Прикладные аспекты аварийных выбросов в атмосферу - [25]
Повреждения могут возникать либо на стадии ускорения, либо во время тормозящего удара. Степень повреждения, обусловленная тормозящим ударом, намного более значительна и определяется изменением скорости при ударе, а также временем и расстоянием, на котором происходит торможение, типом ударяющей поверхности и площадью соударения.
2.3. Пожары
Приведем описания пожаров различных видов в терминологии работ [1,112,113]. По условиям газообмена и теплообмена с окружающей средой все пожары подразделяются на два обширных класса [114]:
— на открытом пространстве;
— в ограждениях.
Пожары на открытом пространстве условно могут быть разделены на три вида:
— распространяющиеся;
— не распространяющиеся (локальные);
— массовые.
Пожары в заграждениях бывают двух видов:
— открытые;
— закрытые.
Пожар развивается на определенной площади или в объеме и может быть условно разделен на три зоны, не имеющих, однако, четких границ:
— горения;
— теплового воздействия;
— задымления.
Зона горения занимает часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения твердых горючих материалов или испарение жидкостей, горение газов и паров в объеме диффузионного факела пламени. Зона горения может ограничиваться ограждениями здания (сооружения), стенками различных технологических установок, аппаратов, резервуаров и т. п.
В зависимости от агрегатного состояния горючего вещества различают три вида горения:
1. гомогенное горение газов и парообразных горючих веществ в среде газообразного окислителя;
2. гетерогенное горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя;
3. горение взрывчатых веществ.
По скорости распространения пламени горение, протекающее с дозвуковыми скоростями, подразделяют на ламинарное и турбулентное.
При развитии пожара в здании приток воздуха в зону горения и удаление из нее продуктов сгорания происходят через проемы. Давление продуктов сгорания в верхней части здания (помещения) больше, а в нижней части меньше давления наружного воздуха. На определенной высоте давление внутри помещения равно атмосферному, т. е. перепад давления равен нулю. Плоскость, где давление внутри здания равно атмосферному, называется плоскостью равных давлений или нейтральной зоной.
Зоной теплового воздействия называется прилегающая к зоне горения часть пространства, в пределах которого протекают процессы теплообмена между поверхностью пламени, окружающими строительными конструкциями и горючими материалами. При этом передача тепла осуществляется тремя способами:
— конвекцией;
— излучением;
— теплопроводностью.
В горящем помещении излучение является основным способом передачи тепла от поверхности пламени к окружающим поверхностям горючих материалов, внутреннего интерьера и строительных конструкций по всем направлениям до момента, когда дым становится ослабляющей световой поток средой в результате поглощения и рассеяния лучистой энергии.
На стадии развившегося пожара в зданиях конвекцией передается значительно больше теплоты, чем при пожарах на открытом пространстве. Нагретые до высокой температуры газы способны вызвать возгорание горючих материалов по пути своего движения в коридорах, лифтовых шахтах, вентиляционных каналах, лестничных пролетах и т. д.
При пожарах на открытых пространствах теплота передается окружающим объектам главным образом излучением. Несмотря на то, что доля теплоты, передаваемой конвекцией, достигает 75 %, значительная ее часть передается верхним слоям атмосферы и не изменяет обстановки при пожаре.
Зоны задымления при пожаре в зданиях (сооружениях), внутри помещения и на открытых пространствах имеют свои особенности.
Внутри помещений объем зоны задымления зависит от условий распространения потоков продуктов горения и газообмена с окружением, а также от свойств горящих веществ и материалов.
На открытом пространстве объем и площадь задымления зависят главным образом от мощности источника горения, скорости выгорания материалов, разности температур окружающего воздуха и зоны горения и скорости движения газовых потоков.
Дым представляет собой дисперсную систему, твердые частицы которой, как и ядовитые газы, вредны для человека.
Опасными факторами пожара для людей являются:
— открытый огонь и искры;
— повышенная температура воздуха и предметов;
— токсичные продукты горения;
— дым;
— пониженная концентрация кислорода;
— обрушение зданий, сооружений;
— возможность взрыва.
Продолжительность пожара зависит от скорости выгорания материалов и скорости распространения пламени. Эти же величины, в свою очередь, зависят от состояния окружающей среды, которое характеризуется:
— метеорологическими параметрами (температурой, влажностью, давлением, степенью прозрачности атмосферы, скоростью и направлением приземного ветра);
— пожарной нагрузкой (горючестью, температурой самовоспламенения и воспламенения, влажностью и плотностью веществ и материалов, содержанием летучих веществ, критическим тепловым потоком, вызывающим их воспламенение или самовоспламенение от лучистой теплоты, взрывоопасностью, удельной пожарной нагрузкой и ее высотой, плотностью распределения горючих материалов по площади и в объеме);
