Научная статья на тему 'Математическая модель начальной стадии пожара в театре с колосниковой сценой. II. Экспериментальная проверка математической модели'

Математическая модель начальной стадии пожара в театре с колосниковой сценой. II. Экспериментальная проверка математической модели Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
71
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Кошмаров М. Ю., Коршунов И. В.

Рассмотрен температурный режим начальной стадии пожара в театре при воспламенении тканевых декораций в сценическом помещении. Сопоставлены формулы, описывающие динамику опасных факторов пожара с результатами ранее проведенных экспериментальных исследований пожара в модели типового клуба-театра на 600 мест. Выполнен анализ результатов измерений изменения при пожаре суммарной массы пакета тканевых декораций, которое было обусловлено частичным выгоранием тканей и интенсивной сушкой еще не горевших декораций (с первоначальным влагосодержанием, равным 6 8%). Представлена методика определения массы выгоревших тканевых декораций. Установлено, что разработанная математическая модель начальной стадии пожара удовлетворительно согласуется с опытными данными.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Математическая модель начальной стадии пожара в театре с колосниковой сценой. II. Экспериментальная проверка математической модели»

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЖАРОВ

Канд. техн. наук, преподаватель кафедры ПС и ГП Академии ГПС МЧС РФ

М. Ю. Кошмаров

преподаватель кафедры ПС и ГП Академии ГПС МЧС РФ

И. В. Коршунов

УДК 614.841

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ПОЖАРА В ТЕАТРЕ С КОЛОСНИКОВОЙ СЦЕНОЙ

II. Экспериментальная проверка математической модели*

Рассмотрен температурный режим начальной стадии пожара в театре при воспламенении тканевых декораций в сценическом помещении. Сопоставлены формулы, описывающие динамику опасных факторов пожара с результатами ранее проведенных экспериментальных исследований пожара в модели типового клуба-театра на 600 мест. Выполнен анализ результатов измерений изменения при пожаре суммарной массы пакета тканевых декораций, которое было обусловлено частичным выгоранием тканей и интенсивной сушкой еще не горевших декораций (с первоначальным влагосодержанием, равным 6 - 8%). Представлена методика определения массы выгоревших тканевых декораций. Установлено, что разработанная математическая модель начальной стадии пожара удовлетворительно согласуется с опытными данными.

В части I настоящей работы [1] была представлена математическая модель начальной стадии пожара в театре. В этой работе рассматривается один из наиболее опасных сценариев возникновения и развития пожара, который начинается в сценическом помещении в результате поджога тканевых декораций. При этом предполагалось, что портальный проем, соединяющий сценическое помещение со зрительным залом, остается открытым (т.е. противопожарный занавес отсутствует или не срабатывает механизм его опускания), а дымовой люк закрыт. Также принималось, что дверные проемы зрительного зала открываются сразу при воспламенении тканевых декораций. Через эти проемы нагретые газы выталкиваются из зрительного зала в окружающую среду.

Для этого сценария было получено аналитическое решение задачи о процессах нарастания средней температуры газовой среды и других опасных факторов пожара (ОФП) в зрительном зале.

Формулы для расчета средних температур газовой среды в сценическом помещении и в зрительном зале имеют следующий вид:

Т1 = То ехр | Vм

(1)

Т2 =

0 | паМ ехр

1 + Ф

V2

где

Ф = — В

В =

(в аМ Л ехр | В-п I - 1

. 4 V2 ) .

П (1 -ф2) V - V2 . п¥, '

F„

а=

лЯР (1 -ф 1)

I /

/кг;

С рр оТо

т

м = | ¥ йт= /(т), кг.

(2)

(3)

(4)

(5)

(6) (7).

Здесь и далее использовались следующие обозначения: Т1, Т2 — средние температуры газовой среды в сценическом помещении и зрительном зале соответственно, К; Т0 — температура воздуха в помещениях перед пожаром, К; М — масса тканевых декораций, выгоревших к моменту времени т, кг; ¥ — скорость выгорания тканевых декораций, кг/с; ¥1, У2 — свободные объемы сценического помещения и зрительного зала соответственно, м3;

Часть I см. "Пожаровзрывобезопасность", 2006 г., т. 15, № 1.

п=

0

Гп — площадь портального проема, м2; — сумма площадей открытых дверных проемов в задней и боковых стенах сценического помещения, м2; Qí — теплота сгорания тканевых декораций, Дж/кг; Ср — изобарная теплоемкость газов, Дж/(кг-К); ^ — коэффициент полноты сгорания тканевых декораций; р0 — плотность газовой среды перед пожаром, кг/м3; ф1, ф2 —коэффициенты теп-лопотерь для сценического помещения и зрительного зала соответственно.

Формулы (1) и (2) были получены с использованием ряда допущений. Одним из таких допущений являлось предположение о том, что коэффициент теплопотерь ф1 можно принять равным постоянной величине. Приближенные теоретические оценки показали, что при условиях, характерных для театров с колосниковой сценой, этот коэффициент может иметь значение ф1 = 0,9 и более [5]. Надежные данные о значении этого коэффициента тепло-потерь можно получить лишь экспериментальным путем. Кроме этого, предполагалось, что коэффициент теплопотерь ф2 также можно принять равным постоянной величине. Теоретические оценки показали, что для начальной стадии пожара значение этого коэффициента составляет малую величину. Его значение при практических расчетах можно принять равным нулю. Эти и другие допущения, использованные в работе [1], делают необходимым сопоставление полученных формул с результатами экспериментальных исследований.

Для апробации выводов теоретического анализа были использованы опытные данные, полученные в результате экспериментального исследования температурного режима пожара в модели типового клуба-театра на 600 мест [2]. Эта модель была выполнена в 1/6 натуральной величины.

Модель клуба-театра состояла из двух помещений: одно из которых воспроизводило зрительный зал, а второе — сценическое помещение с колосниками, галереями, планшетом и пакетом тканевых декораций.

Длина и ширина модели зрительного зала составляли соответственно 3,8 и 3 м. Высота зала у сцены равнялась 1,23 м. Пол в зале был наклонным. Высота зала около задней стенки, отсчитываемая от поверхности пола, равнялась 0,98 м. Свободный объем модели зрительного зала равнялся У2 = 12,6 м3. Модель зрительного зала имела в стенах дверные проемы. Эти проемы при проведении всех опытов были всегда открыты в своей верхней части.

Высота модели сценического помещения в той части, где были размещены колосники и пакет тканевых декораций, равнялась 2,3 м, а ширина — 3 м. Свободный объем всего сценического помещения равнялся У1 = 15,6 м3. При вычислении свободного

объема сценического помещения учитывался объем загромождающего оборудования (планшет, галереи, колосники и т.д.). В стенах сценического помещения имелись дверные проемы. Опыты проводились, во-первых, при условиях, когда с самого начала и до конца начальной стадии пожара все дверные проемы в сценическом помещении были закрыты (первая серия опытов) и, во-вторых, при условиях, когда все эти проемы с самого начала и до конца были открыты (вторая серия опытов).

На потолке модели сценического помещения имелся дымовой люк. В настоящей работе анализируются лишь результаты экспериментального исследования начальной стадии пожара при закрытом дымовом люке. Сценическое помещение имело портальный проем, высота которого равнялась 1 м, а ширина — 2 м. В начальной стадии пожара этот проем не закрывался.

Декорации имитировались хлопчатобумажными тканями (холст и бязь), подвешенными с помощью деревянных реек к колосникам. Эти ткани образовывали пакет из параллельных вертикально расположенных рядов полотен. Высота этого пакета равнялась 1,5 м, а ширина — 2,2 м. Суммарная поверхность всех полотен более чем в три раза превышала поверхность ограждающих конструкций (пол, потолок и стены сценического помещения).

Теплота сгорания сухих тканей составляла Qíl = 16-106 Дж/кг [2]. Ткани, которые использовались в опытах, не подвергались огнезащитной обработке. Эти ткани обладали влагосодержанием Ж = 6-8%. Суммарный вес всех тканей перед пожаром равнялся 33,3 кг. Следовательно, они содержали перед пожаром 2-2,6 кг воды.

За начало пожара (начало опыта) принимался момент поджигания переднего к зрительному залу полотна пакета тканей, имитирующих декорации. Поджигание осуществлялось электрозапальником. К сожалению, мощность электрозапальника и время, в течение которого он оставался включенным, в работе [2] не указаны. Одновременно с включением электрозапальника включались секундомер, автоматические потенциометры, к которым были подключены хромель-алюмелевые термопары для измерения температуры в модели театра, и затем через каждые 30 с производились измерения изменения веса рамной конструкции, внутри которой было смонтировано все сценическое оборудование (колосники, галереи, планшет и пакет тканей, имитирующих декорации). Суммарный вес всего сценического оборудования перед пожаром (т.е. перед началом опыта) был более 150 кг.

Измерение изменения веса рамной конструкции вместе со сценическим оборудованием осуществлялось с помощью двух циферблатных весов типа

18

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2006 ТОМ 15 №2

ВЦН-100 с пределами измерения 0-100 кг и ценой деления 0,1 кг. Следует отметить, что за первые 30 с (после поджога) изменение веса сценического оборудования во всех опытах было менее 0,3% от первоначального значения. Погрешность определения столь малой величины изменения веса с помощью ВЦН-100 могла составлять значительную величину, поэтому данные об изменении суммарного веса сценического оборудования за первые 30 с требуют некоторой корректировки.

Проведенные в работе [2] опыты показали, что после зажигания, которое производилось в нижней точке переднего полотна, пламя быстро перемещалось по вертикали и через 15-20 с достигала верхней точки полотна. В горизонтальном направлении фронт пламени перемещался по полотну со скоростью значительно меньшей и приблизительно равной 0,01 м/с. Через несколько секунд в результате облучения воспламенялось соседнее полотно. Самое заднее по отношению к зрительному залу полотно воспламенялось в своей центральной части приблизительно через 1,5 мин.

Во всех опытах через 30 с после поджога средняя температура газовой среды в сценическом помещении достигала значений 100-120 °С. Продолжительность начальной стадии пожара при закрытом дымовом люке не превышала 2 мин. В течение этого времени процесс горения практически не лимитировался содержанием кислорода в объеме сценического помещения. По истечению двух минут пожар в сценическом помещении переходит в стадию, которую принято называть "стадией пожара, регулируемого вентиляцией". В конце начальной стадии пожара средняя температура газовой среды в сценическом помещении повышалась до 180-230 °С. В течение первых двух минут выгорали только ткани. Деревянные конструкции в начальной стадии пожара не горели. Было установлено, что эти конструкции начинали гореть лишь по истечении 4-5 мин. Уменьшение веса рамной конструкции с расположенным в ней сценическим оборудованием было обусловлено в начальной стадии пожара лишь уменьшением веса пакета тканей. За время, равное 2 мин, суммарный вес (т.е. суммарная масса) тканей во всех опытах уменьшался на 3,5-5 кг, т.е. на 10-15% от первоначального значения. Это значит, что в конце начальной стадии пожара еще не горело около 90% тканей. Они лишь сушились в высокотемпературной газовой среде, заполняющей объем сценического помещения. Сценическое помещение для еще не горящей ткани играло роль сушильной камеры.

Суммарная масса пакета тканей изменялась по двум причинам. Во-первых, она изменялась из-за выгорания тканей, во-вторых, из-за того, что с по-

вышением температуры газовой среды до 100 °С в объеме сценического помещения начинался интенсивный процесс сушки еще не горящих тканей. Измеренное в каждый фиксированный момент времени значение изменения суммарной массы пакета тканей представляет собой сумму масс выгоревшей ткани и испарившейся воды из еще не горящих тканей, т.е.

д МЕ = М + М н2о, (8)

где ДМХ — изменение суммарной массы пакета тканей, измеренное в момент времени т, кг; М — масса выгоревшей ткани за время т, кг; М НгО — масса испарившейся воды из негоря-щих тканей за время т, кг.

Проведенные нами специальные опыты по исследованию процесса сушки образцов тканей с размерами 0,5x0,6 м в сушильной камере показали, что при температурах воздуха 120-160 °С из тканей испаряется около 90% влаги за 2 мин. Было установлено, что количество влаги, испарившейся из тканей при температурах, которые имели место при исследованиях динамики пожара в модели сценического помещения, можно определять с помощью следующего эмпирического уравнения

М н2о = Ро оW, (9)

где 00 — вес тканей перед сушкой, кг;

Ж — влагосодержание тканей перед началом горения, %;

Р — коэффициент выпаривания, который определяется по формуле

Р= 0,01 [1 - ехр(-0,07т5)], (10)

где т — время, отсчитываемое от начала пожара, мин.

Из тканей влага удалялась в виде сухого насыщенного пара, который в высокотемпературной газовой среде затем переходил в состояние перегретого пара. Расчеты показали, что к концу начальной стадии пожара (т.е. за т =2 мин) из негорящих тканей испарялось около 90% воды. Автор работы [2] не учитывал это обстоятельство при определении скорости выгорания тканей. Следует отметить, что колосники, планшет и галереи были выполнены из древесины, влагосодержание которой составляла приблизительно 12%. Суммарный вес этих элементов сценического оборудования был более 100 кг. Однако в начальной стадии пожара, т.е. в течение первых двух минут, существенного подсушивания древесины не происходило. Поэтому изменение веса этих элементов из-за подсушивания можно было не учитывать.

Для апробации теории были использованы данные, полученные в двух сериях экспериментов, при

Таблица 1. Результаты первой серии опытов (п = 1)

Время т, с Т> = 288 К, Ж= 6% Т0 = 285 К, Ж = 6% Средние значения

д МЕ, кг М, кг Т1/Т0 д МЕ, кг М, кг Т1/Т0 д МЕ, кг М, кг ¥, кг/с Г1

60 1,4 1,265 1,524 1,4 1,265 1,617 1,4 1,265 0,0211 3,44

90 2,8 1,976 1,566 2,4 1,576 1,624 2,6 1,776 0,0197 4,83

120 4,2 2,413 1,583 3,6 1,813 1,575 3,9 2,113 0,0176 5,75

проведении которых дымовой люк был закрыт в начальной стадии пожара.

Первая серия опытов проводилась при закрытых дверных проемах в сценическом помещении. Коэффициент, характеризующий газообмен сценического помещения со зрительным залом, в этом случае был равен п = 1. Вторая серия опытов — при открытых дверных проемах в сценическом помещении; п = 0,8.

Экспериментальные данные об изменении суммарной массы пакета тканей ДМХ, полученные в двух опытах первой серии, приведены в табл. 1. В табл. 1 представлены значения массы выгоревшей ткани М, установленные с помощью зависимостей (8)-(10).Третий опыт этой серии нами не рассматривался потому, что его протокол не содержит полных данных о показаниях термопар, измеряющих температуру среды в сценическом помещении. В табл. 1 приведены также опытные значения сред-необъемных температур газовой среды в сценическом помещении, отнесенные к температуре воздуха в модели перед началом пожара, т.е. Т1/Т0. Оба опыта этой серии проводились практически при одинаковых условиях — использовались ткани с одинаковым влагосодержанием Ж = 6%, почти не отличались значения барометрического давления (р = 749 ± 4 мм рт. ст.).

Несколько отличались лишь начальные температуры (в одном опыте Т0 = 288 К, в другом — Т0 = 285 К). Различие результатов измерения ДМХ при одном и том же значении времени объясняется главным образом погрешностями взвешивания. Поэтому в качестве истинных следует принимать средние (среднеарифметические) значения изменений суммарной массы пакета тканей. В табл. 1 представлены средние значения ДМХ и М, а также средние скорости выгорания пакета тканей для трех интервалов времени. Средняя скорость выгорания представляет собой величину, содержание которой определяется следующим образом:

1

¥ = - йт = М т,

Т

(11)

где ¥

актуальная скорость выгорания, кг/с. На рис. 1 представлены зависимости ДМХ и М от времени. Графики построены по опытным дан-

120 т, с

Рис. 1. Зависимости ДМХ и М от времени, установленные в опытах при закрытых дверных проемах в сценическом помещении (п =1; Ж = 6%): 1 —зависимость значений М от времени; 2 — зависимость средних значений ДМХ от времени; остальные обозначения приведены в тексте

ным, приведенным в табл. 1. Пунктирная линия представляет собой зависимость средних значений ДМХ (см. табл. 1) от времени. Так как результат измерения ДМХ в момент времени т = 30 с является не вполне надежным, о чем было указано ранее, то в интервале времени т от 0 до 60 с при построении графика использовалась параболическая интерполяция. Сплошная линия представляет собой зависимость массы выгоревшей ткани от времени. Опытные данные о значениях ДМХ нанесены треугольниками (светлые — опыт при Т0 = 288 К, темные — при Т0 = 285 К). Крестиками нанесены средние значения массы выгоревшей ткани М (см. табл. 1).

Во второй серии экспериментов (она состояла из двух опытов), которая проводилась при открытых дверных проемах в сценическом помещении (п = 0,8), использовались ткани также с почти одинаковым влагосодержанием — в одном опыте Ж = 7,8%, во втором— Ж = 8,1%. Барометрическое давление при проведении этих опытов было практически одинаковым — р = 749 ± 9 мм рт. ст. Начальные температуры воздуха в модели были соответственно равны 288 и 293 К.

Экспериментальные данные об изменении со временем суммарной массы пакета тканей ДМХ, полученные в опытах второй серии, представлены в табл. 2. В этой же таблице приведены значения массы выгоревшей ткани М. Как уже было указано ранее, в качестве истинных следует принимать средние значения массы выгоревшей ткани. В табл. 2 со-

5

4

3

2

1

0

0

20

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ООЖАРООЗРЫООБЕЗООАСНОСТЬ 2006 ТОМ 15 №2

Таблица 2. Результаты второй серии опытов (п = 0,8)

Время т, с Т = 288 К, Ж =7,8% Т0 = 293 К, W = 8,1% Средние значения

дМЕ, кг М, кг Т1/Т0 дМЕ, кг М, кг Т1/Т0 дМЕ, кг М, кг 7, кг/с 71

60 1,5 1,324 1,573 1,6 1,417 1,641 1,55 1,370 0,0228 3,73

90 2,9 1,828 1,614 3,2 2,087 1,653 3,05 1,957 0,0217 5,33

120 4,9 2,577 1,767 5,0 2,587 1,700 4,95 2,582 0,0215 7,03

120 т, с

Рис. 2. Зависимости ДМХ и Мот времени, установленные в опытах при открытых дверных проемах в сценическом помещении (п = 0,8). Обозначения: • — результаты измерения ДМ£ в опыте при Т0 = 293 Ки Ж =8,1%; О — результаты измерения ДМХ в опыте при Т0 = 288К и Ж =7,8%; X —средние значения массы выгоревшей ткани; 1 — зависимость значений Мот времени; 2 — зависимость средних значений ДМ£ от времени

держатся также средние значения скорости выгорания пакета тканей для трех интервалов времени.

На рис. 2 представлены зависимости ДМХ и М от времени, полученные во второй серии опытов. Зависимости массы выгоревшей ткани от времени, полученные в первой и во второй сериях опытов, отличаются незначительно. Масса выгоревшей ткани за время т = 90 с во второй серии опытов приблизительно на 10% больше, чем в первой. Различия при т =120 с составляет приблизительно 20%. По-видимому, в опытах при открытых дверных проемах через 1,5 мин начиналось некоторое поступление свежего воздуха из окружающей среды, что влияло на процесс выгорания ткани.

Экспериментального исследования теплообмена газовой среды, заполняющей сценическое помещение, с ограждающими конструкциями (потолок, пол, стены) и с элементами сценического оборудования (колосники, тканевые декорации, галереи) не проводилось. Поэтому непосредственное определение среднего коэффициента теплопотерь ф1, представляющего собой отношение теплового потока, отводимого от газовой среды, к скорости тепловыделения в очаге горения, является невозможным. Теоретические оценки теплового потока, отводимого от газовой среды, осложнены процессом массообмена на огромной поверхности тканевых полотен, имитирующих декорации. Тепло, за-

бираемое в начальной стадии пожара пакетом не-сгоревших тканей, расходовалось на превращение воды в пар, который затем удалялся из ткани.

Однако коэффициент теплопотерь можно установить, если воспользоваться результатами измерения температуры газовой среды в объеме сценического помещения, опытными данными о массе сгоревшей ткани и теоретической формулой (1), которая вытекает из дифференциальных уравнений баланса массы и энергии для газовой среды в сценическом помещении:

Тх! Т0 = ехр [(1 -ф 1)71]

(12)

где Т1 — средняя температура газовой среды в помещении, К;

71 — безразмерный комплекс, который представляет собой отношение количества тепла, выделившегося при сгорании М кг тканей, к начальному значению энтальпии газовой среды в объеме сценического помещения, т.е.

71 =

ЧQРM СрР0Т0У1

Ср

СрР 0Т0 =— Р = к

к -1

р;

(13)

(14)

где к = Ср/Су.

Согласно данным автора работы [2], значение коэффициента полноты сгорания в начальной стадии пожара было равно ^ = 0,93. Барометрическое давление при проведении опытов равнялосьр = 105 Па. Объем сценического помещения У1 = 15,6 м3. Теплота сгорания ткани равна Qр = 16-106 Дж/кг. Отношение изобарной теплоемкости к изохорной можно принять равным к = Ср /Су = 1,4. Таким образом, комплекс, представляющий собой отношение количества тепла, выделившегося при сгорании М кг тканей, к начальной энтальпии газовой среды в сценическом помещении, можно было определять по следующей формуле:

71 =

цQРM к -1

рУ1

к

= 2,725М.

(15)

Значения комплекса 71, соответствующие установленным в опытах значениям массы выгоревшей

3

2

ткани, приведены в табл. 1и2. В этих таблицах приведены также полученные в работе [2] значения средних температур газовой среды, отнесенные к начальной температуре воздуха в сценическом помещении (Г1/Г0).

Из формулы (12) следует, что

ф = 1 - ±1п

(16)

Среднее значение коэффициента теплопотерь для начальной стадии пожара определялось как среднеарифметическая величина результатов вычислений ф1 для различных моментов времени. В итоге было установлено, что среднее значение коэффициента теплопотерь при тех условиях, которые имели место в опытах, равнялось ф1 = 0,9.

Исследование температурного режима в зрительном зале осуществлялось с помощью 16 хромель-алюмелевых термопар, выполненных из проволоки диаметром 0,7 мм. Через клемники и компенсационные провода они были подключены к четырем автоматическим потенциометрам ЭПП-09-М3, установленным на максимальную скорость переключения термопар (1,5 с). Среднеобъемные температуры газовой среды Т2 в зрительном зале, взятые из опубликованных в работе [2] протоколов, представлены в табл. 3. В этой же таблице даны значения приращений температуры среды, отнесенные к начальной температуре воздуха в модели театра, и значения массы выгоревшей ткани. При этом указана также скорректированная масса выгоревшей ткани при х = 30 с (см. рис. 1, 2, линия 1).

Таблица 3. Результаты экспериментального исследования температурного режима в модели зрительного зала

Сравнение теории с опытом представлено на рис. 3 и 4. На этих рисунках приведены зависимости относительной величины приращения средней температуры газовой среды в зрительном зале от времени. Вычисление теоретических значений (Т2 - Т0)/Т0 выполнялось по формуле (2), которую можно представить в следующем виде:

ехр( АМ)

т2 - Т0

1 + ф

-1;

где

ф =

А = п

пУл

Л(1 -Ф1)вР к - 1

РУ2

к

пУ\ - У2

ехр

пУ1 - У2

пУ,

АМ I - 1

(17)

(18) . (19)

0,20

0,15 -

^ 0,10

¡>Г

0,05

60 90 120 х, с

Рис. 3. Зависимость относительного приращения средней температуры газовой среды в модели зрительного зала от времени при закрытых дверях в сценическом помещении (п = 1). Обозначения: -расчет по формуле (17) с использованием экспериментальной зависимости М(х), представленной на рис. 1 (линия 1); А — опыт при Т0 = 288 К и Ш = 6%; ▲ — опыт при Т0 = 285 К и Ш =6%

0

0

0

Первая серия опытов, п = 1

Время Т0 = 288 К, Ш = 6% Т0 = 285 К, Ш = 6%

х, с М, кг Т2, °С т - т Т) М, кг Т2, °С Т - Т0 Т0

30 0,6 23,3 0,029 0,6 23,3 0,039

60 1,265 37,3 0,077 1,265 35,5 0,082

90 1,976 48,3 0,116 1,576 47 0,123

120 2,413 56 0,143 1,813 52,8 0,143

Вторая серия опытов, п = 0,8

Время Т0 = 288 К, Ш 7,8% Т> = 293 К, Ш 8,1%

х, с М, кг Т2, °С т - т Т0 М, кг Т2, °С Т2 - Т0 Т0

30 0,6 20 0,0174 0,6 24 0,0137

60 1,324 29,5 0,0503 1,417 30,4 0,0355

90 1,828 46,2 0,108 2,087 50,8 0,1051

120 2,577 62,3 0,164 2,587 58 0,13

Рис. 4. Зависимость относительного приращения средней температуры газовой среды в модели зрительного зала от времени при открытых дверях в сценическом помещении (п = 0,8). Обозначения:- расчет по формуле (17) с использованием экспериментальной зависимости М(х), представленной на рис. 2 (линия 1); О — опыт при Т0 = 288 К и Ш = 7,8%; • — опыт при Т0 = 293 К и Ш =8,1%

22

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНаСТЬ 2006 ТОМ 15 №2

При расчетах по формуле (17) использовались опытные зависимости массы выгоревшей ткани от времени, представленные на рис. 1и2. Для первой серии опытов значение размерного комплекса А = 0,337 кг-1, для второй — А = 0,269 кг-1. Результаты теоретических расчетов удовлетворительно согласуются с опытными данными.

В заключение следует отметить, что разработан ная математическая модель начальной стадии пожара в театре с колосниковой сценой [1] может быть использована в качестве основы при разработке методики расчета необходимого времен и эвакуации людей из театра.

Литература

1. Грачев В. А., Кошмаров М. Ю., Коршунов И. В. Математическая модель начальной стадии пожара в театре с колосниковой сценой // Пожаровзрывобезопасность. — 2006. — Т. 15, № 1. — С. 35-40.

2. Кривошеев И. Н. Исследование начальной стадии развития пожара в зрелищных предприятиях (с целью обоснования допустимого времени эвакуации): Дис... канд. техн. наук. Высшая школа МВД СССР. — М., 1971.— С. 196.

3. Кошмаров Ю. А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении. — М.: Академия ГПС МВД России, 2000. — 118 с.

4. ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. — М.: Изд-во стандартов, 1992. — С. 78.

5. Кошмаров М. Ю. Температурный режим и критическая продолжительность пожара при воспламенении горючей жидкости // Пожаровзрывобезопасность. — 2001. — Т. 10, №5. — С. 33-39.

Поступила в редакцию 10.02.06.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.