Диссертация (1172859), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Необходимо отметить, что в эту стоимость не входитстоимость электротехнической аппаратуры и пожарных извещателей, а также стоимость монтажа и наладки оборудования.Токсичность газовых огнетушащих веществ оценивается по параметрам: NOAEL (No Observable Adverse Effect Level) – концентрация вещества, при которойне наблюдается вредного или токсикологического воздействия на человека; LOAEL (Lowest Observable Adverse Effect Level) – минимальная концентрациявещества, при которой наблюдается вредное воздействие на человека; остаточная концентрация кислорода в помещении после выпуска ГОТВ.241Наименее токсичным огнетушащим веществом по параметрам NOAEL и LOAEL является хладон 227еа.
На рисунке 3.14 представлены данные об остаточной концентрациикислорода в помещении при использовании различных ГОТВ [230].Рисунок 3.14 – Остаточная концентрация кислорода в помещении при пожаротушении различными ГОТВТаким образом, по данным рисунка 3.3.7 можно судить о том, что наиболеепредпочтительным огнетушащим веществом также является хладон 227еа, который ибудет принят в качестве ГОТВ/флегматизатора в рассматриваемой системе газовогопожаротушения/флегматизации. При этом следует отметить, что выбор того илииного ГОТВ при условии, что оно удовлетворяет требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, осуществляется для каждой конкретной МСП наэтапе проектирования объекта и по усмотрению проектировщика или заказчика.Обоснование времени подачи флегматизатора в защищаемый объемОднимизопределяющихпараметровпроцессагазовогопожаротуше-ния/флегматизации является время подачи ГОТВ.
Его можно изменять путем подбора гидравлических характеристик подводящих трубопроводов и площади поперечного сечения выпускных насадков, что может быть использовано для процессов оптимизации режимов тушения/флегматизации в различных случаях.242Время подачи зависит от типа используемых ГОТВ, которые могут храниться в модулях установок газового пожаротушения как в сжатом (N2, Ar, Инерген), так и в сжиженном (хладоны, СО2) состоянии. При подаче сжиженных газов в помещение поступаетсначалажидкая,азатемгазоваяфазаГОТВ.Поданнымисследований[231, 232] время истечения жидкой фазы в 1,5 - 2 раза меньше времени истечения газовойфазы. При этом масса жидкой фазы составляет от 84 до 100% для разных веществ. Поэтому за время подачи сжиженных ГОТВ обычно принимают время истечения их жидкой фазы.
Такой подход к определению времени подачи нашел отражение в отечественных и зарубежных нормативных документах [93, 203].Кроме того, величина времени подачи обуславливается другими факторами, например, токсичностью выделяемых при горении продуктов, давлением, создаваемымвзащищаемомпомещенииприподачевнегогазовогоогнетушаще-го/флегматизирующего вещества, и т.д. В отечественном нормативном документе[93] отдельно декларируется время подачи для модульных и централизованных установок газового пожаротушения. В частности, для модульных установок на основесжиженных газов оно составляет не более 10 с, а для централизованных установок –не более 15 с; для установок на основе сжатых газов и для модульных и для централизованных установок время подачи ограничивается временем 60 с.Такие сравнительно малые времена подачи определяются в основном необходимостью тушения возникшего пожара как можно быстрее, так как свободное развитие пожара приводит к возрастанию температуры и количества токсичных продуктовв защищаемом помещении.
При этом предполагается, что объемы помещений, защищаемых модульными или централизованными установками на основе сжиженныххладонов, не будут превышать значений 3-5 тысяч кубических метров. С другой стороны, в соответствии с [93] время подачи сжиженной углекислоты для модульных ицентрализованных установок не должно превышать 60 с. При таких значениях времен подачи существует возможность (и это реализуется на практике) защиты помещений размерами 15000 - 25000 м3.Кроме того, количество сжиженного хладона, необходимого для флегматизации, например, помещения объемом 20000 м3, может составить величину более 26тонн, и подача столь большого количества хладона за короткий промежуток времени243может привести приведет к гидравлическому удару и разрушению трубопроводнойсети установки.Учитывая данные обстоятельства, целесообразно принимать, что время подачихладона для осуществления флегматизации помещений МСП должно составлятьзначение не менее 60 с.Газодинамические характеристики системы флегматизации.
Изменение концентрации подаваемого флегматизирующего газового вещества в помещении.Для решения задачи массообмена в помещении при подаче флегматизирующегогазового вещества в самом общем виде необходимо использовать дифференциальныеуравнения переноса массы, энергии и движения в трехмерной и нестационарной постановке.
К этому нужно добавить, что обычно помещения загромождены оборудованием, аппаратурой, элементами конструкций и другой пожарной нагрузкой. Решение такой задачи в настоящее время представляет существенную трудность ввидуотсутствия надежных данных о значениях различных физико-химических параметров, входящих в эти уравнения. Кроме того, большую сложность представляет процесс определения граничных условий на границе «газ-стенка» при контакте газовойсмеси с оборудованием или конструкциями, расположенными внутри помещения. Вэтой связи более целесообразно в настоящее время использовать интегральные модели заполнения газовым составом объема помещения с широким привлечением экспериментальных данных. Многочисленные опытные данные показывают, что использование интегральных моделей с большой точностью соответствуют опытам, вчастности, по изменениям среднеобъемных концентраций во времени при «турбулентной» подаче газового огнетушащего или флегматизирующего вещества.Таким образом, полагаем справедливым в данном случае принять за основу модель «мгновенного» и равномерного перемешивания подаваемого огнетушащего/флегматизирующего вещества с атмосферой помещения.
Практика показывает, чтоданная модель хорошо соответствует действительному распределению концентрацииогнетушащего/флегматизирующего вещества по помещению при условии выполнения следующего условия: значение упрощенного выражения критерия Ричардсона –N, характеризующего отношение подъемных сил, развиваемых очагом горения, или244иного более легкого поступающего газа в помещение, к кинетическому напору огнетушащего/флегматизирующего газа, втекающего в помещение, должно быть менее0,01 [232]. Критерий N при условии наличия в помещении очага горения или площади испарения можно представить в виде:(3.7)или(3.7a)гдесуммарная площадь горящего материала или площадь испаряющейсяжидкости, м2;удельная скорость испарения жидкости, кг/м2.с;площадь выпускных отверстий трубопроводов, м2;высота пламени, м;ность нагретых газов, поступающих от материала, кг/м3;щего (флегматизирующего) газа, кг/м3;суммарнаяплот-плотность огнетуша-скорость поступающего газа, м/с;ускорение свободного падения, м/с2.Для практических оценок удобнее использовать несколько другой вид этогокритерия, выраженный посредством параметра:(3.8)или(3.8а)где– скорость выгорания материала, кг/м2с;газа, кг/с;– массовый расход огнетушащего– массовый расход горючего газа, кг/с.Произведя оценки для критерия N и G0ф с учетом тех же предельных значений,получим,чтопризначенияхотносительногорасходаогнетушаще-го/флегматизирующего газа G0ф 20-100 в защищаемом помещении будет преобладать турбулентный обмен количеством движения подаваемого газа с атмосферой помещения.Необходимо отметить, что, исходя из значений массы газа, потребной для тушения/флегматизации в защищаемых помещениях, сравнительно малом времени подачи огнетушащего или флегматизирующего газа (10-60 с) и количестве сгоревшего245материала (или поступлении горючего газа) за период до срабатывания пожарной(довзрывной) сигнализации, можно полагать справедливым предположение о «турбулентной» подаче и, следовательно, достоверности выбранной модели тушения/флегматизации.При этом, дифференциальное уравнение газового обмена в помещении в соответствии с работой [233] может быть записано в виде:(3.9)– объем помещения, м3; С – текущее значение концентрации газа в помеще-гдении; t – время, с.; J – интенсивность подачи газа, м3/с;– объемный расход воздуха,попадающего или выходящего из помещения за счет работы принудительной вентиляции или аэрации под действием ветрового или теплового напоров, а также за счетразности плотностей газового состава и воздуха, м3/с.После разделения переменных и интегрирования в пределах t1 = 0, t2 = t по времени и С1 = Со, С2 = С по концентрации получим:(3.10)Обычно, величина С0 =0 и уравнение (3.3.5) можно представить в виде:(3.11)Разбавление атмосферы помещения после окончания подачи газа (J=0) будетописываться уравнением:(3.12)где- концентрация в конце подачи газового состава.Так как уравнение (3.12) является трансцендентным и не имеет прямого матема-тического решения, то целесообразно рассмотреть различные случаи, позволяющиеупростить решение и в тоже время с большой точностью соответствующие реальному изменению параметров при вентиляции помещения.
В частности, возможны следующие случаи:пренебречь;, т.е. влиянием разбавления атмосферы помещения за счетможно246 значениесопоставимо с, т. е. подача газа в помещение происходит при ра-ботающей вентиляции.Необходимо отметить, что первое условие соответствует наиболее часто встречающемуся на практике случаю, т.к. при подаче газового состава в помещение система принудительной вентиляции обычно отключается (в соответствии с требованиями нормативных документов), а поступление воздуха в помещение за счет аэрации через имеющиеся проемы в течение времени подачи ГОТВ пренебрежимо мало.В этом случае уравнение (3.12) принимает вид:(3.13)При необходимости поддержания огнетушащей/флегматизирующей концентрации в помещении в течение промежутка времени t2 влиянием изменения J1 пренебрегать нельзя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
