Жану теориясы

Кез-келген үрдістің, сонымен бірге өрттің динамикасы болып оның параметрлерінің (өрт температурасы, өрт ауданы және т.б.) уақытқа тәуелділігі аталады.

Жану үрдісінің және одан кейін өрттің пайда болу салдарлары болып жағу көзі табылады. Олар, кез келген жеткілікті қуаты бар жылу көзі болуы мүмкін. Көп жағдайларда өрт жанатын материалдың бетінің жергілікті бөлігін қыздырудан және оның үстінде кейін тұтанатын жанғыш қоспа түзуден басталады. Пайда болған факелдің сәулелік жылу ағыны көрші бөліктердің беттерін қыздырып жанғыш қоспаның пайда болуын және тұтануын тудырады, яғни беттерде жалынның таралу үрдісі басталып өрт ауданы кеңейеді. Ауданның өсуіне байланысты жану аймағының көлемі кеңейеді және осыған қарай сәулелену ауданы, ковективті ағындар көбейеді. Бұның барлығы бөлмедегі барлық бұйымдар мен материалдардың орташа көлемдік температурасының көтерілуіне алып келеді. Өз кезегінде материалдардың температурасының көтерілуі жалын шебінің сызықтық таралуының көбейуімен қоса жүреді.

Егер бөлме үлкен бос көлемде болса немесе үлкен ашық аралықтары болса, өрттің таралу үрдісі заттарды (бұйымдарды, материалдарды) біртіндеп бірінен кейін бірін жалынмен орауы арқылы жүреді.

Көлемі кіші бөлмелерде орта көлемді 300-350⁰С температураға жеткенде және ауа болғанда жалынның таралуы ең жоғарғы мәнге жетеді, себебі өрт үрдісі беттермен емес газды ортаның көлемімен жүреді.

Газ бойынша жалынның таралу жылдамдығы газдың құрамына қарай секундына бірнеше метрлерден жүздеген метрлерге жетеді. Сырт көзге бұл көлемдік жарқыл ретінде, яғни бір мезетте бөлмедегі барлық жанатын материалдардың тұтануы сияқты қабылданады. Нәтижесінде бөлменің бос көлемі жану аймағына (көлемдік өрт) айналады. Әдетте бұл әйнектелген аралықтардың бұзылып қысымның күрт өсуімен қоса жүреді. Осыған байланысты бөлмеге ауа ене бастайды.

Егерде бөлменің бос көлемі кіші болса көлемдік өрт кезінде оттегінің қоры тез жұмсалып жанудыңжалпы жылдамдығы және сәйкес жылу бөліну қарқындығы азайады. Температура да төмендейді. Ауа кірмейтін бөлмеде өрттің өздігінен өшуі болады. Бірақ іс жүзінде мұндай нәрсе сирек кездеседі. Әдетте әр қашанда ауаның келуі тығыз жабылмаған аралықтан, саңылаулардан және т.б. болады да газды ортаның температурасы жанғыш материалдардың тұтану температурасына жетеді. Сол себепті, біраз уақыттан кейін ауа ағынының жылдамдығына байланысты өнімдердің жанғыш қоспасы түзіледі де жану қарқындайды.Одан кейін барлығы қайталанады 2.3-сурет).

Егерде өшу кезінде бөлмеге ауа жіберілсе (мысалы, есікті ашқанда), онда лезде жанғыш ортаның пайда болып тұтануы жүреді. Ал жанатын өнімнің көлемі бастапқы қоспа көлемінен үлкен болғандықтан бөлмеде қысым күрт өседі де қызған газдардың атылуы болады.

15.3-сурет. Бітелмеген жабық бөлменің өрт кезіндегі өрт температурасының (t_п) және оттегінің концентрациясы ().

Барлық жанғыш материалдаржалынмен оранғаннан кейін бөлмедегі өрт ауданы қысқарады да орташа көлемдік температураның қарқынды көтерілуі басталады. Осымен өрттің бастапқы кезеңі аяқталады.

Екінші кезең ішінде ауаның жеткілікті ағыны болғанда жанғыш заттардың жану жылдамдығы өсіп газды ортаның температурасы жоғарлайды.

Бұл кезеңнің соңында жылу-газ алмасу үрдістерінің шамларының өзгеруі тоқтайды, температура ең жоғарғы мәнге жетіп өрттің үшінші кезеңі-тұрақтылық басталаы. Өртің еркін дамуы кезінде жанғыш материалдар біртіндеп жанып бітеді де өрт өшу кезеңіне ауысады.

5 Құрылыс құрастырмаларының отқа төзімділігі, отқа төзімділік шегі, отқа төзімділік дәрежесі бойынша үйлер мен ғимараттар классиффикациясы туралы жалпы мәліметтер

Отқа төзімділік-бұл құрылыс құрастырмаларының, белгілі бір уақыт ішінде, пайдалану функцияларын сақтай отырып, өрттің әсер етуіне құрылыс құастырмаларының қарсылығы немесе басқа сөзбен айтқанда «отқа төзімділік-бұл үйлердің, ғимараттардың және құастырмалардың отқа қарсылық қабілеті».

Отқа төзімділік құрастырмалардың негізгі сипаттамаларына жатқызылады және құрылыс нормаларымен және ережелері мен регламенттеледі.

Үйлер мен ғимараттардың отқа төзімділік дәрежесін, оның элементтерінің отқа төзімділігімен сипаттайды.

Құрылыс құрастырмалары ұстап немесе қоршап тұратын қабілетін, белгілі бір уақыт өткеннен кейін жоғалтуы, отқа төзімділік шегі деп атайды және құрастырманың отқа төзімділігін сынаудың басталғанын сағатпен өлшеп отқа төзімділік жағдайы шегінің келесі төрт белгісінің біреуінің пайда болуына дейінгі белгілер:

- құрастырмалардың және тораптарының ұстап тұратын қабілетін жоғалтуы (құлауы немесе құрастырмасының түріне байланысты майысуы);

- жылу оқшаулағыш қабілеті бойынша – қызбайтын беттің температурасының 160⁰С жоғарлауы немесе осы беттің кез келген нүктесінде құрастырманы сынауға дейінгі температура мен салыстырғанда 190⁰С – тан жоғары немесе сынауға дейінгі құрастырманың температурасына қарамай 200⁰С – ден жоғары көтерілуі;

- тығыздығы бойынша – құрастырмада ашық жарықтардың немесе тесіктердің, олардан жану немесе жалын өнімдерінің пайда болуы;

- құрастырма материалының кризистік температурасы бойынша – оттан қорғайтын жабқышпен қорғалған және сынаусыз қолданылатын құрастырмалар үшін.

Ұстап тұру қабілетін жоғалту -өрт кезінде құрылыс құрастырмаларының құлауын білдіреді.

Қоршау қабілетін жоғалту -өрт кезінде көрші бөлмедегі заттардың өздігінен тұтануын туғызатын немесе құрастырмада ашық жарылыстардың пайда болуы жану өнімдерінің көрші бөлмеге ену мүмкіндігін туғызатын құрастырмалардың температураларының көтерілуін білдіреді.

15.1-сурет. Стандартты температура қисығы

15.2-сурет. Сыналатын құрылғының іс жүзіндегі сызбасы:

а-құрастырманың ұстап тұрмайтын қоршаулары үшін пеш;

б- құрастырманың горизонталь қоршаулары үшін;

в- колонналарды сынау үшін пеш;

1-отты камера; 2-тәжірибелік үлгі; 3-вагонетка; 4-ауырлық

Отқа төзімділігі бойынша үйлер мен ғимараттар бес негізгі отқа төзімділік дәрежесіне бөлінеді: І, ІІ, ІІІ, ІV, V, (және үш қосымша ІІІа, ІІІб, ІVа).

Өрт қауіптілігі категориясына, үйдің отқа төзімділік дәрежесіне, тәуелділігіне қарай қабаттар саны, қабаттар ауданы және т.б. анықталады.

Үйлер мен ғимараттардың отқа төзімділік дәрежесі үш негізгі құрылыс құрастырмаларының ең төменгі талап етілетін шегі (сағатпен) және оттың олармен ең жоғарғы таралу шегі (см) қабылданған мәндері 2-кестеде келтірілген.

Оттың таралу шегі конструктр үшін нөлдік тексеруге тең, жанбаған заттар үшін толық қабылданады.

Ғимараттар мен бөлмелердің ортақ төзімділігі негізгі 5 бөлімге (дәрежеге) бөлінеді: І, ІІ, ІІІ, ІV,V (және 3 қосымша дәрежеге ІІІа, ІІІб, ІVа)

Дәрежесінің өсуіне қарай құрастырманың отқа төзімділігі кішірейетін отқа төзімділіктің шегі. Ол деген сөз ең үлкен отқа төзімді ғимараттық І және ІІ дәрежелі отқа төзімділікке ие болады, оларға көлік (Көлік) өндірісі де (П 2,5 сағат – калоналары, қабырғалары, баспалдақ, клеткалар) жатады.

Өртке қауіпсіздіктің категориясына байланысты, ғимараттардың өртке төзімділігнің дәрежесі, қабаттар мен қабаттардың ауданының т,б – санын анықтайды. Ғимараттар мен бөлмелердегі өртке төзімділік дәрежесі үшін минимальды өртке төзімділік шекарасы.

Арнайы құрылыс құрастырмасының (сағатта) шекарасы мен максимальды оттың таралу шекарасы (см) 6.2-кестеде берілген.

1 кесте. Ғимараттар мен құрылыстардың отқа төзімділік дәрежелері

Өртке төзімді құрастырманың керекті шегі жанудың ұзақтық бірлігіне байланысты есептеледі. Және ғимараттың жауыпты элементтерінің өртке төзімділік коэффиценті мына формуламен сағат бойынша есептелінеді.

П_mp=t ^. К₀, сағат

Мұндағы t - жанудың ұзақтығы

К₀ – өртке төзімділік коэффиценті, есептеу кезінде көтермелі қабырға, колонн, 1 – 1,2 – ге тең баспалдақты клетканың қабырғасы, өртке қарсы қойылған қабырға үшін К₀ = 1,4, ғимараттың басқа элементтері үшін К₀= 1,0 деп қабылданады.

Өз кезегінде жанудың есептік ұзақтығы:

t₌ Q_H ^. nb, сағат

K

Мұндағы Q_H – жанғыш заттың төмен жылулықта жанғыштығымен жанудың ұзақтығын есептейді, ккал/кг.

n – 1м² жамылғыдағы заттардың саны, кг/м²

К – меншікті жанғыш жіктеме, яғни жылудың саны, сағатына, 1 м² (м^2.с) шығаратын жылу.

кал

^К=200000 (м^2.с) ^{қатты жанғыш заттар үшін}

кал

^К=300000 (м^2.с) ^{сұйық жанғыш заттар үшін}

b - жанғыш материалдардың жағдайына байланысты. Шамамен 0,15 – тен 1,0 – дейінгі жану коэффиценті қабылданады.

Өртке төзімділіктің есебі салыстырмалы түрде нақты немесе шектелген өртке төзімді. П_Ф мен қажетті П_ТР өртке төзімділікпен қортындылады.

Егер жағдай жасалып П_Ф ³ П_ТР болса, құрылыс құрастырмасы өртке төзімділікті талап етіп, жауап беріп, есептеледі.

Жалпы ғымараттың құрлыс құрастырмасының аналогиясы өртке қауіпсіздіктің талап етіп жауап береді, егер Q_Ф ³ Q_mp

Мұндағы Q_Ф – ғимараттың нақты өртке төзімділігінің шекарасы.

Q_mp – ғимараттың өртке төзімділігінің норма бойынша қажетті шегі.

6 Жануды тоқтатудың амал-тәсілдері

Жану ошағындағы өрттің температурасын өрттің жылу беру шапшаңдығын азайту арқылы төмендетуге болады.

Жану зонасы-химимялық реакция зонасы болып табылады. Жану зонасын суыту үшін тез тұтанбайтын заттармен, мысалы кокс пен ағаш көмірінің үстіне су құю арқылы немесе басқада өрт сөндіргіш заттармен реакция зонасын басуға болады. Мұндай салқындату тәсілдері қатты және сұйық заттар жанған кезде кеңінен қолданылып келеді. Суытылған жағдайда жану жылдамдығы азаяды да қатты заттардың ұшқындары ыдырайды, сұйық жанғыш заттар буланады. Салқындату жанудың температурасын төмендетіп, сөну жылдамдығын ұлғайтады.

Жанудың жылдамдық реакциясын азайту арқылы жану жылдамдығын төмендетуге болады. Жану реакциясының жылдамдығын азайту үшін физикалық және химиялық тежеу тәсілдерін қолдану қажет.

Физикалық тежеу тәсілдеріне әсереткіш заттарды жануды қолдамайтын заттармен араластыру; жанғыш заттарды салқындату және жану зонасынан әсереткіш заттарды аластату.

Әсерекеткіш заттарды сұйылту арқылы жану температурасын төмендетеді, жылу бөлу жылдамдығын азаяды. Әсереткіш заттарды аластату негізінде жану жылдамдығы азаяды.

Жануды химиялық тәсілмен тежеу белсенді заттардың шоғырлануын төмендету. Бұл тәсіл жануды тез ұшып кететін заттармен тежеу. Мұндай заттарға бром мен фтор жатады.

Концентрацияның азаюы жану жылдамдығының температурасының төмендеуіне әкеледі.

Мұндай тәсіл өрт сөндірудің станционарлық белгілерімен қолданылады. Сөйтіп, өрттегі диффузиялық жануды тоқтату амал-тәсілдерді алқындату, сұйылту, химиялық тежеу, аластату. Бұлардың әрқайсысын бірнеше рет қолдану арқылы жануды тоқтатуға болады.

Төмендегі 1-кестеде практикада қолданылатын жануды тоқтату амал-тәсілдері берілген.

1-кесте. Жануды тоқтатудың жолдары мен амал-тәсілдері

Жануды тоқтатудың көп таралған әдіс-тәсілдеріне салқындату мен жанғыш заттарды аулақтауды бір мезгілде қолдану жатады. Химиялық тежеу реакциясы сирек қолданылады, негізінен басқа тәсілдер нәтижелі жағдайда қолданылады.

Жануды сөндірудің амал-тәсілдерінің өз жолдары бар. Мысалы, қатты заттар мен органикалық материалдарға көбіне су құйылады. Тығыздалған, шапшып аққан су салқындауға тез әсер етеді.

1-суретте. Өрт сөндірудің түрлері.

7 Өрт сөндіру құралдарының механизмдер і

Өрт сөндіргіш заттар өрт сөндіру қимыл-әрекеттеріне байланысты 4 түрге бөлінеді: араластырғыш, химиялық белсенді ингибиторлар, аулақтағыш, салқындатқыш. Әрбір өртсөндіргіш заттың жану кезіндегі өзіндік қимыл-әрекеттері бар екені белгілі. Жанғыштың түріне байланысты өрт сөндіргіш заттар осы топтармен байланыста болады.

Ең қарапайым қолданылатыны жанбайтын газдар. Олар зонасын жанармай қоспасын араластырып, яғни қойылтады тотықтырғыш азаяды φ₁ және φ_ы. Нәтижесінде жылу бөлу қарқыны төмендейді.

Сондықтан жанбайтын газдар араластырғыш топқа жатады. Сонымен қатар олар жылу бөлу қарқынын үдетпейді. Осының нәтжесінде жанбайтын газ қоюланып жалын қызуы төмендейді де жану тоқтайды. Бұл жағдай қатты жанғыштарға емес сұйық жанғанда қолайлы.

Химиялық белсенді ингибиторла р өртсөндіргіштердегі активтендіруші энергияны көтереді және химиялық реакциясының жылдамдығын тұрақты шамаға келтіреді де жылу бөліну қарқыны төмендейді. Бұл жағдайда жалын күшейткіші азайып, сөнуге әкеледі. Қорытындысында ХБИ комплексті жануға ықпал етеді, нәтижесі де тиімді. Аулақтағыш затқа жататын көбік. Бұлар негізінен сұйық заттарды сөндіруге қолданылады. Көбік жану кезіндегі будың бөлінуін төмендетіп өрттің бетін бірте-бірте жабады. Сөйтіп жылу бөлінудің күші азаяды, жалын қызуы төмендейді. Көбік қабаты қалыңдаған сайын жалын қызуы сөну температурасына дейін төмендейді және де сұйық жанғышты сөндіру кезінде көбіктен сұйық ерітінді бөлінеді де жанудың қызуын төмендетеді. Температураның төмендеуі булануды азайтып тоқтатады. Егер сұйықтың булануы ерітіндінің қызуынан төмен болса, онда салқындатуға күшті әсер етеді.

Көпіршікпен қатты заттарды сөндіруде ең бастысы салқындату, суыту. Жанған заттың бетіне шашылған көбік бірте-бірте ылғалданып, сіңіп жану қызуын төмендетіледі.

Қазіргі кездегі ең негізгі салқындатқыш- су болып есептеледі.

Судың көмегімен жанған затты да, жану зонасын да салқындатып өртті сөндіреді.

Жанғыш сұйық газ жоғарғы температурада тұтанады, сол себебті үстіңгі қабатты шашыраған су тамшыларымен салқындатқан жөн.

Осыдан буланудың күші азаяды да жану зонасында жылу бөлу күші төмендейді және де судың буы жануды сұйылтады. Қорытындысында жалын қызуы сөну температурасына дейін төмендейді. Егер жану температурасы суыдың температурасынан төмен болса, сұйықты салқындатуға күшті әсер етпейді. Жану зонасын салқындату арқылы нәтижеге жетуге болады. Бұл жағдайда шашыраған су жалыны да булану қажет.

Қатты заттарды сөндіру жағдайында су жоғарыдан беріледі. Судың жоғарыдан толық булануы өртті сөндіруге күшті әсер етеді. Бұл жағдайда ағынды су қолданылады, қоюлатқыш қосылады.

Өрт сөндіргіш ұнтақтар -қолданылу кезінде барлық механизмдер (араластырғыш, химиялық белсенді ингибиторлар, аулақтағыш, салқындатқыш) пайдаланылады.

Ұнтақты пайдалану кезінде көлемді тор пайда болады. Ұнтақ бөлшектердің жану көлемін ыдыратады. Осының себебінен жылу бөлу аумағындағы жану төмендейді, заттың ауыспалы теңеседі де жалын сөнеді.

(q>>g^φ(q^φ -,бірлік көлемінде жылу бөліну).

Ұнтақпен қатты жанғыш заттарды сөндіруде ең бастысы жануды аумақтату (бұру). Бұл жағдайда ұнтақты белгілі қабатқа дейін шашады. Шашылған ұнтақтың салмағы және қалыңдығы жылу бөлуге, өткізуге әсер етеді де жану зонасындағы жанғыш газ қоюланады.

Поиск по сайту: