1.7. Контрольные вопросы

1. Как количественно может быть оценена дисперсность вещества?

2. Каким соотношением связаны между собой дисперсность и удельная поверхность веществ?

3. Что является дисперсной фазой и дисперсионной средой для дыма?

4. Дайте определение поверхностного натяжения. В каких единицах оно измеряется?

5. Как связаны между собой уровень дисперсности и реакционная способность, дисперсность и температура плавления?

6. Что такое коэффициент формы частиц? Чему он равен для пленок?

7. Приведите классификацию дисперсных систем по размерам частиц.

8. Как связаны между собой удельная массовая и удельная объемная поверхности?

9. Как изменяется поверхностное натяжение от температуры?

10. Как отражается присутствие поверхностно-активных веществ на величине поверхностного натяжения?

11. Сформулируйте правило Дюкло-Траубе.

12. Каковы размеры частиц дыма, образующего при горении древесины?

13. 13.При каких концентрациях газовзвесей в воздухе они приобретают склонность к взрывному горению?

14. Сравните между собой нижний концентрационный предел для газовзвесей и паров вещества. Какой можно сделать вывод?

2. Основные параметры пожара

2.1. Общие положения

Для сравнения, описания, исследования пожаров используют ряд общих определений и понятий, названных параметрами пожара. Приведем основные параметры пожара.

Площадь пожара,F_п(м²). Площадью пожара называется площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость. На рис.2.1. показаны характерные случаи определения площади пожара.

Продолжительность пожара,τ_п, мин (час) − время с момента его возникновения до полного прекращения горения.

Температура пожара – t_п, ^оС, либо Т_п, K. Для открытых пожаров за температуру пожара принимают температуру пламени.

Для внутренних пожаров за температуру пожара принимают среднеобъемную температуру газовоздушной среды в помещении.

Рис. 2.1. Площадь пожара: а − при горении жидкости в резервуаре;

б − при горении штабеля пиломатериалов;

в − при горении газонефтяного фонтана

Величина пожарной нагрузки,Р_п.н., кг/м² – это масса всех горючих и трудногорючих материалов, приходящихся на 1 м²площади их размещения (пола помещения или открытой площадки):

Р_п.н = , (2.1)

где ΣМ_i – общая масса всех горючих и трудногорючих материалов, кг; F площадь пола помещения или открытой площадки, м² .

Для оценки степени пожарной опасности объектов производственного и складского назначения иногда используют понятие теплового эквивалента пожарной нагрузки, g, МДж/м², включающего в себя низшую теплоту сгорания всех веществ:

. (2.2)

где – низшая теплота сгорания i-го горючего вещества, кДж/кг.

Площадь поверхности горения – F_пг, м². Этот параметр характеризует реальную площадь поверхности горючего, которая участвует в горении.

Коэффициент поверхности горения, K_пг − отношение площади поверхности горения F_пг к площади пожара F_п :

. (2.3)

Линейная скорость распространения пожара, υ_л, м/с − расстояние, которое проходит фронт пламени в единицу времени по поверхности горючего материала.

Массовая скорость выгорания,υ_м, кг/с− масса пожарной нагрузки, выгоревшей в единицу времени. По физическому смыслу для твердых и жидких веществ этот параметр представляет собой скорость газификации горючего, т. е. какая масса горючего переходит в газообразное состояние в единицу времени. Чем больше площадь поверхности горючего вещества, тем интенсивнее газификация.

Приведенная массовая скорость выгорания , кг/(с·м²), кг/(мин·м²) − масса пожарной нагрузки, выгоревшей в единицу времени с единицы площади пожара:

. (2.4)

Удельная массовая скорость выгорания, , кг/(с·м²), кг/(мин·м²)] − масса выгоревшей пожарной нагрузки в единицу времени на единицу площади поверхности горения:

. (2.5)

Объемная скорость выгорания,υ_об, м³/(м^2.с) − объем пожарной нагрузки, выгорающей в единицу времени с единицы площади. Для газов  это объем газа, сгоревший в единицу времени. Для жидкости объемную скорость выгорания используют для численного выражения скорости понижения уровня жидкости в резервуаре по мере ее выгорания, а для твердых веществ − уменьшения толщины слоя твердого горючего материала во времени (м/c).

Интенсивность пожара – q_п, кВт − количество энергии в виде теплоты, выделяющееся при пожаре в единицу времени:

q_п = β^.υ_м ^.Q^н_с, (2.6)

где β – коэффициент полноты сгорания; υ_м – массовая скорость выгорания, кг/с; Q^н_с − низшая теплота сгорания материала, кДж/кг.

Коэффициент избытка воздуха при пожаре, α −отношение массового количества фактически затрачиваемого воздуха на сгорание пожарной нагрузки (m^ф_в) к теоретически необходимому количеству (m^т_в):

. (2.7)

Интенсивность или плотность задымления, х, г/м³ − параметр, характеризующий массовое содержание частиц дыма, находящихся в единице объема газовой среды либо численно оценивается по толщине слоя дыма, через который не виден свет эталонной лампы силой 21 кандела (~30 Вт).

Облученность объектов − интенсивность теплового потока от пламенного источника, приходящаяся на единицу площадиоблучаемой поверхности. В безветренную погоду в зависимости от расстояния до объекта определяется из формулы:

, Вт/м² (2.8)

где η_л − доля теплоты, рассеиваемая в окружающее пространство излучением; R – расстояние от центра факела до точки измерения.

Так, факел фонтана является мощным источником теплового излучения, что является одним из серьезных препятствий при борьбе с пожаром фонтана.