1. Основные химические реакции процесса горения. Теплота сгорания

6: Определение размеров пламени. Определение интенсивности теплового излучения на различных расстояниях от зоны горения. ^ Определение размеров факела пламени Правила определения размеров прямоугольной площадки, условно за­меняющей пламя, зависят от типа горящего объекта. Рассмотрим некоторые из них. 1. Горящие здания. 1а.Пожар в зданиях из несгораемых материалов.Площадь пламени равна удвоенной площади оконных проемов, причем высота пламени соответствует удвоенной высоте окна, а размеры простенков между окнами не учитываются. 1б.Пожар в здании из несгораемых материалов с крышей из сгораемых материалов.Площадь пламени равна удвоенной площади оконных проемов плюс пло­щадь проекции ската крыши на вертикаль.1в.Горит здание из сгораемых материалов. Высота пламени принимается равной высоте здания до конька крыши. Длина пламени определяется как произведение скорости распространения пламени, равной 1 м./мин., на время до начала тушения. Это время ус­ловно принимается равным 15 мин. (Полученная в результате длина пламени не должна превышать длину здания). 2.Горят легковоспламеняющиеся и горючие жидкости (ЛВЖ и ГЖ) в резер­вуаре. Пламя в этом случае представляется в форме конуса с диаметром основания, равным диаметру резервуара, и высотой, равной 1.4 диаметра - для ЛВЖ и 1.2 диаметра - для ГЖ. При условной замене конуса прямоугольником основание этого прямо­угольника принимается равным диаметру резервуара, а высота 0.7 диа­метра - для ЛВЖ и 0.6 диаметра - для ГЖ. 3.Пожар на производственной установке, расположенной на открытом воздухе и огражденной обваловкой. Длина пламени принимается равной диаметру обваловки, а высота - 10 м. 4.Горит штабель пиломатериалов. Высота пламени принимается равной удвоенной высоте штабеля. Длина пламени определяется как произведение скорости его распространения на время до начала тушения пожара. Это время принимается равным 10 мин. при наличии средств пожаротушения и 30 мин. при их отсутствии. Полу­ченная в результате длина пламени не должна превышать длину штабеля. ^ Учет взаимного размещения факела пламени и облучаемого тела. Взаимное размещение факела пламени и облучаемого тела учитывается с помощью коэффициента y12. Значение этого коэффициента зависит от формы и размеров факела пламени, а также от расположения облучаемой элементарной площадки по отношению к факелу пламени. Пламя имеет до­вольно сложную, изменяющуюся во времени форму, и, вообще говоря, может быть апроксимировано шаром (например, при горении облака газовоздушной смеси), конусом (например, при горении нефтепродуктов в открытой емкос­ти) или цилиндром (при большинстве пожаров). Однако, в практических расчетах факел пламени условно заменяется прямоугольной площадкой, размещение которой по отношению к облучаемому телу рассматривается так, как это показано на схеме, приведенной на рисунке 13.2. Значение j12 , соответствующее такой схеме, может быть оп­ределено по формуле: - в случае, когда элементарная площадка расположена напротив геометрического центра излучающей поверхности, - в случае, когда элементарная площадка расположена на уровне нижней кромки излучающей поверхности, , Формула несколько громоздка и неудобна для использования при проведении расчетов. Для упрощения процедуры определе­ния значения j‘12 при решении задач используются графики, построенные путем расчета по этой формуле для некоторых соотношений между параметрами a, b, r. Облучаемая элементарная площадка расположена на расстоянии r по нормали от одного из углов площадки, заменяющей факел пламени Рисунок.Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует..1. Расчетная схема для определения значения y ‘12 . 7. Инженерная методика оценки интенсивности теплового излучения при горении различных объектов (здания, штабеля леса, торфа, резервуара с горючей жидкостью, разлива горючей жидкости) Известно, что интенсивность теплового излучения, то есть количество энергии, излучаемой с 1см2 поверхности абсолютно чёрного тела за 1 секунду (энергетическая светимость), пропорциональна четвёртой степени его температуры. Этот закон, носящий название закона Стефана-Больцмана, выражается в виде: , (3.1) где - интенсивность излучения, ;  град4 - постоянная закона; - абсолютная температура в градусах . Из формулы (3.1) следует, что при повышении температуры тела, например, в 2 раза интенсивность теплового излучения увеличивается в 16 раз, при увеличении в 3 раза интенсивность возрастает в 81 раз и т.д. Спектральная интенсивность излучения , то есть количество энергии, излучаемой за 1 секунду в интервале длин волн от λ до λ+1, определяется по формуле Планка , (3.2) где - спектральная интенсивность излучения, ; - длина волны, мкм ; ; ; Кривые спектральной плотности, вычисляемые по формуле (3.2) , приведены на рис.9. Видно, чем выше температура тела, тем больше общая энергия излучения. Характерно, что при увеличении температуры ^ Т максимум спектральной плотности смещается в сторону более коротких волн (закон Вина). Согласно этому закону длина волны λм, мкм, соответствующая максимуму значения , определяется из соотношения (3.3) Зная температуру ^ Т, возникающую при горении, нетрудно найти значение λм и далее по рис.9 определить положение максимума спектральной плотности теплового излучения. Рис.8. Спектр электромагнитного излучения 1 -радиоволны, 2-микроволны, 3-радар, 4-инфракрасное излучение, 5-видимый свет, 6-ультрафиолет, 7-рентгеновское излучение, 8-гамма-излучение Рис.9. Спектр излучений в зависимости от температуры тела 1-инфракрасное излучение, 2-видимый свет, 3-ультрафиолет Нагретые тела излучают энергию при температуре . При низких температурах излучаются в основном инфракрасные лучи, соответствующие длинным волнам. При увеличении температуры максимум энергии перемещается в сторону более коротких волн. При Т=5000С (Т=773 К) первые видимые лучи (красные) становятся настолько интенсивными, что начинают действовать на глаз человека. При появляется весь видимый спектр, затем с ростом Т наступает белое каление, а далее обнаруживаются и ультрафиолетовые лучи. Следует отметить, что наибольшее видимое световое излучение приходится на температуру ~ 6700К (температура Солнца ~60000С). Лучистый теплообмен зоны горения (факела пламени) с окружающей внешней средой при условии стационарности процесса, одинаковости поглощающей и отражающей способностей взаимодействующих сред и соотношении поверхностей факела и среды определяется соотношением [14] , (3.4) где - количество тепла, передаваемое факелом в окружающую среду в единицу времени, ; - приведенный коэффициент, ; - коэффициент, учитывающий степень черноты пламени (к1=0,85 при горении нефтепродуктов, к1=0,8 – при горении строительных конструкций); - площадь поверхности факела, м2; - температура факела пламени, К; - температура окружающей среды, К. Интенсивность излучения факела составляет . При значениях температуры Тс=0 и коэффициента к1=1, величина Jф соответствует Jo в соотношении (3.1). + см. вопрос № 6 (и таблицы из вопроса 8) 8. Критерии поражения человека тепловым излучением. Определение противопожарного разрыва между зданиями Критерии поражения человека тепловым излучением Степень поражения Значения Jmin , кДж/м2· с, в зависимости от времени облучения 3 сек 1020 Длительное воздействие Болевые ощущения 10,5 4,2 1,26 Ожог 35 10,5 4,2 На рис.15 приведена Jmin–t диаграмма, где t- время облучения, разделяя-ющая области терпимой и нестерпимой боли (критерий, близкий ожогу второй степени [10]). Из-за разброса, обусловленного индивидуальными различиями, на рисунке нанесены две кривые, в промежуток между кото-рыми попадают 50% всех наблюдений. Рис.15. Болевой порог при лучистом ожоге незащищенной кожи Видно, что облучение тепловым потоком Jmin<1,4 кДж/м2·с, в частности Jmin<1,26 кДж/м2·с, не вызывает болевых ощущений независимо от времени облучения. Это объясняется усилением притока крови, что препятствует повышению температуры под поверхностью кожи до порогового уровня, равного 44,8 0С. Следует отметить, что при продолжительности облучения t> 90100 с, график Jmin=Jmin(t) приводит к критерию постоянного теплового потока интенсивностью Jmin, а при малой продолжительности воздействия примерно постоянным оказывается произведение U=Jmin*t –то есть тепловой импульс. Анализ данных табл.17 и рис.15 показывает: при длительном воздейс-твии значение Jmin =1,26 кДж/м2·с является безопасным критерием, а значе-ние Jmin = 4,2 кДж/м 2 ·с - критерием ожогового поражения человека. Для сравнения, действие солнечного излучения на человека летом на широте Великобртании аналогично действию теплового излучения интенсив-ностью кДж/м2· с [25]. Зона теплового воздействия пожара определяется по воздействию теп-лового излучения на человека. При этом различают предельно допустимое Rп.д и безопасное Rбез расстояния. Первое из них Rп.д при продолжи-тельности пожара t >(1,52) мин находят по соотношению (3.21) при зна-чении Jmin= 4,2 кДж/м2 с, второе- при значении Jmin = 1,26 кДж/м2·с. На-хождение человека свыше 1,52 минут на расстояниях Rпд от горящего объекта опасно, так как могут иметь место ожоги различных степеней тяжести, в том числе и смертельные; нахождение на расстояниях R>Rбез безопасно.

Похожие:

	От чего зависит температура тела? Удельная теплоёмкость. Теплота нагревания и охлаждения Удельная теплота сгорания топлива. Теплота сгорания топлива		Огонь играет громадную роль в жизни человека. Применение огня для... Даже в наши дни значение огня и горения огромно. Работа многочисленных современных двигателей внутреннего сгорания, дизелей, паровых...
	1 Химические реакции при сгорании топлива Для полного сгорания массовой или объемной единицы топлива необходимо вполне определенное количество воздуха, которое называется...		Ется комплекс мероприятий, направлен ных на ликвидацию возникшего... Поскольку для возникновения и развития процесса горения, обусловливающего явления пожара, необходимо одновременное сочетание горючего...
	Задачи пожарной профилактики 4 2 Сущность процесса горения и развития... Основные законодательные документы и нормативно-правовые акты в области пожарной безопасности 7		Продукция Этот катализатор, встречающийся только в mpg-boost™, ускоряет реальную скорость, при которой топливо смешивается с воздухом в камере...
	Билеты органическая химия Химические свойства альдегидов(реакции восстановления, окисления, присоединения)		Химические свойства алифатических альдегидов Реакции альдегидов и кетонов, приводящих к образованию новых углерод–углеродных связей
	Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего... Несмотря на различия в условиях применения автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества,...		Технологии работы биокатализатора mpg отличаются от химической присадки.... Садки к топливу являются обычными детергентами, то есть простыми очистителями камеры сгорания. Катализатор mpg также мягко очищает...