, кДжДкг-К); р - плотность жидкости, кг/м 3 ; W nc - скорость роста прогретого слоя, м/с; W Jl - линейная скорость выгорания, м/с; 0и СП - теплота парообразования, кДж/кг; Г кип - температура кипения жидкости, К.
Рис. 2.6.
Г () - начальная температура; Г кип - температура кипения;
Т г - температура горения; q KUW q Jl - соответственно конвективный и лучистый тепловые потоки; q 0 - тепловой поток, поступающий на поверхность жидкости
Из формулы (2.45) следует, что интенсивность теплового потока из зоны пламени обусловливает определенную скорость поставки горючего в эту зону, химическое взаимодействие которого с окислителем, в свою очередь, влияет на величину # 0 . В этом и состоит взаимосвязь массо- и теплообмена зоны пламени и конденсированной фазы при горении жидкостей и твердых веществ.
Оценку доли тепла от общего тепловыделения при горении жидкости, которая затрачивается на ее подготовку к горению q 0 , можно провести в следующей последовательности.
Принимая для простоты W rjl = W nx , получим
Скорость тепловыделения с единицы поверхности зеркала жидкости (удельную теплоту пожара q ll7K) можно определить по формуле
где Q H - низшая теплота сгорания вещества, кДж/кг; Р п - коэффициент полноты сгорания.
Тогда, учитывая состояние (2.44) и разделив выражение (2.45) на формулу (2.46), получим
Расчеты показывают, что около 2% от общего тепловыделения при горении жидкости затрачивается на образование и доставку паров жидкости в зону горения. При установлении процесса выгорания температура поверхности жидкости увеличивается до температуры кипения, которая в дальнейшем остается неизменной. Данное утверждение относится к индивидуальной жидкости. Если же рассматривать смеси жидкостей, имеющих разную температуру кипения, то сначала происходит выход легкокипящих фракций, затем - все более высококипящих.
На скорость выгорания значительное влияние оказывает прогрев жидкости по глубине в результате передачи тепла от нагретой лучистым потоком q 0 поверхности жидкости в ее глубь. Этот теплоперенос осуществляется за счет теплопроводности и конвенции.
Прогрев жидкости за счет теплопроводности может быть представлен экспоненциальной зависимостью вида
где Т х - температура слоя жидкости на глубине х, К; Г кип - температура поверхности (температура кипения), К; k - коэффициент пропорциональности, м -1 .
Такой тип температурного поля называется распределением температуры первого рода (рис. 2.7).
Ламинарная конвенция возникает в результате различной температуры жидкости у стенок резервуара и в его центре, а также вследствие фракционной разгонки в верхнем слое при горении смеси.
Дополнительная передача тепла от нагретых стенок резервуара к жидкости приводит к прогреву ее слоев у стенок до более высокой температуры, чем в центре. Более нагретая у стенок жидкость (или даже пузырьки пара в случае ее прогрева у стенок выше температуры кипения) поднимается вверх, что способствует интенсивному промешиванию и быстрому прогреву жидкости на большой глубине. Образуется так называемый гомотермический слой, т.е. слой с практически постоянной температурой, толщина которого увеличивается во время горения. Такое температурное поле называют распределением температуры второго рода.
Рис. 2.7.
1 - распределение температуры первого рода; 2 - распределение температуры второго рода
Образование гомотермического слоя возможно также и в результате фракционной перегонки приповерхностных слоев смеси жидкостей, имеющих различную температуру кипения. По мере выгорания таких жидкостей приповерхностный слой обогащается более плотными высококипя- щими фракциями, которые опускаются вниз, способствуя гем самым конвективному прогреву жидкости.
Установлено, что чем ниже температура кипения жидкости (дизельное топливо, трансформаторное масло), гем труднее образуется гомотермический слой. При их горении температура стенок резервуара редко превышает температуру кипения. Однако при горении влажных высококипя- щих нефтепродуктов вероятность образования гомотермического слоя достаточна высокая. При прогреве стенок резервуара до 100°С и выше образуются пузырьки водяного пара, которые, устремляясь вверх, вызывают интенсивное перемещение всей жидкости и быстрый прогрев в глубине. Зависимость толщины гомотермического слоя от времени горения описывается соотношением
где х - толщина гомотермического слоя на некоторый момент времени горения, м; х пр - предельная толщина гомотермического слоя, м; т - время, отсчитываемое от момента начала формирования слоя, с; р - коэффициент, с -1 .
Возможность образования достаточно толстого гомотермического слоя при горении влажных нефтепродуктов чревата возникновением вскипания и выброса жидкости.
Скорость выгорания существенно зависит от вида жидкости, начальной температуры, влажности и концентрации кислорода в атмосфере.
Из уравнения (2.45) с учетом выражения (2.44) можно определить массовую скорость выгорания:
Из формулы (2.50) очевидно, что на скорость выгорания оказывают влияние интенсивность теплового потока, поступающего от пламени к зеркалу жидкости, и теплофизические параметры горючего: температура кипения, теплоемкость и теплота испарения.
Из табл. 2.5 очевидно, что существует определенное соответствие между скоростью выгорания и затратами тепла на прогрев и испарения жидкости. Так, в ряду бен- золксилолглицеринов с увеличением затрат тепла на прогрев и испарение скорость выгорания снижается. Однако при переходе от бензола к диэтиловому эфиру затраты тепла уменьшаются. Это кажущееся несоответствие обусловлено различием в интенсивности тепловых потоков, поступающих от факела к поверхности жидкости. Лучистый поток достаточно велик для коптящего пламени бензола и мал для относительно прозрачного пламени диэтилового эфира. Как правило, соотношение скоростей выгорания наиболее быстро горящих жидкостей и наиболее медленно горящих достаточно невелико и составляет 3,0-4,5.
Таблица 25
Зависимость скорости выгорания от затрат тепла на прогрев и испарение
Из выражения (2.50) следует, что с увеличением Г 0 скорость выгорания возрастает, поскольку снижаются затраты тепла на прогрев жидкости до температуры кипения.
Содержание влаги в смеси понижает скорость выгорания жидкости, во-первых, вследствие дополнительных затрат тепла на ее испарение, а во-вторых, в результате флегмати- зирующего влияния паров воды в газовой зоне. Последнее приводит к снижению температуры пламени, а следовательно, согласно формуле (2.43), уменьшается и его излучающая способность. Строго говоря, скорость выгорания влажной жидкости (жидкости, содержащей воду) не постоянна, она увеличивается или уменьшается в процессе горения в зависимости от температуры кипения жидкости.
Влажное горючее может быть представлено как смесь двух жидкостей: горючее + вода, в процессе горения которых происходит их фракционная разгонка. Если температура кипения горючей жидкости меньше температуры кипения воды (100°С), то происходит преимущественное выгорание горючего, смесь обогащается водой, скорость выгорания снижается и, наконец, горение прекращается. Если температура кипения жидкости больше 100°С, то, наоборот, сначала преимущественно испаряется влага и концентрация ее снижается. В результате скорость выгорания жидкости возрастает, вплоть до скорости горения чистого продукта.
Как правило, с повышением скорости ветра скорость выгорания жидкости увеличивается. Ветер интенсифицирует процесс смешивания горючего с окислителем, тем самым повышая температуру пламени (табл. 2.6) и приближая пламя к поверхности горения.
Таблица 2.6
Влияние скорости ветра на температуру пламени
Все это повышает интенсивность теплового потока, поступающего на нагрев и испарение жидкости, следовательно, приводит к увеличению скорости выгорания. При большей скорости ветра пламя может сорваться, что приведет к прекращению горения. Так, например, при горении тракторного керосина в резервуаре диаметром 3 м наступал срыв пламени при скорости ветра 22 м/с.
Большинство жидкостей не могут гореть в атмосфере с содержанием кислорода менее 15%. С увеличением концентрации кислорода выше этого предела скорость выгорания растет. В атмосфере, значительно обогащенной кислородом, горение жидкости протекает с выделением большого количества сажи в пламени и наблюдается интенсивное кипение жидкой фазы. Для многокомпонентных жидкостей (бензин, керосин и т.н.) температура поверхности с увеличением содержания кислорода в окружающей среде растет.
Повышение скорости выгорания и температуры поверхности жидкости с ростом концентрации кислорода в атмосфере обусловлено увеличением излучающей способности пламени в результате роста температуры горения и высокого содержания сажи в нем.
Скорость выгорания также значительно меняется с понижением уровня горючей жидкости в резервуаре: происходит снижение скорости выгорания, вплоть до прекращения горения. Поскольку подвод кислорода воздуха из окружающей среды внутрь резервуара затруднен, то при понижении уровня жидкости увеличивается расстояние h np между зоной пламени и поверхностью горения (рис. 2.8). Лучистый поток к зеркалу жидкости уменьшается, а следовательно, уменьшается и скорость выгорания, вплоть до затухания. При горении жидкостей в резервуарах большого диаметра предельная глубина /г пр, при которой происходит затухание горения, очень большая. Так, для резервуара с диаметром 5 м она составляет 11 м, а с диметром Им - около 35 м.
Административные здания................................................................................... 1,0 1,5
Библиотеки, книгохранилища, архивохранилища............................................. 0,5 1,0
Деревообрабатывающие предприятия:
Лесопильные цехи (здания I, II, III степени огнестойкости) .................... 1,0 3,0
То же (здания IV и V степени огнестойкости.............................................. 2,0 5,0
Сушилки............................................................................................................. 2,0 2,5
Заготовительные цехи...................................................................................... 1,0 1,5
Производства фанеры....................................................................................... 0,8 1,5
помещения других цехов...................................................................................... 0,8 1,0
Жилые дома............................................................................................................ 0,5 0,8
Коридоры и галереи............................................................................................... 4,0 5,0
Кабельные сооружения (горение кабелей) ......................................................... 0,8 1,1
Лесные массивы (скорость ветра 7 10 м/с и влажность 40%):
Рада-сосняк сфагновый...................................................................................... до 1,4
Ельник-долгомошник и зеленомошник............................................................ до 4,2
Сосняк-зеленомошник (ягодник) ..................................................................... до 14,2
Сосняк бор-беломошник................................................................................... до 18,0
растительность, лесная подстилка, подрост,
древостой при верховых пожарах и скорости ветра, м/с:
8 9 ........................................................................................................................ до 42
10 12 .................................................................................................................... до 83
то же по кромке на флангах и в тылу при скорости ветра, м/с:
8 9 .......................................................................................................................... 4 7
Музеи и выставки.................................................................................................. 1,0 1,5
Объекты транспорта:
Гаражи, трамвайные и троллейбусные депо................................................. 0,5 1,0
Ремонтные залы ангаров................................................................................. 1,0 1,5
Морские и речные суда:
Сгораемая надстройка при внутреннем пожаре............................................ 1,2 2,7
То же при наружном пожаре........................................................................... 2,0 6,0
Внутренние пожары надстройки при наличии
синтетической отделки и открытых проемов..................................................... 1,0 2,0
Пенополиуретан
Предприятия текстильной промышленности:
Помещения текстильного производства........................................................ 0,5 1,0
Тоже при наличии на конструкциях слоя пыли............................................ 1,0 2,0
волокнистые материалы во взрыхленном состоянии........................................ 7,0 8,0
Сгораемые покрытия больших площадей (включая пустотные) ..................... 1,7 3,2
Сгораемые конструкции крыш и чердаков......................................................... 1,5 2,0
Торфа в штабелях................................................................................................. 0,8 1,0
Льноволокна.......................................................................................................... 3,0 5,6
Текстильных изделий........................................................................................... 0,3 0,4
Бумаги в рулонах................................................................................................. 0,3 0,4
Резино-технических изделий (в здании)....................................................... 0,4 1,0
Резино-технических изделий (в штабелях на
открытой площадке) ............................................................................................. 1,0 1,2
Каучука.............................................................................................................. 0,6 1,0
Лесопиломатериалов:
Круглого леса в штабелях................................................................................ 0,4 1,0
пиломатериалов (досок) в штабелях при влажности, %:
До 16 .......................................................................................................................... 4,0
16 18 ........................................................................................................................ 2,3
18 20 ........................................................................................................................ 1,6
20 30 ........................................................................................................................ 1,2
Более 30 ..................................................................................................................... 1,0
куч балансовой древесины при влажности, %:
До 40 .................................................................................................................. 0,6 1,0
более 40 ................................................................................................................. 0,15 02
Сушильные отделения кожзаводов...................................................................... 1,5 2,2
Сельские населенные пункты:
Жилая зона при плотной застройке зданиями V степени
огнестойкости, сухой погоде и сильном ветре.................................................... 20 25
Соломенные крыши зданий............................................................................. 2,0 4,0
Подстилка в животноводческих помещениях............................................... 1,5 4,0
Степные пожары при высоком и густом травянистом
покрове, а также зерновые культуры при сухой погоде
и сильном ветре................................................................................................... 400 600
Степные пожары при низкой редкой растительности
и тихой погоде.......................................................................................................... 15 18
Театры и дворцы культуры (сцена) ..................................................................... 1,0 3,0
Торговые предприятия, склады и базы
товароматериальных ценностей........................................................................... 0,5 1,2
Типографии............................................................................................................. 0,5 0,8
Фрезерный торф (на полях добычи) при скорости ветра, м/с:
10 14 ................................................................................................................. 8,0 10
18 20 .................................................................................................................. 18 20
Холодильники........................................................................................................ 0,5 0,7
Школы, лечебные учреждения:
Здания I и II степени огнестойкости.............................................................. 0,6 1,0
Здания III и IV степени огнестойкости......................................................... 2,0 3,0
Приложение 8
(Справочное)
Интенсивность подачи воды при тушении пожаров, л/м 2 с.
Административные здания:
V – степени огнестойкости.......................................................................... 0,15
подвальные помещения................................................................................ 0,1
чердачные помещения.................................................. 0,1
Ангары, гаражи, мастерские, трамвайные
и троллейбусные депо................................................................................... 0,2
Больницы; ...................................................................................................... 0,1
Жилые дома и подсобные постройки:
I – III степени огнестойкости....................................................................... 0,06
IV – степени огнестойкости......................................................................... 0,1
V – степени огнестойкости........................................................................... 0,15
подвальные помещения................................................................................. 0,15
чердачные помещения; ................................................................................. 0,15
Животноводческие здания:
I – III степени огнестойкости....................................................................... 0,1
IV – степени огнестойкости......................................................................... 0,15
V – степени огнестойкости........................................................................... 0,2
Культурно-зрелищные учреждения (театры,
кинотеатры, клубы, дворцы культуры):
· Сцена......................................................................................................... 0,2
· зрительный зал......................................................................................... 0,15
· подсобные помещения............................................................................. 0,15
Мельницы и элеваторы................................................................................. 0,14
I – II степени огнестойкости.................................................................. 0,15
III – степени огнестойкости................................................................... 0,2
IV – V степени огнестойкости............................................................... 0,25
окрасочные цеха............................................................................................ 0,2
Подвальные помещения........................................................................... 0,3
Чердачные помещения............................................................................. 0,15
· сгораемые покрытия больших площадей:
При тушении снизу внутри здания......................................................... 0,15
При тушении снаружи со стороны покрытия....................................... 0,08
При тушении снаружи при развившемся пожаре................................. 0,15
Строящиеся здания0,1
Торговые предприятия и склады
товароматериальных ценностей................................................................... 0,2
Холодильники................................................................................................ 0,1
Электростанции и подстанции:
· кабельные тунели и полуэтажи
(подача тонкораспыленной воды) ............................................................... 0,2
· машинные залы и котельные отделения................................................ 0,2
· галереи топливоподачи........................................................................... 0,1
· трансформаторы, реакторы, масляные
выключатели (подача тонкораспыленной воды)........................................ 0,1
Административные здания 1,0 ÷ 1,5
Библиотеки, книгохранилища, архивохранилища 0,5 ÷ 1,0
Деревообрабатывающие предприятия:
Лесопильные цехи (здания I, II, III степени огнестойкости) 1,0 ÷ 3,0
То же (здания IV и V степени огнестойкости 2,0 ÷ 5,0
Сушилки 2,0 ÷ 2,5
Заготовительные цехи 1,0 ÷ 1,5
Производства фанеры 0,8 ÷ 1,5
помещения других цехов 0,8 ÷ 1,0
Жилые дома 0,5 ÷ 0,8
Коридоры и галереи 4,0 ÷ 5,0
Кабельные сооружения (горение кабелей). 0,8 ÷ 1,1
Лесные массивы (скорость ветра 7+ 10 м/с и влажность 40%):
Рада-сосняк сфагновый до 1,4
Ельник-долгомошник и зеленомошник до 4,2
Сосняк-зеленомошник (ягодник) до 14,2
Сосняк бор-беломошник до 18,0
растительность, лесная подстилка, подрост,
древостой при верховых пожарах и скорости ветра, м/с:
8 ÷ 9 до 42
10 ÷ 12 до 83
то же по кромке на флангах и в тылу при скорости ветра, м/с:
10 ÷ 12 8 ÷ 14
Музеи и выставки 1,0 ÷ 1,5
Объекты транспорта:
Гаражи, трамвайные и троллейбусные депо 0,5 ÷ 1,0
Ремонтные залы ангаров 1,0 ÷ 1,5
Морские и речные суда:
Сгораемая надстройка при внутреннем пожаре 1,2 ÷ 2,7
То же при наружном пожаре 2,0 ÷ 6,0
Внутренние пожары надстройки при наличии
синтетической отделки и открытых проемов 1,0 ÷ 2.0
Пенополиуретан
Предприятия текстильной промышленности:
помещения текстильного производства 0,5 ÷ 1,0
Тоже при наличии на конструкциях слоя пыли 1,0 ÷ 2,0
волокнистые материалы во взрыхленном состоянии 7,0 ÷ 8,0
Сгораемые покрытия больших площадей (включая пустотные) 1,7 ÷ 3,2
Сгораемые конструкции крыш и чердаков 1,5 ÷ 2,0
Торфа в штабелях 0,8 ÷ 1,0
Льноволокна 3,0 ÷ 5,6
| - текстильных изделий | 0,3 ÷ 0.4 |
| - бумаги в рулонах | 0,3 ÷ 0.4 |
| - резино-технических изделий (в здании) | 0,4 ÷ 1,0 |
| - резино-технических изделий (в штабелях на | |
| открытой площадке) | 1,0 ÷ 1,2 |
| - каучука | 0,6 ÷ 1,0 |
| - лесопиломатериалов: | |
| - круглого леса в штабелях | 0,4 ÷ 1.0 |
| пиломатериалов (досок) в штабелях при влажности, %: | |
| - до 16 | 4,0 |
| 16 ÷ 18 | 2,3 |
| - 18 ÷ 20 | 1.6 |
| - 20 ÷ 30 | 1,2 |
| - более 30 | 1.0 |
| куч балансовой древесины при влажности, %: | |
| - до 40 | 0,6 ÷1,0 |
| более 40 | 0,15 ÷ 02 |
| Сушильные отделения кожзаводов | 1,5 ÷ 2,2 |
| Сельские населенные пункты: | |
| - жилая зона при плотной застройке зданиям и V степени | |
| огнестойкости, сухой погоде и сильном ветре | 20 ÷ 25 |
| - соломенные крыши здании | 2.0 ÷ 4,0 |
| - подстилка в животноводческих помещениях | 1,5 ÷ 4,0 |
| - степные пожары при высоком и густом травянистом | |
| покрове, а также зерновые культуры при сухой погоде | |
| и сильном ветре | 400 ÷ 600 |
| - степные пожары при низкой редкой растительности | |
| и тихой погоде | 15 ÷ 18 |
| Театры и дворцы культуры (сцена) | 1,0 ÷ 3.0 |
| Торговые предприятия, склады и базы | |
| товароматериальных ценностей | 0,5 ÷ 1,2 |
| Типографии | 0,5 ÷ 0,8 |
| Фрезерный торф (на полях добычи) при скорости ветра, м/с: | |
| 10 ÷ 14 | 8,0 ÷ 10 |
| 18 ÷ 20 | 18 ÷ 20 |
| Холодильники | 0,5 ÷ 0,7 |
| Школы, лечебные учреждения: | |
| - здания I и II степени огнестойкости | 0,6 ÷ 1,0 |
| - здания III и IV степени огнестойкости | 2,0 ÷ 3,0 |
Приложение №6
Интенсивность подачи воды при тушении пожаров
Административные здания:
IV степени огнестойкости 0,1
V степени огнестойкости 0,15
подвальные помещения 0,1
чердачные помещения 0,1
Ангары, гаражи, мастерские, трамвайные
и троллейбусные депо 0,2
Больницы; 0,1
Жилые дома и подсобные постройки:
I - III степени огнестойкости 0,06
IV степени огнестойкости 0,1
V степени огнестойкости 0,15
подвальные помещения 0,15
чердачные помещения; 0,15
Животноводческие здания:
I - III степени огнестойкости 0,1
IV степени огнестойкости 0,15
V степени огнестойкости 0,2
Кулмурно-зрелищные учреждения (театры, кинотеатры, клубы, дворцы культуры):
Сцена 0,2
Зрительный зал 0,15
Подсобные помещения 0,15
Мельницы и элеваторы 0,14
Производственные здания:
I - II степени огнестойкости 0,15
III степени огнестойкости 0,2
IV - V степени огнестойкости 0,25
Окрасочные цеха 0,2
Подвальные помещения 0,3
Чердачные помещения 0,15
Сгораемые покрытия больших площадей:
При тушении снизу внутри здания 0,15
При тушении снаружи со стороны покрытия 0,08
При тушении снаружи при развившемся пожаре 0,15
Строящиеся здания 0,1
Торговые предприятия и склады
товароматериальных ценностей 0,2
Холодильники 0,1
Электростанции и подстанции:
Кабельные тунели и полуэтажи
(подача тонкораспыленной воды) 0,2
Машинные залы и котельные отделения 0,2
Галереи топливоподачи 0,1
Трансформаторы, реакторы, масляные
выключатели (подача тонкораспыленной воды) 0,1
2. ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА
Автомобили, трамваи, троллейбусы
на открытых местах стоянок 0,1
Самолеты и вертолеты:
Внутренняя отделка (при подаче тонкораспыленной воды) 0,08
Конструкции с наличием магниевых сплавов 0,25
Корпус 0,15
Суда (сухогрузные и пассажирские):
Надстройки (пожары внутренние и наружные)
при подаче цельных и тонкораспыленных струй 0,2
Трюмы 0,2
Бумага разрыхленная 0,3
3. ТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
Древесина:
Балансовая, при влажности %:
Менее 40 0,5
Пиломатериалы в штабелях в пределах одной группы,
при влажности %:
Свыше 30 0,2
Круглый лес в штабелях, в пределах одной группы 0,35
Щепа в кучах с влажностью 30-50% 0,1
Каучук (натуральный или искусственный),
резина и резино-технические изделия............. 0,3
Льнокостра в отвалах (подача тонкораспыленной воды) 0,2
Льнотреста (скирды, тюки) 0,25
Пластмассы:
Термопласты 0,14
Реактопласты 0,1
Полимерные материалы и изделия из них 0,2
Текстолит, карболит, отходы пластмасс,
триацетатная пленка 0,3
Торф на фрезерных полях влажностью 15-30%
(при удельном расходе воды 110-140 л/м.кв
и времени тушения 20 мин) 0,1
Торф фрезерный в штабелях (при удельном расходе воды
235 д/м.кв, и времени тушения 20 мин.)......... 0,2
Хлопок и другие волокнистые материалы:
Открытые склады 0,2
Закрытые склады 0,3
Целлулоид и изделия из него 0,4
Ядохимикаты и удобрения 0,2
5. ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЕСЯ
И ГОРЮЧИЕ ЖИДКОСТИ
(при тушении тонко рас пыле иной водой)
Ацетон 0,4
Нефтепродукты в емкостях:
С температурой вспышки ниже 28 гр.С....... 0,4
С температурой вспышки от 28 до 60 гр.С 0,3
С температурой вспышки более 60 гр.С...... 0,2
Горючая жидкость, разлившаяся на поверхности
площадки, в траншеях и технологических лотках 0,2
Термоизоляция, пропитанная нефтепродуктами 0,2
Спирты (этиловый, метиловый, пропидовый, бутиловый
и другие) на складах и спиртозаводах 0,2
Нефть и конденсат вокруг скважины фонтана 0,4
Примечания:
1. При подаче воды со смачивателем интенсивность подачи по таблице снижается в 2 раза.
2. Тушение хлопка, других волокнистых материалов и торфа необходимо производить только с добавлением смачивателя.
Приложение №7
Организация тушения возможного пожара первым РТП.
Приложение № 8
Ориентировочный запас огнетушащих средств, учитываемый при расчете сил и средств для тушения пожара.
Большинство пожаров:
вода на период тушения 5
вода на период дотушивания (разборка,
проливка мест горения и т.д.), час 3
Пожары, для объемного тушения которых
применяются негорючие газы и пары 2
Пожары на судах:
пенообразователь для тушения пожаров
МКО, трюмах и надстройках 3
Пожары нефти и нефтепродуктов в резервуарах:
Пенообразователь 3
вода для тушения пожара пеной 5
вода на охлаждение наземных резервуаров:
передвижными средствами, час 6
стационарным и средствами, час 3
вода на охлаждение подземных резервуаров, час 3
Примечание: Запас воды в водоемах (резервуарах) при тушении пожаров газовых и нефтяных фонтанов должен обеспечивать бесперебойную работу пожарных подразделений в течении дневного времени. При этом учитывается пополнение воды в течение суток насосными установками. Как показывает практика тушения пожаров, общий объем водоемов обычно составляет 2,5-5,0 тыс.м 3 .
Приложение №9
Величины сопротивления одного напорного рукава длиной 20 м.
| Тип рукава | Диаметр рукава, мм | |||||
| Прорезиненные | 0,15 | 0,035 | 0,015 | 0,004 | 0,002 | 0,00046 |
| Непрорезиненные | 0,3 | 0,077 | 0,03 | - | _ | - |
Приложение №10
Водоотдача водопроводных сетей (ориентировочно).
| Напор в сети, м | Вид водопроводной сети | Диаметр труб, мм | |||||
| Напор воды, л/с | |||||||
| Тупиковая | |||||||
| Кольцевая | |||||||
| Тупиковая | |||||||
| Кольцевая | |||||||
| Тупиковая | |||||||
| Кольцевая | |||||||
| Тупиковая | |||||||
| Кольцевая | |||||||
| Тупиковая | |||||||
| Кольцевая |
Приложение №11
| Выполняемые работы на пожаре | Требуемое количество человек |
| Работа со стволом «РС -50» на ровной плоскости (с земли, пола и т.д.) | |
| Работа со стволом «РС-50» на крыше здания | |
| Работа со стволом «РС -70» | 2-3 |
| Работа со стволом «РС-50» или «РС-70» в атмосфере, непригодной для дыхания | 3-4 (звено ГДЗС) |
| Работа с переносным лафетным стволом | 3-4 |
| Работа с воздушно-пенным стволом и генератором ГПС -600 | |
| Работа с генератором ГНС -2000 | 3-4 |
| Работа с пеносливом | 2-3 |
| Установка пенопоъемника | 5-6 (отделение) |
| Установка выдвижной переносной пожарной лестницы | |
| Страховка выдвижной переносной пожарной лестницы после ее установки | |
| Разведка в задымленном помещении | 3 (звено ГДЗС) |
| Разведка в больших подвалах, туннелях, метро, бесфонарных зданиях и т.п. | 6 (два звена ГДЗС) |
| Спасание пострадавших из задымленного помещения и тяжелобольных (одного пострадавшего) | |
| Спасание людей по пожарным лестницам и с помощью веревки (на участок спасания) | 4-5 |
| Работа на разветвлении и контроль за рукавной системой: при прокладке рукавных линий в одном направлении (из расчета на одну машину) при прокладке двух рукавных линий в противоположных направлениях (из расчета на одну машину) | |
| Вскрытие и разборка конструкций: выполнение действий на позиции ствола, работающего по тушению пожара (кроме ствольщика) выполнение действий на позиции ствола, работающего по защите (кроме ствольщика) работа по вскрытию покрытия большой площади (из расчета на один ствол, работающий на покрытии) работа по вскрытию 1 м: дощатого шпунтового или паркетного щитового поля дощатого гвоздевого или паркетного штучного пола оштукатуренной деревянной перегородки или подшивки потолка металлической кровли рулонной кровли по деревянной опалубке утепленного сгораемого покрытия | не менее 2 1-2 3-4 |
| Перекачка воды: контроль за поступлением воды в автоцистерну (на каждую машину) контроль за работой рукавной системы (на 100 м линии перекачки) | |
| Подвоз воды: сопровождающий на машине работа на пункте заправки |
Приложение № 12
КАРТОЧКА
Боевых действий ___________ караула ВПЧ (ППЧ) №_____________
на пожаре, происшедшем
__________________________________________________________
(число, месяц, год)
(составляется на все пожары)
1. Объект __________________________________________________
(наименование объекта, ведомственная принадлежность - министерство, ведомство, адрес)
2. Вид здания и его размеры ___________________________________
(этажность, огнестойкость и размеры здания в плане)
3. Что и где горело __________________________________________
(этаж, помещение, вид, количество веществ, материалов, оборудования)
4. Время: возникновения пожара _________, обнаружения __________
сообщения о пожаре _____, выезда дежурного караула _____, прибытия
на пожар _____, подачи первых стволов _____, вызова дополнительной
помощи ______, локализации _______, ликвидации _____, возвращения
в часть __________.
5. Состав выезжавших подразделений ___________________________
(вид автомобилей и численность боевых расчетов)
6. Особенности и обстоятельства развития пожара _________________
7. Результат пожара __________________________________________
(сгорело материалов, веществ, оборудования и убыток от пожара)
8. Характерные особенности тактических действий на пожаре _______
___________________________________________________________
___________________________________________________________
9. Оценка работы караула _____________________________________
(положительные стороны, недостатки в работе личного состава, отделений и РТП)
___________________________________________________________
10. Дополнительные замечания (но работе техники, тыла) ____________
11. Предложения и принятые меры _______________________________
12. Отметка о разборе пожара и о дополнительных данных, полученных при разборе пожара ________________________________________
Приложение № 13
Условно-графические обозначения
| ПОЖАРНЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ МАШИНЫ | ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ВООРУЖЕНИЕ, СПЕЦИАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ | |||||||||
| Гидросамолет пожарный | Разветвление рукавное трехходовое | |||||||||
| Вертолет пожарный | Разветвление рукавное четырехходовое | |||||||||
| Мотопомпа пожарная переносная прицепная | Катушка рукавная переносная Катушка рукавная передвижная | |||||||||
| Прицеп пожарный порошковый | Мостик рукавный | |||||||||
| Приспособленный автомобиль для целей пожаротушения | Гидроэлеватор пожарный | |||||||||
| Другая приспособленная техника для целей пожаротушения | Пеносмеситель пожарный | |||||||||
| ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ВООРУЖЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ | Колонка пожарная | |||||||||
| Рукав пожарный напорный | Ствол пожарный ручной (общее обозначение) | |||||||||
| Рукав пожарный всасывающий | - | Ствол А с диаметром насадка (19,25 мм) | ||||||||
| Водосборник рукавный | Ствол для формирования тонкораспыленной водяной (водоаэрозольной) струи | |||||||||
| Разветвление рукавное двухходовое | Ствол для формирования водяной струи с добавками | |||||||||
| Ствол для формирования пены низкой кратности (СВП-2, СВП-4, СВПЭ-4, СВПЭ-8) | Дымосос пожарный: переносной прицепной | |||||||||
| Ствол для формирования пены средней кратности (ГПС-200, ГПС-600, ГПС-2000) | ||||||||||
| Ствол для тушения электроустановок, находящихся под напряжением | Лестница - палка | |||||||||
| Ствол «Б» На третьем этаже К – на крыше П – подвале Ч – чердаке |
| Лестница пожарная выдвижная | ||||||||
| УСТАНОВКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ | ||||||||||
| Ствол пожарный лафетный переносной стационарный с водяными насадками и порошковый стационарный с пенными насадками возимый | Стационарная установка пожаротушения (общая и локальная защита помещения с автоматическим пуском) | |||||||||
| Подъемник пенослив | Стационарная установка пожаротушения с ручным пуском | |||||||||
| Подъемник пенный с гребенкой генераторов ГПС-600 | Установка пенного пожаротушения | |||||||||
| Установка водоаэрозольного пожаротушения | Установка водяного пожаротушения | |||||||||
| УСТАНОВКИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ | ПУНКТЫ УПРАВЛЕНИЯ И СРЕДСТВА СВЯЗИ | |||||||||
| Станция пожаротушения | Пост регулирования движения (регулировщик). С буквами КПП – контрольно-пропускной пункт, Р – регулировщик, ПБ – пост безопасности ГЗДС |
|
||||||||
| Станция пожаротушения диоксидом углерода | ||||||||||
| Станция пожаротушения прочим газом | Радиостанции: подвижная переносная стационарная | |||||||||
| Установка газоаэрозольного пожаротушения | ||||||||||
| Установка порошкового тушения | Громкоговоритель | |||||||||
| Установка парового пожаротушения | Телефон | |||||||||
| ОГНЕТУШИТЕЛИ | Прожектор | |||||||||
| Огнетушитель переносной (ручной, ранцевый) передвижной | Место расположения штаба | |||||||||
| УСТРОЙСТВА ДЫМОУДАЛЕНИЯ | Радионаправление | |||||||||
| Устройство дымоудаления (дымовой люк) | Радиосеть | |||||||||
| Устройства дымотеплоудаления | ПЕРЕДВИЖЕНИЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ, РАЗВЕДКА | |||||||||
| Ручное управление естественной вентиляцией | Разведывательный дозор. С буквами ХРД – химический разведывательный дозор | Пожар внутренний с зоной теплового воздействия | ||||||||
| Выход сил с занимаемого рубежа | Пожар наружный с зоной задымления | |||||||||
| Места нахождения пострадавших | | Место возникновения пожара (очаг) | ||||||||
| Отряд первой медицинской помощи | Отдельный пожар из местности и направление его распространения | |||||||||
| Временный пункт сбора пострадавших | Огневой шторм | |||||||||
| ОБСТАНОВКА В ЗОНЕ ВЕДЕНИЯ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ | Зона пожаров и направление ее распространения | |||||||||
| Пожар внутренний | Направление развития пожара | |||||||||
| Пожар наружный | Решающее направление действия сил и средств пожаротушения | |||||||||
| Загорающееся здание | Границы участка тушения пожара | Нефтебаза, склад топлива | ||||||||
| Точка замера уровня радиации с указанием уровня радиации, времени и даты замера | Полное разрушение здания (объекта, сооружения, дороги, газопровода и т.п.) | |||||||||
| Лестничная клетка, сообщающаяся с чердаком |
| Одноколейная железная дорога | ||||||||
| Печи | Двухколейная железная дорога | |||||||||
| Вентиляционная шахта | Переезд под железной дорогой | |||||||||
| Лифт | ||||||||||
| СООРУЖЕНИЯ, КОММУНИКАЦИИ, ВОДОИСТОЧНИКИ | ||||||||||
| Переезд над железной дорогой | Металлическая ограда | |||||||||
| Переезд на одном уровне со шлагбаумом | Железобетонная ограда | |||||||||
| Трамвайная линия | Каменная ограда | |||||||||
| Водопровод подземный | Земляная насыпь (обвалование) | |||||||||
| Нефтепровод | Кольцевая водопроводная магистраль | Тупиковая водопроводная магистраль | Колодец |
При исследовании пожаров линейная скорость распространения фронта пламени определяется во всех случаях, так как она используется для получения данных об усредненной скорости распространения горения на типичных объектах. Распространение горения от первоначального места возникновения в различных направлениях может происходить с неодинаковой скоростью. Максимальная скорость распространения горения обычно наблюдается: при движении фронта пламени в сторону проемов, через которые осуществляется газообмен; по пожарной нагрузке, имеющей высокий коэффициент поверхности горения; по направлению ветра. Поэтому за скорость распространения горения в исследуемом промежутке времени принимается скорость распространения в том направлении, на котором она является максимальной. Зная расстояние от места возникновения горения до границы фронта пожара на любой момент времени, можно определить скорость его перемещения. Учитывая, что скорость распространения горения зависит от многих факторов, определение её значения ведется при соблюдении следующих условий (ограничений):
1) огонь от очага воспламенения распространяется по всем направлениям с одинаковой скоростью. Поэтому первоначально пожар имеет круговую форму и его площадь можно определить по формуле
S п = ·p · L 2 ; (2)
где k - коэффициент, учитывающий величину угла , в направлении которого происходит распространение пламени; k = 1, если = 360º (прил. 2.1.); k = 0,5 , если α = 180º (прил. 2.3.); k = 0,25 , если α = 90º (прил. 2.4.); L - путь, пройденный пламенем за время τ.
2) при достижении пламенем границ горючей нагрузки или ограждающих стен здания (помещения), фронт горения спрямляется и распространение пламени идет вдоль границы горючей нагрузки или стен здания (помещения);
3) линейная скорость распространения пламени по твердым горючим материалам с развитием пожара меняется:
в первые 10 мин свободного развития пожара V л принимают равной половине ,
после 10 мин - нормативные значения ,
с начала воздействия огнетушащими средствами на зону горения до локализации пожара, используемую в расчете уменьшают в два раза.
4) при горении разрыхленных волокнистых материалов, пыли и жидкостей, линейная скорость распространения горения определяется в интервалах от момента возникновения горения до введения огнетушащих средств на тушение.
Реже определяется скорость распространения горения во время локализации пожара. Эта скорость зависит от обстановки на пожаре, интенсивности подачи огнетушащих веществ (ОТВ) и т. д.
Линейная скорость распространения горения, как при свободном развитии пожара, так и при его локализации, определяется из соотношения
где ΔL – путь, пройденный пламенем за время Δτ, м.
Средние значения V л при пожарах на различных объектах приведены в прил. 1.
При определении скорости распространения горения в период локализации пожара измеряется расстояние, пройденное фронтом горения за время с момента введения первого ствола (на путях распространения горения) до локализации пожара, т.е. когда прирост площади пожара становится равным нулю. Если линейные размеры по схемам и описанию установить не удается, то линейную скорость распространения горения можно определить по формулам круговой площади пожара, а для прямоугольного развития пожара - по скорости роста площади пожара, с учетом того что, то площадь пожара увеличивается по линейной зависимости, и S п = n . a . L (n - число направлений развития пожара, a - ширина площади пожара помещения.
На основании полученных данных значений линейной скорости распространения горения V л (табл. 2.) строится график V л = f (τ) и делаются выводы о характере развития пожара и влиянии на него фактора тушения, (рис. 3.).
Рис. 3. Изменение линейной скорости распространения горения во времени
Из графика (рис. 3.) видно, что в начале развития пожара линейная скорость распространения горения была незначительной, и пожар мог быть ликвидирован силами добровольных пожарных формирований. Спустя 10 мин. после возникновения пожара интенсивность распространения горения резко увеличилась и в 15 ч. 25 мин. линейная скорость распространения горения достигла своего максимального значения. После введения стволов на тушение, развитие пожара замедлилось и к моменту локализации скорость распространения фронта пламени стала равна нулю. Следовательно, были выполнены необходимые и достаточные условия для прекращения распространения пожара:
I ф ≥ I норм
V л, V s п = 0, сил и средств достаточно.
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ
Федеральное государственное бюджетное учреждение Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России
(ФГБУ ВНИИПО МЧС России)
УТВЕРЖДАЮ
Начальник
ФГБУ ВНИИПО МЧС России
Кандидат технических наук
В.И. Климкин
Методика
Испытаний по определению линейной скорости распространения пламени
Твердых веществ и материалов
ПрофессорН.В. Смирнов
Москва 2013
Настоящая методика предназначена для использования специалистами СЭУ ФПС ИПЛ МЧС России, надзорных органов МЧС России, испытательных лабораторий, научно-исследовательских организаций, предприятий - производителей веществ и материалов, а также организаций, работающих в области обеспечения пожарной безопасности объектов.
Методика разработана ФГБУ ВНИИПО МЧС России (заместитель начальника научно-исследовательского центра профилактики пожаров и предупреждения чрезвычайных ситуаций с пожарами, доктор технических наук, профессор Н.В. Смирнов; главный научный сотрудник, доктор технических наук, профессор Н.И. Константинова; начальник сектора, кандидат технических наук О.И. Молчадский; начальник сектора А.А. Меркулов).
В методике представлены принципиальные положения по определению линейной скорости распространения пламени по поверхности твердых веществ и материалов, а также описание установки, принцип действия и другие необходимые сведения.
В настоящей методике используется установка, основа конструкции которой соответствует ГОСТ 12.1.044-89 (п. 4.19) «Метод экспериментального определения индекса распространения пламени».
Л. - 12, прилож. - 3
ВНИИПО - 2013
Область применения4Нормативные ссылки4Термины и определения4Оборудование для испытаний4Образцы для испытаний5Калибровка установки6Проведение испытаний6Оценка результатов испытаний7Оформление протокола испытаний7Требования безопасности7Приложение А (Обязательное) Общий вид установки9
Приложение Б (Обязательное) Взаимное расположение радиационной панели
И держателя с образцом10
Список исполнителей работы12Область применения
Настоящая методика устанавливает требования к методу определения линейной скорости распространения пламени (ЛСРП) по поверхности горизонтально расположенных образцов твердых веществ и материалов.
Настоящая методика распространяется на горючие твердые вещества и материалы, в т.ч. строительные, а также на лакокрасочные покрытия.
Методика не распространяется на вещества в газообразном и жидком виде, а также сыпучие материалы и пыли.
Результаты испытаний применимы только для оценки свойств материалов в контролируемых лабораторных условиях и не всегда отражают поведение материалов в реальных условиях пожара.
В настоящей методике использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно- гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
ГОСТ12.1.019-79(2001)Системастандартовбезопасноститруда.
Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.
ГОСТ12.1.044-89Пожаровзрывоопасностьвеществиматериалов.
Номенклатура показателей и методы их определения.
ГОСТ 12766.1-90 Проволока из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением.
ГОСТ 18124-95 Листы асбестоцементные плоские. Технические условия.
ГОСТ 20448-90 (с изм. 1, 2) Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия.
Термины и определения
В настоящей методике применены следующие термины с соответствующими определениями:
Линейная скорость распространения пламени: Расстояние, пройденное фронтом пламени в единицу времени. Это физическая величина, характеризуемая поступательным линейным движением фронта пламени в заданном направлении в единицу времени.
Фронт пламени: Зона распространяющегося открытого пламени, в которой происходит горение.
Оборудование для испытаний
Установка для определения линейной скорости распространения пламени (рисунок А.1) включает в себя следующие элементы: вертикальную стойку на опоре, электрическую радиационную панель, держатель образца, вытяжной зонт, газовую горелку и термоэлектрический преобразователь.
Электрическая радиационная панель, состоит из керамической плиты, в пазах которой равномерно закреплён нагревательный элемент (спираль) из проволоки марки Х20Н80-Н (ГОСТ 12766.1). Параметры спирали (диаметр, шаг намотки, электрическое сопротивление) должны быть такими, чтобы суммарная потребляемая мощность не превышала 8 кВт. Керамическая плита помещена в теплоэлектроизолированный корпус, закреплённый на вертикальной стойке и
Подключена к электрической сети с помощью блока питания. Для увеличения мощности инфракрасного излучения и уменьшения влияния потоков воздуха перед керамической плитой установлена сетка из жаростойкой стали. Радиационная панель устанавливается под углом 600 к поверхности горизонтально расположенного образца.
Держатель образца состоит из подставки и рамки. Рамку закрепляют на подставке горизонтально так, чтобы нижняя кромка электрической радиационной панели находилась от верхней плоскости рамки с образцом на расстоянии 30 мм по вертикали и 60 мм по горизонтали (рисунок Б.1).
На боковой поверхности рамки нанесены контрольные деления через каждые (30±1) мм.
Вытяжной зонт размерами (360×360×700) мм, установленный над держателем образца, служит для сбора и удаления продуктов горения.
4.5. Газовая горелка представляет собой трубку диаметром 3,5 мм из жаростойкой стали с запаянным концом и пятью отверстиями, расположенными на расстоянии 20 мм друг от друга. Горелка в рабочем положении установлена перед радиационной панелью параллельно поверхности образца по длине середины нулевого участка. Расстояние от горелки до поверхности испытываемого образца составляет (8±1) мм, а оси пяти отверстий ориентированы под углом 450 к поверхности образца. Для стабилизации запального пламени горелка помещена в однослойный чехол из металлической сетки. Газовая горелка подсоединяется гибким шлангом через вентиль, регулирующий расход газа, к баллону с пропан - бутановой фракцией. Давление газа должно находиться в диапазоне (10÷50) кПа. В положении “контроль” горелку выводят за край рамки.
Блок питания состоит из регулятора напряжения с максимальным током нагрузки не менее 20 А и регулируемым выходным напряжением от 0 до 240 В.
Устройство для измерения времени (секундомер) с диапазоном измерения (0-60) мин и погрешностью не более 1 с.
Термоанемометр - предназначен для измерения скорости воздушного потока с диапазоном измерения (0,2-5,0) м/с и точностью ±0,1 м/с.
Для измерения температуры (справочный показатель) при испытании материалов используют термоэлектрический преобразователь типа ТХА с диаметром термоэлектрода не более 0,5 мм, спай изолированный, с диапазоном измерения (0-500)оС, не более 2 класса точности. Термоэлектрический преобразователь должен иметь защитный кожух из нержавеющей стали диаметром (1,6±0,1) мм, и закрепляться таким образом, чтобы изолированный спай находился в центре сечения суженной части вытяжного зонта.
Прибор для регистрации температуры с диапазоном измерения (0-500)оС, не более 0,5 класса точности.
Для измерения линейных размеров используют линейку металлическую или рулетку с диапазоном измерения (0-1000) мм и ц.д. 1 мм.
Для измерения атмосферного давления используют барометр с диапазоном измерения (600-800) мм.рт.ст. и ц.д. 1 мм.рт.ст.
Для измерения влажности воздуха используют гигрометр с диапазоном измерения (20-93)%, (15-40)оС и ц.д. 0,2.
Образцы для испытаний
5.1. Для испытания одного вида материала изготавливают пять образцов длиной (320±2) мм, шириной (140±2) мм, фактической толщиной, но не более 20 мм. Если толщина материала составляет более 20 мм, необходимо срезать часть
Материала с не лицевой стороны, что бы толщина составляла 20 мм. При изготовлении образцов экспонируемая поверхность не должна подвергаться обработке.
Для анизотропных материалов изготавливают два комплекта образцов (например, по утку и по основе). При классификации материала принимается худший результат испытания.
Для слоистых материалов с различными поверхностными слоями изготавливают два комплекта образцов с целью экспонирования обеих поверхностей. При классификации материала принимается худший результат испытания.
Кровельные мастики, мастичные покрытия и лакокрасочные покрытия испытывают нанесенными на ту же основу, которая принята в реальной конструкции. При этом лакокрасочные покрытия следует наносить не менее четырёх слоёв, с расходом каждого слоя, в соответствии с технической документацией на материал.
Материалы толщиной менее 10 мм испытывают в сочетании с негорючей основой. Способ крепления должен обеспечивать плотный контакт поверхностей материала и основы.
В качестве негорючей основы следует использовать асбестоцементные листы размерами (320×140) мм, толщиной 10 или 12 мм, изготовленные по ГОСТ 18124.
Образцы кондиционируют в лабораторных условиях не менее 48 ч.
Калибровка установки
Калибровка установки должна проводиться в помещении при температуре (23±5)C и относительной влажности воздуха (50±20)%.
Измерить скорость воздушного потока в центре сечения суженной части вытяжного зонта. Она должна находиться в диапазоне (0,25÷0,35) м/с.
Отрегулировать расход газа через запальную газовую горелку таким образом, чтобы высота язычков пламени составляла (11±2) мм. После чего запальную горелку выключают и переводят в положение “контроль”.
Включить электрическую радиационную панель и установить держатель образца с тарировочной асбестоцементной плитой, в которой расположены отверстия с датчиками теплового потока в трёх контрольных точках. Центры отверстий (контрольные точки) расположены по центральной продольной оси от края рамки держателя образца на расстоянии, соответственно, 15, 150 и 280 мм.
Нагреть радиационную панель, обеспечивая плотность теплового потока в стационарном режиме для первой контрольной точки (13,5±1,5) кВтм2, для второй и третьей точки, соответственно, (9±1) кВтм2 и (4,6±1) кВтм2. Плотность теплового потока контролируют датчиком типа Гордона с погрешностью не более
Радиационная панель вышла на стационарный режим, если показания датчиков теплового потока достигают значений заданных диапазонов и остаются неизменными в течение 15 мин.
Проведение испытаний
Испытания должны проводиться в помещении при температуре (23±5)C и относительной влажности воздуха (50±20)%.
Настроить скорость воздушного потока в вытяжном зонте согласно 6.2.
Нагреть радиационную панель и проконтролировать плотность теплового потока в трёх контрольных точках согласно 6.5.
Закрепить испытуемый образец в держателе, нанести на лицевой поверхности риски с шагом (30±1) мм, зажечь запальную горелку, перевести ее в рабочее положение и отрегулировать расход газа согласно 6.3.
Поместить держатель с исследуемым образцом в установку (согласно рисунка Б.1) и включить секундомер в момент контакта пламени запальной горелки с поверхностью образца. Временем воспламенения образца считается момент прохождения фронтом пламени нулевого участка.
Испытание длится до момента прекращения распространения фронта пламени по поверхности образца.
В процессе испытания фиксируют:
Время воспламенения образца, с;
Время i прохождения фронтом пламени каждого i-го участка поверхности образца (i = 1,2, ... 9), с;
Общее время прохождения фронтом пламени всех участков, с;
Расстояние L, на которое распространился фронт пламени, мм;
Максимальную температуру Тmax дымовых газов, C;
Время достижения максимальной температуры дымовых газов, с.
Оценка результатов испытаний
Для каждого образца вычисляют линейную скорость распространения пламени по поверхности (V, м/c) по формуле
V= L / ×10-3
Среднее арифметическое значение линейной скорости распространения пламени по поверхности пяти испытанных образцов принимают за линейную скорость распространения пламени по поверхности исследуемого материала.
8.2. Сходимость и воспроизводимость метода при доверительной вероятности 95 % не должна превышать 25 %.
Оформление протокола испытаний
В протоколе испытания (приложение В) приводят следующие сведения:
Наименование испытательной лаборатории;
Наименование и адрес заказчика, изготовителя (поставщика) материала;
Условия в помещении (температура, ОС; относительная влажность, %, атмосферное давление, мм.рт.ст);
Описание материала или изделия, техническую документацию, торговую марку;
Состав, толщину, плотность, массу и способ изготовления образцов;
Для многослойных материалов - толщину и характеристику материала каждого слоя;
Параметры, регистрируемые при испытаниях;
Среднее арифметическое значение линейной скорости распространения пламени;
Дополнительные наблюдения (поведение материала при испытаниях);
Исполнители.
Требования безопасности
Помещение, в котором проводят испытания, должно быть оборудовано приточно-вытяжнойвентиляцией.Рабочееместооператорадолжно
Удовлетворять требованиям электробезопасности по ГОСТ 12.1.019 и санитарно- гигиеническим требованиям по ГОСТ 12.1.005. Лица, допущенные в установленном порядке к испытаниям, должны быть ознакомлены с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации испытательного и измерительного оборудования.
Приложение А (обязательное)
Общий вид установки
1 – вертикальная стойка на опоре; 2 - электрическая радиационная панель; 3 - держатель образца; 4 - вытяжной зонт; 5 - газовая горелка;
6 – термоэлектрический преобразователь.
Рисунок А.1 - Общий вид установки
Приложение Б (обязательное)
Взаимное расположение радиационной панели и держателя с образцом
1 – электрическая радиационная панель; 2 – держатель с образцом; 3 - образец.
Рисунок Б.1 – Взаимное расположение радиационной панели и держателя с образцом
Форма протокола испытаний
Наименование организации, выполняющей испытания ПРОТОКОЛ №
Определения линейной скорости распространения пламени по поверхности
От “ ” г.
Заказчик (Изготовитель):
Наименование материала (марка, ГОСТ, ТУ и т.д.):
Характеристики материала (плотность, толщина, состав, количество слоёв, цвет):
Условиявпомещении(температура, ОС;относительнаявлажность,%; атмосферное давление, мм.рт.ст):
Наименование методики испытаний:
Испытательное и измерительное оборудование (заводской номер, марка, свидетельство о поверке, диапазон измерения, срок действия):
Экспериментальные данные:
№ Время, с. Максим. темпера- тура ды- мовых газов Время прохождения фронтом пламениучастков поверхности №19 Показатели распростра- нения пламени
Вос- пламе- нения Дости- жения Тmax1 2 3 4 5 6 7 8 9 Длина L, мм Линейная скорость V, м/с1 2 3 4 5 Примечание: Вывод: Исполнители:
Список исполнителей работы:
Главный научный сотрудник, д.т.н., проф.Н.И. Константинова Начальник сектора, к.т.н.О.И. МолчадскийНачальник сектораА.А. Меркулов
Электрооборудование. Установка и подключение. Инструменты и приборы. Проводка и кабели