Пожежах нафтопродуктів
Горіння на пожежі супроводжується виділенням великої кількості тепла, значна частина якого передається тепловим випромінювання.
При відкритому горінні будівель і споруд, відкритих складів горючих речовин у твердому стані, вогненебезпечних рідин передача тепла від факелу в напрямку інших об’єктів являє собою небезпеку виникнення в них пожежі та вибуху. Випромінювання факелу на пожежі істотно ускладнює дії пожежних підрозділів, що беруть участь у гасінні пожежі.
Максимальна кількість тепла від факелу випромінюється по нормалі від його геометричного центру. В такому випадку щільність випромінювання визначається рівнянням:
, (4.1)
де Т1 - температура полум’я горіння нафтопродукту табл. 1.7 [7] факелу, К; Т2 – критична температура поверхні, що опромінюється факелом (шкіряного шару людини, табл. 1.8 [7], захисного одягу особового складу, технологічного обладнання, пожежної техніки), К; - зведений ступінь чорноти системи.
Зведений ступінь чорноти системи залежить від ступеня чорноти полум’я та ступеня чорноти поверхні, що опромінюється. та визначається за формулою:
(4.2)
де - ступень чорноти полум’я [14], - ступень чорноти поверхні що опромінюється, для шкіряного шару людини приймається 0,95.
Кількість тепла, що випромінюється факелом у напрямку суміжних споруджень, обладнання, особового складу та техніки визначається згідно з законів теплообміну випромінюванням між двома тілами, довільно орієнтованими в просторі. В реальних умовах тепловипромінювання щільність теплового потоку визначається умовами опромінювання і залежить від середнього коефіцієнта опромінювання :
(4.3)
де - середній коефіцієнт опромінювання тіла.
При розв’язанні задачі з визначення мінімально достатньої відстані від факелу полум’я використовують базову схему опромінювання та базовий коефіцієнт опромінювання .
Рис. 5.1 - Схема базової моделі опромінювання
Базовий коефіцієнт опромінювання розраховують за формулою:
, (4.4)
при цьому кут для визначення arctg визначається в градусах.
За значення а можна прийняти радіус факелу Rф, а за значення b - висоту факелу Нф.
Тепловий потік що потрапляє на об’єкт розташований на поверхні ґрунту безпосередньо перед центром факелу, складає половину від максимального значення а середній коефіцієнт опромінювання приймають рівним .
Якщо поверхня, що опромінюється (особовий склад, пожежна техніка або технологічне обладнання), розташована на одному рівні з факелом, середній коефіцієнт опромінювання визначається як два базових коефіцієнти опромінювання :
1. (4.5)
Рис. 5.2 - Схема фактичної моделі опромінювання на пожежі
При горінні рідини в резервуарі середній коефіцієнт опромінювання визначається як різниця коефіцієнтів опромінювання від повного контуру резервуара з факелом над ним та самого контуру резервуара:
(4.6)
де hр – висота резервуара разом з фундаментом, м.
Рис. 5.3 - Схема фактичної моделі опромінювання на пожежі в резервуарі
Для визначення безпечної відстані від факелу необхідно провести порівняння максимального теплового потоку від факелу з критичним тепловим потоком , що є мінімальним небезпечним значенням питомого теплового потоку:
(4.7)
де - коефіцієнт безпеки.
Критичний тепловий потік залежить від матеріалу, що опромінюється, ступеня захисту особового складу та часу опромінювання та визначається по табл. 8.4 [7] або табл. 11.6 [14].
При пошуку безпечної відстані умову безпеки можна визначити рівнянням:
(4.8)
. (4.9)
При відносно великій відстані до факелу межу з визначеним ступенем опромінювання можна визначити за формулою:
. (29)
Форма зони горіння над поверхнею рідини, що розлилася, або над резервуаром постійно міняється, але для визначення характеристик горіння її можна прийняти у вигляді циліндра з діаметром, рівним діаметру резервуара, і висотою hф.
При горінні горючої рідини в резервуарі площа пожежі обмежується площею резервуара. Висота полум’я залежить від діаметра резервуара і роду горючої рідини. Відомо, що при горінні продукту в резервуарі розмірами від 2 до 23 метрів висота факела полум’я пропорційна діаметру резервуара і для різних рідин вона визначається як:
- для бензину ;
- для дизельного палива ;
- для етилового спирту .
При горінні рідини, що розлилася, ефективний діаметр зони горіння визначається за формулою:
, (30)
де F - площа розливу рідини, м2;
Висота факелу полум'я за формулою Томсона
, (31)
де - діаметр резервуара (ефективний діаметр зони горіння), м; - масова швидкість вигоряння рідини, кг/(м2 хв.), табл..1.6 [7]; - густина повітря, кг/м3, приймається рівною 1,205 кг/м3; - прискорення вільного падіння, 9,81 м/с2.
Література
1. Кодекс цивільного захисту України №5403-VI, від 2 жовтня 2012 року.
2. Статут дій у надзвичайних ситуаціях органів управління та підрозділів Оперативно-рятувальної служби цивільного захисту. Наказ МНС України №575 від 13.03.2012 р.
3. Наказ МНС України від 23.09.2011№ 1021 - Про затвердження Методичних рекомендацій зі складання та використання оперативних планів і карток пожежогасіння.
4. Наказ МНС України від 16.12.2011 № 1341 - Про затвердження Методики розрахунку сил і засобів, необхідних для гасіння пожеж у будівлях і на територіях різного призначення.
5. Правила безпеки праці в органах і підрозділах МНС України. Наказ МНС України від 07.05.2007 р. № 312
6. Держстандарт України. Пожежна безпека. Терміни й визначення. ДСТУ.2272-93.
7. Иванников В. П., Клюс П.П. Справочник руководителя тушения пожара. -М. Стройиздат, 1987. -228 с.
8. Клюс П.П., Палюх В.Г. Тактические возможности пожарных подразделений Навч. посібник. - Харків: ХІПБ-ХПТУ,1993. - 201 с.
9. Клюс П.П. та ін.. Пожежна тактика. - Х., Основа, 1998.- 592 с.
10. Баратов А.Н. Та ін., Пожаровзрывоопасность веществ и материалом и способы их определения. Сприв. 2-х частях. - М., - Недра
11. Наказ МНС України від 16.12.2011 №1341 -Про затвердження Методики розрахунку сил і засобів, необхідних для гасіння пожеж у будівлях і на територіях різного призначення.
12. Дерев’янко І.Г., Сенчихін Ю.М., Шаршанов А.Я. - Визначення та прогнозування небезпечних факторів пожежі. Практ. посібник. – Харків: АЦЗУ, 2006. -88с.
13. НАПБ 05.02-35- 2004 “Інструкція щодо гасіння пожеж у резервуарах із нафтою та нафтопродуктами.
14. Шаршанов А.Я., Сайчук І.В., Рябова І.Б. – Термодинаміка і теплопередача в пожежної справі, Навч. Посібник. –Х., Основа, 2004. -237 с.