+7 (812) 755-81-49
+7 (812) 946-37-01





Главная  Тушение пожаров нефти 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

(6.79)

Средняя толщина слоя воды определяется следующими условиями:

поскольку

" 2 -у

(6.80)

Для установившегося режима течения воды через сечение скорость течения V.

Vr= qlS, = qlh,,,

откуда

KqlVjL,,. (6.81)

Из анализа растекания жидкости под действием сил повер-хно-j стного натяжения (рис. 6.8), проведенного на базе уравнения Навье- Стокса, получено соотношение:

4ДАа

(6.82)


растекахщаяся / капля


мгновенная средняя

Рис. 6.8. Схема растекания водной капли по твердой смачиваемой!

повфхности

Решив совместно формулы (6.81) и (6.82) относительно /г,, по-1 яучим:

nxv 4Дст

(6.83)

Подставим вьфажение для h через \ в формулу (6.79)

4АС7

ч1/2

q"ln

(6.84)

Если принять для параметров, входящих в формулу (6.84), конкретные значения: Ао = 0,01 Им; v = 0,5-10"* м-с; х = Ю, получим

20 „2. Гт = - J In

1 *КР

(6.85)

Найдем минимальное значение удельного расхода воды на тушение древесины

е„„„ = ./- и ем„„ = Л„х-- (6.86)

Минимальное значение Qm следует искать через величину

при котором функция Q - J имеет минимум, а

dQ/dJ=0

Q = JT = -a.P]n[l -(J/J)]. (6.87)

Дифференцируя g по J и разложив

в ряд Маклорена, получим

I = V

*кр п исп

поэтому Уоет определяется скоростью испарения воды. Если вода забирает все тепло, поступающее к ТГМ, которое необходимо для его газифицирования, то эту скорость испарения воды можно определить, приравняв:

=v:Q, (6.88)

= (V:-QM, (6.89)

Для древесины К„ = 0,015 кг.м.с"; Q, = 2000 кДж/кг; = 2600 кДж/кг".

= (0,015-210V(2,6.10*) = 0,011 кгмс". Этой интенсивности подачи воды достаточно, чтобы резко снизить интенсивность газообразования, но недостаточно для прекращения горения. Необходимо охладить поверхность ТГМ до Т„ < Т„.

Q,an = {СС/и){Т, - Г„) ,

а = 0,1 Втм.К"; и = 17-10 мс", Т,-Т„ = 700 - 200 = 500 К ,



= [0,l/(17-10*)]-500 = 2,9 10Л

G, = a„„ /a = (2,9-10-*)/2,6 = 1,1 кг-м\

Если в эксперименте с другой укладкой древесины, с К„ = и F„ = 0,045 кг/м-с, то = 0,034 кг/м-с.

6.6. Тушение твердых горючих материалов, имеющих пористый поверхностный слой

Тушение ТГМ, имеющих пористый поверхностный слой, имеет свою специфику. Растекание капли происходит под действием капиллярного давления жидкости в поверхностных капиллярах, направленных в горизонтальной плоскости (рис. 6.9).

Скорость движения жидкости в капиллярной системе может быть рассчитана по формуле

2j]R

где R - радиус окружности растекающейся капли воды. В этих условиях выражение для hq имеет вид:

(6.90)

(6.91)

71 га cos (р

где о - поверхностное натяжение водного раствора; ф - краевой угол смачивания; г - радиус пористой системы. Подставив (6.91) в (6.79), получим: е SovJ

V„ nrocosip

ln(l- f) .

(6.92)

капля воды ч


пористая поверхность

Рис 6.9. Схема растекания капли воды по пористой поверхнс сти твердого материала

(6.93)

При 5„ = 1 м; V = 0,5 -10* мс; а = 60 мН-м; <р= 50°; г = 0,1-lOV Vucn. = 0,06 кгмс

25 V При

Г = 34 С и е„„„ = 0,2-34 = 6,8 кг-м". Из формулы (6.93) следует, что при

время тушения не зависит от скорости выгорания ТГМ и является величиной постоянной, т. е.

r„(J=J,„J = const.

6.7. Анализ процесса тушения горючих жидкостей высоко-кипящими бромхладонаш и двуокисью углерода

Тушение пожаров проливов горючих жидкостей с помощью бромхладонов относится скорее к объемному способу тушения пламени, хотя величины интенсивностей подачи огнетушащего состава рассчитываются на единицу горящей поверхности жидкости. То есть это промежуточный случай объемно-поверхностного тушения пожара.

Условием потухания пламени ГЖ является создание в слое горючей смеси концентрации флегматизатора - tpf - бромхладона, соответствующей минимальной флегматизирующей концентрации -

МФКФ -мФКФ-

Бромхладон (например, хладон 114В2), поданный в зону горения в виде распыленной жидкости, испаряется не доходя до поверхности горящей жидкости, т. е. испарение происходит в объеме, заключенном свободным бортом резервуара (рис. 6.10).

Вместе с потоком пара горючей жидкости и воздухом пары бромхладона медленно перемещаются из резервуара в зону горения. Если концентрация бромхладона в горючей смеси достигла рис. 6.10. Схема подачи бромхладона при тушении пожара этилового спирта в стальном резервуаре Чмфкф, то такая смесь газов будет негорючей и пожар прекратится.

Минимальная флегматизирующая концентрация бромхладона определяется экспериментально или рассчитывается для стехи омет-




рической смеси горючих газов. Например, при горении ге воздухе его стехиометрическая концентрация составляет 1 9% * газовоздушной смеси, а концентрация фреона 114В2 состашиет ~ 2,7 % об., которые могут быть выражены в кг/м: 0 = 1 9.10 f. 22,4 = 8,5-10- кг/м и (р = 2,7-1,0-260/22,4 = 31,3-10 кг/и\

Следовательно, критическими будут условия, при которых 8,5-10" кг/м гептана подается 31,3-10" кг/м фреона 114В2, т е отношение равно Л" = 31,3 / 8,5 = 3,7. Если скорость испарения гептана при горении составляет 0,05 кг/(м-с), минимальное количество бромхладона, необходимое для прекращения горения, составит-Лин = 0,05-3,7 = 0,19 кг/(м-с).

Рис. 6.10. Схема подачи бромхладона при тушении г жара этилового спира в стальном резервуаре


о оОо„ со

Этиловый спирт

Для выявления оптимальных условий процесса тушения необходимо представить и проанализировать модель процесса тушения ГЖ в резервуаре. Исходными положениями этой модели могут быть следующие:

• Горение прекращается, если в смеси паров горючего с воздухом концентрация бромхладона достигает ф = ф мфкф-

• Бромхладон, поданный в резервуар в виде распыленной жидкости, полностью испаряется в зоне, ограниченной свободным бортом резервуара.

• Распыленная жидкость эжектирует в резервуар воздух, что ведет к увеличению расстояния от резервуара до зоны горения, т. е. чем выше интенсивность подачи бромхладона, тем больше расстояние от поверхности жидкости до зоны горения.


• Количество эжектируемого воздуха зависит от размера ка-рдь и интенсивности подачи бромхладона, что может быть количественно представлено в виде различных функций [h = h{Jj\.

Рассмотрим материальный баланс жидкости, поданной в резер-

вуар на тушение пламени: qdr=S„Urфdr+SJldф,

(подано) (потеряно) (накоплено)

(6.94.1)

вде 9, кг/с; т, с; t/„ м/с; 0, кг/м; Л,м; S„, м.

Решим уравнение материального баланса для начальных условий:

т =0, 0 = 0.

Тушение пламени произойдет в момент времени т=т, к которо-mv концентрация бромхладона в слое h достигнет величины МФКФ, т. е. 0 = 0 f при т = т.,.

Разделим переменные и проинтегрируем уравнение

t{q-S„- и,фу1х =S„hdф. (6.94.2)

В результате получим зависимость фот г

So-и,

(6.95)

Если ф =фт, то г = г , получим формулу для расчета времени тушения резервуара:

= In

(6.96)

При J = J„ т -* 00. Условие J = Л означает, что все поданное количество хладона практически не попало в слой h, поэтому создаются условия, называемые критическими (величина J = Л = J, т. е. при JJ тушения достичь не удается (рис. 6.11).

Количественный расчет величины критической интенсивности подачи бромхладона при тушении ГЖ рассмотрен ранее на примере тушения пламени гептана фреоном 114В2. Напомним, что расчет проводился с учетом флегматизирующей концентрации фреона и его относительного содержания в горючей смеси в сравнении с горючим чом. Относительное массовой число KF



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

© 2007 RCSZ-TCC
Телеком оборудование
Поддержка сайта:
rcsz-tcc.ru@r01-service.ru
+7(495)795-01-39, номер 607919