Площадь и периметр пожара

Размеры пожаров определяются объемом зоны горения. Однако учитывая, что подавляющее большинство пожаров представляет пожары твердых веществ и жидкостей, размеры их наиболее удобно выражать через площадь поверхности горения. Кроме того, величина площади поверхности горения является одним из факторов, определяющих расход огнегасительных веществ и количество подразделений, необходимых для тушения.

Использование при расчете площади пожара вместо площади поверхности горения значительно упрощает определение количества сил и средств, необходимых для тушения. Однако в этом случае необходимо, чтобы все величины, связанные с площадью поверхности горения (скорость выгорания, интенсивность подачи огнегасительных веществ), были также приведены к площади пола помещения или поверхности земли.

При свободном развитии пожара или при тушении его недостач точными силами и средствами площадь пожара непрерывно увеличивается.

Быстрота увеличения площади пожара характеризуется скоростью ее роста, под которой понимается приращение площади пожара за единицу времени.

Закономерности изменения скорости роста площади пожара зависят от ее формы и линейной скорости распространения горения.

При анализе возможного развития пожаров и расчете сил и средств, требующихся для их тушения, реальная форма площади пожара может быть приведена к фигурам правильной геометрической формы: кругу, круговому сектору и прямоугольнику. При этом принятая геометрическая форма должна максимально близко подходить к реальной форме площади пожара.

Когда площадь пожара имеет форму, близкую к кругу или эллипсу, то она приводится к кругу и называется круговой (рис. 8.5а), если же площадь пожара близка к треугольнику, то она приводится к форме кругового сектора и называется угловой (рис. 8.5б, в). Площадь пожара, напоминающая форму прямоугольника, приводится к прямоугольнику и называется прямоугольной (рис. 8.5г).

Рис. 8.5. Типичные формы площади пожара

а – круговая; б – угловая при j=90°; в – угловая при j<90°; г – прямоугольная

Изменение периметра пожара и фронта распространения горения характеризуется скоростью их роста, под которыми понимается приращение периметра пожара или фронта распространения горения во времени.

Скорость выгорания

Различают массовую и объемную скорости выгорания материалов.

Масса материала, которая выгорает в единицу времени с единицы площади поверхности горения (кг/м²мин, кг/м²ч), называется массовой скоростью выгорания.

Объемной скоростью выгорания называется объем материала, выгорающий в единицу времени с единицы площади поверхности горения (м³/м²мин). Для жидких и твердых веществ линейные величины в размерности обычно сокращают и выражают объемную скорость выгорания в м/мин или мм/мин, поэтому ее часто называют линейной.

В расчетах по развитию и тушению пожаров наибольшее применение имеет массовая скорость выгорания материалов. Она не зависит от линейных размеров твердых горючих материалов, величины горючей загрузки, диаметра резервуаров и изменяется в основном от температуры пожара, влажности материала и условий газообмена.

Скорости выгорания твердых веществ на всей площади пожара не одинакова. Обычно в зависимости от величины горючей загрузки, ее удельной поверхности и газообмена на отдельных участках площади пожара образуются очаги горения с более высокой скоростью выгорания, чем на остальной площади. Эти очаги являются источниками распространения пожара и при его тушении силы и средства в основном направляются на их ликвидацию.

Массовая скорость выгорания жидкости изменяется в зависимости от ее начальной температуры, диаметра резервуара, уровня жидкости в резервуаре, скорости ветра и других факторов.

Чем выше начальная температура жидкости, тем больше скорость ее выгорания.

В резервуарах диаметром свыше 2 м скорость выгорания жидкостей практически считается постоянной. На скорость выгорания жидкости влияет также положение уровня в резервуаре. Наибольшая скорость выгорания наблюдается при верхнем уровне жидкости. С понижением уровня жидкости в резервуаре скорость выгорания уменьшается.

Значительно увеличивается скорость выгорания жидкости при ветре. Сильный ветер способствует перемешиванию паров с воздухом, в связи с чем увеличивается температура пламени и интенсивность излучения. Пламя приближается к поверхности жидкости, что также способствует увеличению скорости ее испарения.