Лекция № 7. Динамика развития пожаров в ограждениях

Цель занятия:ознакомление пожарами возникающие в ограждениях

Рассматриваемые вопросы:

1. Взаимодействие пламени пожара с границами горящих помещений

2. Развитие пожара до полного охвата пламенем закрытого помещения.

3. Характерные схемы развития пожаров.

Взаимодействие пламени пожара с границами горящих помещений.Для неограниченного пламени пожара отсутствуют физические преграды. ограничивающие вертикальное движение или мешающие захвату воздушных масс на границе пламени (т. е. система является симметричной). Если источник пожара находится в окрестности стены или в углу, то ограничения свободного доступа воздуха будут иметь существенные последствия. У факела, формируемого восходящими потоками, падение температуры по высоте будет происходить значительно медленнее, так как скорость перемешивания с холодным воздухом окружающей среды будет значительно меньше, чем в случае неограниченного пожара. В случае пожара около невозгораемой стены распространение пламени будет происходить в аналогичных условиях:

пламя стремится распространиться на достаточно большую площадь, позволяющую захват воздуха, обеспечивающего сгорание паров. По-видимому, влияние этого явления на видимую высоту пламени не получило достаточной теоретической оценки. Однако воздействие этого явления на температуры, которые достигаются на потолке помещения, были довольно детально рассмотрены. Следует отметить, что если приток воздуха в диффузионное пламя не будет симметричным, то в таком случае пламя будет отклоняться к ограничивающей его распространение стене (стенам), что обусловлено однонаправленным воздушным потоком, устремленным в пламя (рис. 7.1.)

Рис. 7.1.Направление пламени в окрестности вертикальной преграды, образованном пересечением двух стен.

Благодаря этому происходит ускорение процесса распространения восходящего пламени на наклонные и вертикальные возгораемые поверхности, а также перебрось пламени с горящих предметов на вертикальные поверхности.

Если распространение пламени пожара вверх ограничено потолком, то в таком случае горячие газы будут отклоняться, образуя горизонтальные припотолочные струи (Рис. 2.2.). Характер этого процесса может служить объяснением механизма срабатывания пожарных извещателей, укрепленных на потолке, к которым пристеночными струями доставляются продукты сгорания.

Установлено, что в любой точке на расстоянии (по радиусу) от оси пламени пожара температура по вертикали распределялась таким образом, что максимум приходился на близкую окрестность потолка при Y > 0,01 Н (рис. 7.2.). Ниже этого уровня температура быстро падает до температуры окружающей среды при Y > 0,125 Н. Эти цифры справедливы лишь при горизонтальном перемещении газов и при условиях, если статический слой горячих газов не накапливается под потолком

Рис 7.2. Пламя пожара и его взаимодействие с потолком

1 - припотолочный слой; 2 - пламя пожара; 3 - штабель горючего.

Эти условия в первом приближении соблюдаются, если пожар возник на расстоянии 3Н от ближайшей вертикальной преграды. Однако если ограничения распространению пламени происходят у самой стены или в углу, то для соблюдения этого условия протяженность свободного потолка по горизонтали от точки столкновения факела с потолком должна быть гораздо большей.

Заметьте, что эти формулы вряд ли можно применить к пятиметровым потолкам из-за соударения пламени с потолком.

Если пожар развивается у стены или в углу, то в этом случае температура будет более высокой. Это объясняется ограничением потока горючих газов под потолком.

При достаточно низких потолках (или при достаточно мощном пожаре), когда происходит непосредственное соударение пламени с потолком, имеет место не только отклонение пламени в горизонтальном направлении (образование припотолочной струи), но и значительное расширение пламени из-за резкого уменьшения скорости захвата воздуха. По существу это обусловлено достигнутой, относительно устойчивости, конфигурацией, т. е. благодаря восходящему потоку горячих газов через холодный воздух.

Перепад плотности противодействует процессу перемешивания, и, следовательно, это задерживает сгорание паров горючего. Распространение пламени под потолком может, оказаться важным этапом нарастания пожара в замкнутых помещениях.