ры так называемой внутренней теплотехнической за дачи.

Полидиспереныс во.здушно-водяпые и водопепные завесы применяют для снижения теплового излучения пламепи. Защитное действие воздушно-водяных завес основано на частичном поглощении и рассеивании теплового излучения в полидисперсном слое воздушно-водяной среды. Интенсивность теплового излучения при прохождении бесконечно малого слоя воздушно-водяной среды di уменьшается и зависит от физических свойств защитной среды. В дифферепциальной форме это может быть записано следующим образом:

rf/=-Wx, (96)

где 5 - коэффициент ослабления теплового и.элучення, завнсяпшй от физических свойств запесы.

Знак минус в выражении (96) указывает на уменьшение интенсивности при удалении от источника. После разделения переменных и интегрирования этого уравнения в пределах от х=0 до х=г и от =Iq до /, =/ находят величину интенсивности теплового излуче11ия через слой воздушно-водяной среды

/•= /о е-.

Значения коэффициента для различных защитных сред определили экспериментально при излучении пламени природного газа, имеющего интенсивность тепловыделения (7о=2,3 МВт/м и температуру пламени 1200 К. Для определения показателя поглощения воздуха go измерили излучение на высоте 1,7 м от уровня земли через каждые 3 м. Коэффициент о вычислили по формуле:

5о = -[1п ( /о)]/Го, гле / - интеисивность теплового излучения в л-й точке (п может принимать значения I, 2, 3, 4, 5); /о - интенсивность теплового излучения пламени; Го - расстояние от оси пламени до точки.

Опыты проводили при температуре воздуха 10°С и влажности 64 %- При этих параметрах о=0,1. Эффективность различных видов воздушно-водяных завес проверяли на экспериментальной установке, на которой изменяли расход воды при постоя1шом напоре и глубине завесы. Удельный расход воды завесы глубиной г определяют по формуле

и=9/( 1),

где к - удельный расход, отвесецный к вертикальной проекции завесы, л(м-с); <7 - производительность оросителя, л/с; / и ft - соответственно длина и высота воздушно-водяной завесы, и.

При наличии двух поглоп1ающих сред (воздух, воздушно-водяная или водопенная завеса) изменение интенсивности теплового излучения определяют по формуле

In (o/)=?o(ro-•)+E

где /о и / - интенсивности теплового излучения пламени н в рассматриваемой точке, Вт/м; Ь и - коэффициенты поглощения теплового излучения воздухом и завесой; и и г - толщина слоя воздуха и завесы, м.

Требуемый удельный расход воды завесы определяют по формуле

Х=[1п (/o )-o(-o-r)]/(fr), где f - коэффициент эффективности завесы, м • с/л.

Полидисперсные завесы применяют для снижения температуры нагретых газов. Поток нагретых газов при прохождении через слой водяной завесы охлаждается от Оо до Ol, при этом капли поды нагреваются от t\ до U. Количество тепла, полученное водой (отданное газами), и количество испариви1ейся воды описываются системой дифференциальных уравнений:

Ов Грв dt = (< - в) dV - с„ rfO„;

Очврч«?в= - ак(9 -О dV\

(Рп - Рп) dV = 2,6Grf [Р„/(Рб- Рп)1.

(97)

где С„ -расход воды, кг/с; Сг-расход сухих нагретых газов, кг/с; 0„- количество испарившейся воды, кг/с; с, и - теплоемкость волы и газов соответствеиио, кДж/(кг-К); О и / - температура газов и воды соотвстст-венно. К; а„ - объемный коэффициент теплоотдачи, кВт/(м»-К); Р„ - объемный коэффициент массоотдачи, кг/(Па -м-с); V - объем завесы, м; с„ - теплота парообразования, кДж/кг; Рд и ?„ -парциальное давленне у поверхности испарения и в газовом потоке, Па; Рр - барометрическое .давление. Па.

Первое уравнение отражает баланс тепла элементарного объема воды на элементарном участке пути с учетом тепла, идуп1его на испарение, второе - элементарного объема газа на элементарном участке пути и третье-описывает процесс массопереноса вследствие испарения воды.

Для удобства решения система уравнений (97) представлена в виде

dtldm-av (<-9)/Рк-«и(Яп-Рп); db~A(t~ в): \ (98)

dPjdco- В(Р„-Р„),

В=Р,. ,р/(2,6Я.); рр = Р5 Р„ - среднее Па; K-GG -относительный расход

где Д-а„/(Р„Срг): давление сухих газов, ды; CD=vPj,/C -независимая переменная величина, м/кг.

парциальное газов и во-

Решая систему уравнений (98), получим:

==1Ь№/Л; Д-а„/(Лр„) у„ у, кор„„ ха, Сз - постоянные интегрирования:

где hi=\+yijA\ hW-yJA; Д=а„/(Лр„) j/,, j/? -корни характеристического уравнения; ci, С2, - постоянные интегрирования:

и • «

Ла,~\) (Д-/г.)-Лс„(р",-Яо)

" у, (у,-у,)

Сз = 8 - с, с, ,

где Pi, - нардиальное давление пара в газовом потоке ггри температуре 0.

Объемный коэффициент теплоотдачи определяют по формуле

где Q =!ргг ~ в1Г~ количество тепла, отданного газами и" елининувре-

Для случая когда поток нагретых газов и капли поды движутся навстречу друг другу, А. М. Кушнарсвым получена следующая зависимость для определения а Гккал/(м3.ч-°ГЛ1-

ккал/(мЗ-ч>С)]"

где X - плотность орошения, mV(m-4); (о - скорость движения нагретых газов, м/с.

Формула применима для оросителей винтового типа при (0 = 0,5-3,5 м/с, х=],ЫО-»-2,5-10-3 м7(м2-с) и давлении перед оросителем 100-600 кПа.

Для расчета плотности орошения водяных завес при защите проемов в противопожарных преградах сприик-лерно-дренчерными установками В. Ф. Ходаковым предложена эмпирическая формула

Ti/T2 = 3[x/co£ri<>.8,

где Ti, Т2 - температуры воздуха до и после завесы; н - плотность орошения, м/(м с); со - скорость движения нагретых газов, м/с; d - диаметр капель (средний) водяной завесы, мм.

При Т,"580 К, ТаЗООК и d=0,25 мм к-0,3 л/(м • с),

Полученные закономерности дают возможность определять параметры водяных завес и выбирать рациональные усивия их иримснення ири проектировании систем противопожарного водоснабжения.

7. потребление воды для тушения пожаров передвижной техникой

Для выявления картины фактического потребления воды при тушении пожаров на промышленных предприятиях автором использовалась статистическая информация о расходах воды, потребляемой передвижной противопожарной техникой при ликвидации пожаров объектов, относящихся к различным отраслям промьннлен-пости. Для анализа были выбраны пять отраслей нро-МЫН1ЛСНН0СТИ, каждая из которых характеризовалась определенным и приблизительно равны.м уровнем ножарпой опасности. Статистическая инфор.мация для каждой отрасчн промышленности учитывала огнестойкость строительных конструкций зданий и их этажность. Результаты обработки статистических данных о фактическом потреблении воды при тушении пожаров приведены ниже.

Химическая промышленность охватывает такие промышленные объекты, как станции (газогенераторные, компрессорные по перекачке горючих жидкостей, промывочно-иропарочные и др.); цехи (бензино-экстракцнопные, гидрирования, дистилляции, газо-фрак-ционирования, производства искусственного жидкого топлива, рекуперации, ректификации органических растворителей с темиературой вспышки 280 и ниже); участки обработки металлического натрия; комплексы производства искусствен1Ц)го волокна; отделения производства синтетического каучука, регенерации смазочных масел, нолимеризации синтетического каучука и т. п.

В результате обработки статистических данных установлено, что расход воды для тушения полора увеличивается в зависимости от размера пожара и продолжительности свободного горения. Численные значения этих факторов (при прочих равных условиях пожарной опасности объекта) увеличиваются но мере роста этажности здания.

Здесь принято условное название отрасли, так как сюда включены объекты иефтеперерабатываюи1ей, нефтехимической и другие, родственные химической отрасли народного хозяйства.

Размер пожара является одним из основных факторов, определяющих пожарную опасность здания Т1 интенсивность подачи воды при пожаротушении. Он зависит от характеристики размещаемых в здании горючих веществ, продолжительности свободного горения (времени с момента возникновения пожара до момента начала его тушения), продолжительности пожаротушения, категории пожарной опасности производства и других факторов, которые трудно учесть при обработке информации. Статистические данные о пожарах в иромыш-ленных зданиях химической промышлепностп показывают: площадь пожара в здании (для оцределсиной категории объектов) возрастает прямо пропорционально его этажности. Зависимость размера пожара Fjl\ {f - площадь пожара, - площадь пожара в одноэтажном здании) от этажности здания приведена ниже.

Число этажей..................1 2 4

F,F........................1 1,5 2

Увеличение размера пожара в многоэтажных производственных зданиях по отношению к размеру пожара в одноэтажном здании объясняется сложностью выполнения тактических приемов подачи воды для пожаротушения по мере увеличения отметки расположения очага пожара над уровнем земли. Вместе с этим для организации тактических приемов и расстаповки сил и средств затрачивается дополнительное время иа разведку пожарной ситуации и реализацию планов развертывания переносных средств иодачи и распределения воды для тушения пожара в верхних этажах здания. Это приводит к тому, что продолжительность свободного горения в многоэтажных зданиях выше, чем в одноэтажных. Ниже приведена зависимость относительной величины продолжительности свободного горения т/т« (т. - продолжительность свободного горения в одноэтажном здании) от этажности здания.

Число этажей /Ч.....

1 2 4 1 1.4 l.g

Статистические данные о фактических расходах воды лают возможность определить режим потребления воды

пожарной техникой при тушении Пожаров и уточнить расчетное количество воды. Кроме того, статистические данные дают основание говорить о необходимости учета этажности здания и характеристики пожарной опасности производства при назначении требуемого расхода воды для тушения пожаров. Статистические данные о фактических расходах, наблюдаемых при пожаротушении, показывают, что эти расходы колеблются в диапазоне от 25 до 600 л/с, а иногда и выше. Данные наблюдений позволяют установить, во сколько раз расходы, необходимые для тушения пожаров в той или иной группе объектов, были больпге какого-либо заданного расхода или равны ему. Для этой цели информацию о фактических расходах воды располагали в ранжированный ряд (в возрастающем порядке). Значению первого члена (расход Qi) этого ряда отвечает определенное число случаев Pi (в % от общего числа случаев), значению второго члена Q2 - число случаев Р2 и т. п. Если на ось абсцисс отложить расходы воды Q, а на ось ординат Р соответствующее общее (суммарное) число рассматриваемых пожаров, то в координатной системе рассматриваемый ряд изображается в виде прямоугольных столбиков. С увеличением числа наблюдений верхние концы этих столбиков, сливаясь, образуют плавную кривую, показывающую зависимость расходов воды от интегрального (суммарного) числа анализируемых пожаров. Эта кривая в соответствии с терминологией математической статистики является интегральной кривой распределения случайной величины расхода воды для тушения пожара. Используя методы математической статистики, было показано, что случайная величина расхода воды при ту-И1ении пожаров в производственных зданиях описывается показательным законом распределения

F(Q)P{Q<Q„]\-e-QIQ* I E(Q)» 1-P!Q<Q„} j

где P{QОд} - вероятность того, что для тушения пожаров ие потребуется расход воды больше, чем Qg- С?, - среднее значение расхода волы для тушения пожара (математическое ожидание).

По статистическим данным определены значения расходов води (табл. 23) для тушения пожаров в производственных зданиях химической промышлешюсти категории пожарной оиаспости А и Б, имеющих I и И степени огнестойкости строительных конструкций.