р. Рз 2реН (6.115)

гдер г - плотаость продуктов горения в момент их образования, кг/м; Pq - плотность газовой смеси в колонке на поверхности горения, кг/м.

Подставив выражение (6.115) в исходную формулу (6.114) и проведя ряд преображений, получим формулу для определения q, применение которой ограничено значением /г„, > 0,4Я, причем, начиная со значений /г„ > 5Я погрешность расчета не превышает 15 %, а для h ~ 0,6Я - менее 8%.

в = fiF

(Рв-Рг) Рв

(6.116)

Выражение (6.116) необходимо для определения установи-вше-гося уровня нейтральной зоны в случае, когда скорость горения определяется газообменом.

Определение положения плоскости равного давления в помещении при установившемся горении перед началом подачи огнетушащего газового состава

Скорость горения определяется уровнем нейтральной зоны.

Если положение ПНД в течение определенного периода времени остается неизменным, то масса воздуха, нагретого реакцией до Т

, а плоскость ПНД равна массе газового потока, уходящего из помещения через верхнюю часть проема, т. е.

Ge = G„r, (6.117)

Ge =p„-q, И G„, = q„,-p„. Подставим в формулу (6.103) значения воздуха и продуктов горения из формулы (6.102) и (6.99). Получим уравнение, преобразовав которое относительно получим

Z = 0,43 Н

ч1/2

1 + 4,65

(6.118),

В зависимости от соотношения площадей пожара и помещения величина Z и соответственно

меняются в узком диапазоне. Так, при F„ /F„ = 0,5; Z= 0,53Я и й„, = 0,47Я, а при F„ IF„ = 0,8, Z = 0,57Я и К, = 0,43Я.

Таким образом, к моменту начала тушения величина Z может быть рассчитана по соотношению (6.118). Величина и природа пожарной нагрузки в этом варианте не определяет установившегося уровня нейтральной зоны, поскольку горение определяется только интенсивностью газообмена - притоком воздуха в помещение.

Скорость горения определяется видом и величиной пожарной нагрузки

Пожар в условиях интенсивного газообмена определяется видом и количеством пожарной нагрузки. Размеры проемов достаточно велики и поток воздуха с избытком может удовлетворить теоретически необходимый объем кислорода для свободного развития пожара.

При установившемся режиме горения массы поступающего при горении газа и выходящего из помещения равны. Напишем уравнение баланса массы газов в соответствии с формулами (6.108) и (6.114):

ULFuVoPo

= 6,3/18,

jj./2

(6.119)

(6.120)

где ul, - удельная скорость выгорания, кг/(м-с); F„ - объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг горючего материала.

6,38,

Формула (6.120), в отличие от соотношения (6.118), дает величину не относительно Я, а непосредственно в единицах длины.

Рассмотрим расчет на примере лабораторной модели.

Исходные данные: U„ = 0,02 кг/(мс); F„ = 200 см = 200-10 м; в, = 0,15 м; Я = 0,15 м; F„ = 4,2 м/кг; Т,= 1200 К; Г„ = 300 K-iu = 0,6.

0,02 0,02-4,2 1200 0,15 6,3 0,6-300 0,15

= 0,02 м = 2 см.

Откуда высота нейтральной зоны

2т г Н и Н

(6.128) (6.129)

63ц av

И" 6,3iuav

В соответствии с формулой (6.129) обработка экспериментальных данных в координатах

должна предстать в виде прямой, описываемой уравнением:

\ т \

Т q~ пН ~,г (6.130)

Рис.6.15. Заполнение помещения высокократной пеной, полученной на генераторе, устойчивом к действию продуктов сгорания

Параметры т, п и Н, входящие в соотношение (6.130), могут быть рассчитаны до проведения эксперимента, поэтому прямая, полученная теоретически в координатах формулы (6.130), может быть сопоставлена с опытными данными.

6.9. Тушение пожара заполнением помещения пеной высокой кратности

Модель процесса тушения пожара высокократной пеной в насосной происходит заполнением помещения пеной. Отличие модели процесса тушения пожара высококрагаой пеной от рассмотренного много меньшими значениями Uj и Lk по сравнению с .

Для тушения пожара в помещении насосной может использоваться различное количество пеногенераторов. На рис. 6.15 представлен пеногенератор, устойчиво работающий в задымленной атмосфере замкнутого помещения..

Увеличение высоты слоя пены ведет к синхронному увеличению гидростатического давления в пенных каналах и разрыву пенных пленок. Чем больше высота пенного слоя, тем выше скорость разрушения пены.

Приняв, что удельная скорость гидростатического разрушения пены пропорциональна высоте - Л:

U,=P,-h, (6.131)

запишем уравнение материального баланса пены.

Определенная часть пены разрушается в поверхностном слое.

qdz = S,dh + SJiUhdr, (6.132)

так как

Uh =P,h, а q/S=J,

Jdt = dh+P,h4x. (6.133)

Интегрируя дифференциальное уравнение вытекающее из уравнения (6.132) в пределах от

г = О до г = т., и от Л = О до Л = Я,

получим

1 1

=/3, 2 ЛР ,J/P-H

(6.134)

где Я - высота помещения.

Величина г -* со при 7/8 = Н поэтому критическая интенсивность определяется по формуле:

тт X. = ? = Лр- (6.135)

Из формулы (6.135) можно определить высоту слоя пены в любой момент времени

Л = [У(е°-1))/0?(е

r, = fi"/2PQ". (6.137)

Численное значение коэффициента /5 определяется предельным значением капиллярного давления, которое способна выдерживать пена. Вариант применения высокократной пены показан на рис. 6.16.

Величина предельного капиллярного давления пенных канатов определяется природой пенообразователя и структурой пены.

Анионные пенообразователи выдерживают большее капиллярное давление, чем неионогенные.

Наибольшей устойчивостью обладают пены, полученные из композиционных пенообразователей, которые содержат добавки, повышающие поверхностную вязкость пенных пленок.

Рис.6.16. Иллюстрация применения высокократной пены дня тушения пожара в помещении

VII. ТУШЕНИЕ ПОЖАРА В РЕЗЕРВУАРЕ ПОДАЧЕЙ ПЕНЫ В СЛОЙ ГОРЮЧЕГО

Количественный анализ процесса тушения пламени подачей пены в слой горючего

Основная сложность количественного анализа процесса тушения пожара в резервуаре связана с возникновением интенсивного поверхностного и объемного движения нефтепродукта при подъеме пены (рис. 7.1), при этом является важным:

• учет эффектов, связанных с возникновением на поверхности нефтепродукта «буруна»;

• влияние встречного движения нефтепродукта к формирующемуся пенному слою;

• временное удержание части пены циркулирующими потоками жидкости;

• влияние режима ввода пены на механический захват и коллоидное растворение нефтепродукта в пене, а также роль природы пенообразователя через комплекс поверхностных натяжений и др.;

• сочетание количества пенных насадок с предельной величиной линейной скорости ввода пены в горючую жидкость.

Пена

бурун

водная

гленка бурун

пена

I водная , 1 / Циркулирующие ротоми нефтеп

водная пленка

/Л /,

продукта

пена

, пена

Рис. 7.1. Формирование пенного слоя на поверхности нефтепродукта при подслойной подаче пены

Поэтому процесс определения огггимальных значений основных параметров системы включает анализ сложной задачи, в которой рассматривается взаимосвязь основных параметров групп: резер вуар - горючее - пеногенератор - пенообразователь - внутренняя разводка - режим ввода пены. Ниже приведены иллюстрации