Все параметры пожара взаимосвязаны. Основным параметром пожара является его площадь.
Площадь пожара (FП, м2) – это площадь проекции зоны горения на горизонтальную и вертикальную плоскости.
Площадь пожара определяет силы и средства, которые надо привлечь для его ликвидации.
Продолжительность пожара (, мин) - время с момента его возникновения до полного прекращения.
Температура пожара (tП, 0С): для внутреннего пожара – это среднеобъемная температура среды в помещении; для открытых пожаров – это температура пламени.
Линейная скорость распространения пожара (VР, м/с) – это скорость распространения горения по поверхности горючего материала в единицу времени.
· Этот параметр позволяет определить площадь пожара. VР – не зависит от времени, но зависит от многих факторов. К этим факторам относятся:
· интенсивность газообмена;
· начальная температура;
· направление конвективных потоков;
· пространственное расположение горючих материалов и др.
Учесть все факторы практически невозможно. Наибольшей скоростью распространения горения обладают газообразные вещества, наименьшей – твердые горючие материалы, причем скорость распространения горения вертикальном направлении в 5-6 раз больше, чем в горизонтальном направлении.
Скорость выгорания горючих веществ и материалов (VВЫГОР) – может быть литейная (м/с), массовая (кг/×с), и удельная (кг/м2×с). Например, удельная скорость выгорания древесины находится в интервале 0,011 – 0,015 кг/м2×с.
Интенсивность газообмена (IГ, кг/м2×с) – количество воздуха, Притекающего в единицу времени к единице площади для обеспечения полного сгорания. Эта величина характеризует только внутренние пожары.
Интенсивность или плотность задымления (г/м3).
Теплота пожара (QП, кДж/с) – характеризует, какое количество теплоты выделяется в единицу времени с единицы времени.
Приведенная теплота пожара (Q’ П, кДж/ м2 с) – показывает, какое количество теплоты выделяется в единицу времени с единицы площади пожара.
Приведенная теплота пожара определяется по формуле:
Q’П = , (1.)
где - коэффициент химического недожога;
VМ – удельная скорость выгорания, кг/ м2с;
FП, - площадь пожара, м2;
QН – теплота сгорания, кДж/ кг
Факторы пожара
Основным фактором пожара, определяющим параметры пожара, является пожарная нагрузка (ПН). При этом различают:
Массовая пожарная нагрузка – масса всех горючих и трудногорючих материалов, приходящихся на 1 метр площади размещения
РПН = (2)
Где:
РПН – массовая пожарная нагрузка, кг/м2;
mi – масса i-го горючего материала, кг;
S – Площадь размещения, м2
Тепловая пожарная нагрузка (qПН, кДж/м2) – количество теплоты, выделяемое горючим материалом при его полном сгорании
qПН = (3)
где: QП - количество теплоты, выделяемое i-тым горючим материалом, кДж;
S – площадь размещения, м2/
Так как общее количество выделенной теплоты на пожаре складывается из массы и теплоты каждого вещества, то
QП = mi· QНi (4)
Подставим выражение (4) в выражение (3), получим:
qПН =
И учитывая, что РПН = ,
получим уравнение, связывающее массовую и тепловую пожарные нагрузки:
qПН = (5)
Для жидкости площадь пожара равна площади горения жидкости. Однако для твердых горючих материалов поверхность горения может быть много больше площади пожара.
Поверхность горения определяет энергетику пожара.
Площадь п оверхности горения (SПГ, м2) – поверхность пожарной нагрузки, с которой происходит выделение продуктов разложения (или испарения) при горении материала.
Отношении площади поверхности горения к ее проекции на горизонтальную плоскость (а это ни что иное, как площадь пожара (FП) называется коэффициентом поверхности горения элемента пожарной нагрузки (КПi,м2/м2):
(6)
где - площадь поверхности i- элемента;
- коэффициент поверхности i- элемента пожарной нагрузки;
S -площадь пола.
Массовая скорость выгорания пожарной нагрузки – масса горючего, выгорающего в единицу времени.
(7)
Приведенная массовая скорость выгорания – масса горючего, выгорающая в единицу времени с единицы площади пожара, кг/м2с
(8)
Удельная скорость выгорания (истинная) – масса горючего, выгорающая в единицу времени с единицы поверхности горения, кг/м2с
(9)
Из формул (7), (8), (9) следует:
Vmпр = (10)
Vmуд = (11)
Из формул (10), (11) и (6) следует, что
Vmпр = Vmуд×КП (12)
Уравнение (12) показывает связь между приведенной массовой и удельной скоростями выгорания.
Линейная скорость распространения пламени по поверхности пожарной нагрузки – расстояние L, пройденное пламенем в единицу времени
(13)
Vл – зависит от типа помещения.
Для решения практических задач необходимо знать расстояние, которое проходит фронт пламени. Принято, что
при L = 0,5Vл· ,
при L = Vл
Пожарную нагрузку (ПН) дифференцируют в зависимости от ее распределения по площади на распределенную и сосредоточенную.
По способу распределения ПН помещения делятся на два класса:
I – помещения больших объектов, в которых ПН сосредоточена и горение может развиваться на отдельных разобщенных участках без образования общей зоны горения;
II – помещения, в которых ПН рассредоточена и горение может происходить с образованием общей зоны горения.
Все пожары характеризуются зонами:
- зона горения;
- зона теплового воздействия;
- зона задымления.
Одинаковых пожаров не бывает, каждый пожар индивидуален и имеет свои особенности. На пожаре могут быть реализованы все виды и характеристики горения, которые зависят от природы горючего, его количества и внешних условий. Так, например, пожары класса А будут существенно отличаться практически по всем параметрам в зависимости от того, происходят ли они в закрытом (ограниченном) объеме или на открытой площадке. Поэтому все пожары, в свою очередь, разделяют на открытые и закрытые (внутренние) пожары.
Однако и такой классификации недостаточно, чтобы учесть все характерные особенности того или иного пожара. Следует особо выделить пожары:
· газовых и нефтяных фонтанов,
· складов древесины, и хлопка,
· торфа,
· жидкостей в резервуарах,
· сжиженных газов,
технологических установок и другие.