tema5_2 (Лекции ЗчС и ГО)
Описание файла
Файл "tema5_2" внутри архива находится в папке "Лекции ЗчС и ГО". PDF-файл из архива "Лекции ЗчС и ГО", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "безопасность жизнедеятельности (бжд и гроб или обж)" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "безопасность жизнедеятельности (бжд)" в общих файлах.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Курс «Основы гражданской защиты в чрезвычайных ситуациях»1«ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРИЯХ НА ПОЖАРОООПАСНЫХОБЪЕКТАХ»ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ВОЗГОРАНИЯ.Возможность возгорания конструкций и материалов, а также безопасное удалениелюдей от очага пожара являются главными показателями, характеризующими противопожарную безопасность. Эта безопасность зависит от ряда факторов, основные из которых показаны на рисунке 13.1.1.Излучениеконвекциянагретые газыЭнергетические превращенияискрытоксичныевеществахимические реакцииПожарРисунок.0.1. Основные факторы, воздействующие на окружающую среду припожаре.На открытых пожарах главным источником, вызывающим возгорания или оказывающим тепловое воздействие на людей, является излучение факела пламени.
Это излучение представляет собой мощный источник тепловой энергии. В ряде случаев температурное воздействие пламени настолько велико, что может прогреть строительные конструкции до критической температуры, после которой нагрузки на эти конструкции приводят к их деформации.Тепловое воздействие пламени происходит на основе превращения тепла в энергиюэлектромагнитных волн в основном инфракрасного диапазона, которые распространяются в вакууме со скоростью света (300 тыс.км./с). Тела поглощают инфракрасные исветовые лучи, превращая их в тепловую энергию. В свою очередь нагретое тело отдаеттепло в виде испускаемых в окружающую среду лучей, т.е. часть лучистой энергии отражается телом или проходит сквозь него.В общем виде воздействие теплового излучения зависит от длины волны, лучеиспускательной интенсивности пламени и поглощательной способности тела.
Баланс лучистого теплообмена можно описать следующим выражением:Q=QR +QA +QD ,где:Q - лучистая энергия, воздействующая на тело;QR, QA, QD - отраженная, поглощенная и проходящая сквозь тело лучистая энергия.Разделив обе части этого выражения на Q получим:R+A+D=1,где: R=QR/Q, A=QA/Q, D=QD/Q - коэффициенты, характеризующие отражательную,поглощательную и пропускательную способность тела. Эти коэффициенты зависят отФакультет военного обучнияТема 5.1. “Аварии на пожароопасных объектах”.2рода тела, его температуры, состояния поверхности и длины волн лучей, воздействующих на него.Как твердые, так и жидкие тела поглощают очень тонким слоем почти все тепловоеизлучение, падающее на их поверхность.
Для металлов толщина этого слоя составляетоколо 1 микрона, для большинства остальных материалов - около 1.3 мм. Поэтому, впервом приближении, можно говорить о поглощающей поверхности облучаемого тела.При D=1 тело называется абсолютно прозрачным или деатермичным, при R=1 - абсолютно белым или зеркальным, при A=1 - абсолютно черным, т.е. таким, которое поглощает все падающие на него лучи независимо от их направления, спектрального состава и поляризации.В природе не существует ни абсолютно черного, ни диатермального, ни абсолютнобелого тела.
Однако эти понятия, особенно понятие абсолютно черного тела, широкоиспользуются в инженерных расчетах лучистого теплообмена.Лучистый теплообмен при пожарах представляет собой сложный физический процесс, зависящий от большого числа факторов, характеризующих как сам процесс формирования теплового излучения, так и его воздействие на окружающие тела. Учестькаждый из этих факторов в аналитическом выражении, описывающем процесс теплообмена, не представляется возможным, поэтому при проведении расчетов учитываютсятолько основные из них.2.Расчетные соотношения для оценки возможности возгорания.Определение плотности теплового потокаСоотношение, составленное для оценки возможности возгорания материала применительно к паре источник излучения - облучаемое тело, основывается на использованиизакона Стефана-Больцмана и имеет следующий вид: Tè 4 Täî ï 4 2q Co ï ð 12 , вт/м 100 100 (13.1)где: q - тепловое излучение, воздействующее на элементарную площадку на поверхности облучаемого тела, расположенную перпендикулярно направлению этого излучения;Co- постоянная1, Co = 5,67 вт/(м2 К4) ;пр- приведенная степень черноты пары источник - материал;12- коэффициент,определяющий долю лучистой энергии от полной поверхности излучающего тела, достигающую элементарной площадки на оцениваемом материале (индекс “12” - от первого тела ко второму);Tи- температура пламени (температура источника) в градусах К;Tдоп- температура самовоспламенения облучаемого материала (температура допустимая) в градусах К.1Постоянная на основе постоянной Стефана – Больцмана, учитывающая вынесение 10-8 в знаменатель.Кафедра защиты в ЧС и гражданской обороныКурс «Основы гражданской защиты в чрезвычайных ситуациях»3Приведенная степень черноты пары источник - материал определяется соотношением: ïð 1è11ì1где: и- степень черноты факела пламени;м- степень черноты облучаемого материала.Приведенное уравнение справедливо при двух допущениях:- учитывается только лучистый теплообмен, т.е.
конвективным теплообменом пренебрегаем;- тела, между которыми происходит лучистый теплообмен, разделены непоглощающей средой2.Вычисляемое на основе закона Стефана-Больцмана значение плотности тепловогопотока, используемое для оценки безопасных расстояний, существенно зависит от продолжительности воздействия.
Минимально необходимое для возгорания материала, изкоторого состоит облучаемое тело, тепловое излучение, воздействующее на это тело втечении определенного времени, называется критическим тепловым излучением.В таблице 4 Приложения приведены значения q кр для различных материалов припродолжительности воздействия 3, 5 и 15 минут.При кратковременном воздействии, характерном, например, для светового излученияядерного взрыва (в среднем от 2 до 10 сек), значения q кр возрастают в 5-6 раз по сравнению со значениями при воздействии в течение 3 минут.Плотность теплового потока на расстоянии R от эпицентра ядерного взрыва можетбыть определена с использованием формулы для светового импульса:qê ð Iq 111 2 e K ( R r ) / t (q ) ,t (q )R( Кдж* сек / м2 =Квт /м2 )где t(q) - время свечения светящейся области как функция тротиловогоэквивалента q.Учет взаимного размещения факела пламени и облучаемого тела.Взаимное размещение факела пламени и облучаемого тела учитывается с помощьюкоэффициента 12.
Значение этого коэффициента зависит от формы и размеров факелапламени, а также от расположения облучаемой элементарной площадки по отношению кфакелу 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 прямоугольнойплощадкой, размещение которой по отношению к облучаемому телу рассматриваетсятак, как это показано на схеме, приведенной на рисунке 13.2.2Значения параметров Tи, Tдоп,и, м для ряда материалов приведены в Приложении.Факультет военного обучнияТема 5.1.
“Аварии на пожароопасных объектах”.4Значение 12 , соответствующее такой схеме, может быть определено по формуле:' 12 4 12- в случае, когда элементарная площадка расположена напротив геометрическогоцентра излучающей поверхности,' 12 2 12- в случае, когда элементарная площадка расположена на уровне нижней кромкиизлучающей поверхности,' 121 abbaarctgarctg 2 ,2 a r 2a2 r2b2 r 2b2 r 2 Формула несколько громоздка и неудобна для использования при проведении расчетов.
Для упрощения процедуры определения значения „12 при решении задач используются графики, построенные путем расчета по этой формуле для некоторых соотношений между параметрами a, b, r.abrОблучаемая элементарная площадка расположена на расстоянии r по нормали отодного из углов площадки, заменяющей факел пламениКафедра защиты в ЧС и гражданской обороныКурс «Основы гражданской защиты в чрезвычайных ситуациях»5Рисунок.0.2. Расчетная схема для определения значения ‘12 .Определение размеров факела пламениПравила определения размеров прямоугольной площадки, условно заменяющейпламя, 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 неучитываются.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, равнымдиаметру резервуара, и высотой, равной1.4 диаметра - для ЛВЖ и1.2 диаметра - для ГЖ.При условной замене конуса прямоугольником основание этого прямоугольникапринимается равным диаметру резервуара, а высота0.7 диаметра - для ЛВЖ и0.6 диаметра для ГЖ.3.Пожар на производственной установке, расположенной на открытом воздухе иогражденной обваловкой.Длина пламени принимается равной диаметру обваловки, а высота - 10 м.4.Горит штабель пиломатериалов.Высота пламени принимается равной удвоенной высоте штабеля.