Динамика пожара

Предположим, что возгорание началось в середине нижней полки стеллажа. Рассчитаем время охвата пламенем поверхности нижней полки по формуле 7.2

t_охв=L/V, где (7.2)

L – половина длины полки, L=1,35 м

V – линейная скорость горения. Для ПЭВД принимаем V=0,4 м/мин

t_охв=1,35/0,4=3,38 мин. Или 3 минуты и 23 секунды

По высоте пламя будет распространяться с той же скоростью, таким образом, через 0,77/0,4=1,93 минуты или через 1 минуту 56 секунд пламя достигнет верхней поверхности паллетов с сырьем.

Высота факела может быть рассчитана по формуле 7.3

,где (7.3)

d – диаметр зоны, на которой происходит горение

M – массовая скорость выгорания вещества, для ПЭВД M=0,87кг/(м²·мин)=0,0145 кг/(м²·с) [28]

g – ускорение свободного падения. g=9,81м/с²

ρ_В – плотность воздуха При 20°С ρ_В=1,2 кг/м³

Таким образом, диаметр зоны горения, при котором высота пламени превысит 0,13м, достаточных для возгорания расположенной выше полки, может быть найдено по формуле 7.4

(7.4)

м

Очевидно, что на достижение необходимого диаметра основанием пламени при поверхностной скорости горения 0,4 м/мин уйдет 0,08 мин или 5 секунд. Т.е., через 2 минуты и 1 секунду от момента возгорания нижней полки пламя перекинется на вторую полку, еще столько же уйдет на возгорание третьей полки.

В пределах ряда пламя будет переходить от полки к полке без задержек, так как стеллажи стоят без разрывов. На охват пламенем всего ряда стеллажей уйдет время

t_охв=6,75/0,4=16,88мин или 16 минут 53 секунды

для крайнего ряда, состоящего из 7 стеллажей

t_охв=9,45/0,4=23,63 минуты или 23 минуты 38 секунд

Безопасное расстояние, при котором не будет происходить возгорание материала в соседнем ряду, может быть определено по формуле 7.5

(7.5)

ψ₁ и ψ₂ – угловые коэффициенты облученности, определяемые исходя из значений наибольших углов между направлением излучения и нормалью к поверхности, излучающей тепло. Если геометрические размеры факела и площадь облучаемой поверхности равны, а плоскости параллельны, что наблюдается при рядном расположении аналогичных стеллажей, как на складе проектируемого предприятия, то коэффициенты облученности можно принять равными 1

Т_ф – средняя температура пламени факела. Температура пламени при горении полимерных материалов достигают 1100-1200 °С [28], принимаем Т_Ф=1150°С=1423К

T₁ – температура возгорания материала на соседней полке. Для полимерных материалов T₁=433К [27]

S_ф – площадь проекции поверхности пламени факела на плоскость, параллельную облучаемой поверхности.

q_доп –допустимая интенсивность облучения. Для полимерных материалов q_доп=15000Вт/м²

С_пр – приведенный коэффициент излучения; В практических расчетах принимается равным 4,65 Вт/(м²·K⁴)

Площадь, при которой безопасное расстояние превысит реальное расстояние между рядами полок (2.4 м) может быть вычислено по формуле 7.6

(7.6)

Исходя из предположения, что пламя будет распространятся во все стороны с одинаковой скоростью из нижней точки боковая поверхность факела будет представлять собой полукруг.

Радиус этого полукруга, при котором площадь факела станет достаточен для возгорания параллельного ряда стеллажей, может быть вычислен по формуле

Для достижения такого радиуса пламени понадобится 0,95/0,4=2,375 минуты или 2 минуты 23 секунды.

Таким образом, через 2 минуты 23 секунды от момента возгорания первой полки, пламя перекинется на соседний ряд.

Еще 1 минута 56 секунд уйдет на достижение пламенем верхней поверхности первой полки соседнего ряда и 3 минуты на то, чтобы перейти на противоположную поверхность ряда. Соответственно, еще через 2 минуты 23 секунды загорятся крайние ряды стеллажей.

Таким образом, при возникновении пожара в центре среднего ряда на нижней полке на распространение пожара на все 5 рядов уйдет 14 минут 36 секунд, на распространение огня вдоль самого длинного ряда - еще 23 минуты 38 секунд и на возгорание крайних стеллажей по высоте еще 6 минут 3 секунды. Т.е., на охват пожаром всех полок потребуется 38 минут 17 секунд.

Поиск по сайту: