CC BY
26
УДК 614.843(075.32) Ад 'юнкт 1.В. ПаснаК -
Львiвський ДУ безпеки життедшльностг
ВПЛИВ КРИТИЧНОГО ЧАСУ ПОЖЕЖ1 В ПРИМ1ЩЕНН1 ПРОМИСЛОВОГО ШДПРИеМСТВА НА ТЕХНОЛОГИ Н Л1КВ1ДАЦ11
Скориставшись рiвнянням матерiального балансу пожежi, розроблено штег-ральну математичну модель для прогнозування критичного часу пожежi в закритому примщенш за умови досягнення гранично допустимих для людини значень небез-печних фактс^в пожежi. Отримана модель дае змогу прогнозувати сумарний кри-тичний час пожежта, що е ключовим питанням, наприклад, при розв'язування задачi забезпечення евакуаци людей у разi виникнення пожежi чи подачi перших стволiв на 11 гасiння. На пiдставi моделi розглянуто прогнозування критичного часу пожежi для промислового шдприемства та обгрунтовано необхiднiсть розроблення нових мето-дiв технологи лжвщаци пожежi на об'ектах промисловостi.
Ключовг слова: пожежа, критичний час пожежта, концентращя кисню, концен-трацiя токсичних газiв, площа пожежi, лiквiдацiя пожежi.
Сучасний стан проблеми. В сучасних умовах розвитку людства пошук та розроблення економ1чно-оптимальних протипожежних заход1в неможлив1 без науково обгрунтованого прогнозу динам1ки небезпечних фактор1в пожежь
Щор1чно в Украш виникае понад 60 тис. пожеж [8]. Бшьшють з них трапляеться у житловому сектор1 (80 %), однак найбшьших збитюв та матерь альних втрат завдають пожеж1 на промислових тдприемствах, яких щор1чно виникае понад 2 тис. Величезш збитки вщ цих пожеж (близько 42 % вщ загаль-но1 кшькосп) зумовлюють значним часом вшьного розвитку пожеж1, адже се-редньостатистичний час прибуття щдроздтв до мюця виклику по Украш ста-новить понад 30 хв. (для прикладу, в Имеччиш вказаний час становить 12,5 хв., у Словаччиш - 15-20 хв.). Сьогодш в Украш функцюнуе 1154 пожежно-ряту-вальних щдроздши. Однак ця кшьюсть шдроздщв, 1, як наслщок, - кшьюсть пожежно! техшки та особового складу зовшм не вщповщають сучасним вимо-гам надежного захисту об'екпв вщ пожеж. Також не проводять ткшдаци поже-ж1 на початковш стада 11 розвитку силами ДПД об'екта. Для прикладу, в Польщ1 у Ддкарпатському воеводств! функцюнуе 161 добровшьна пожежна команда, що мае на озброенш сучасну протипожежну техшку, спорядження та засоби зв'язку [9]. Тому, для обгрунтування необхщносп розроблення нових метод1в технологи л1кшдаци пожеж1 на об'ектах промисловост розглянемо 11 розвиток в примщенш промислового пщприемства.
Зпдно з [3], небезпечними чинниками пожеж1, котр1 мають вплив на людей та матер1альш цшносп, е: полум'я та юкри, тдвищена температура, токсич-ш продукти горшня та терм1чного розкладу, дим, знижена концентращя кисню в повпрг Також не варто забувати про вторинш прояви небезпечних чинниюв пожеж1, а саме: осколки, частини зруйнованих апарапв та установок, агрегапв та конструкцш; радюактивш та токсичш речовини 1 матер1али з1 зруйнованих апаратав та установок; електричний струм; небезпечш чинники можливого ви-буху та вогнегасш речовини тощо.
Для моделювання пожеж1 в примщенш важливим питанням е розраху-нок критичного часу пожеж1, що е ключовим питанням, наприклад, тд час
1 Наук. кер1вник: доц. О.Е. Васильева, канд. техн. наук
розв'язування задачi забезпечення евакуацн людей у р^ виникнення пожежi чи подачi перших стволiв на 11 гасiння. Розглянемо можливiсть прогнозування критичного часу пожежi [3] по досягненнi гранично допустимих для людини зна-чень небезпечних факгорiв пожежi.
Розглянемо штегральну математичну модель пожежi в примщенш. Зпд-но з [2], така модель пожежi описуе в загальному вигл_вд процес змiни в чаш стану газового середовища в примщенш, в якому, власне, пожежа виникае та розвиваеться. 1нтегральна модель дае змогу отримати шформацю, тобто здшснити прогнозування середнiх значень стану середовища в примщенш, де виникла пожежа, в будь-який момент 11 розвитку. У роботi [5] розглянуто прогнозування величини оптично1 густини диму пiд час пожежi в примщенш з ви-користанням штегрально1 моделi та обгрунтовано доцiльнiсть 11 застосування для прогнозування небезпечних чинниюв пожеж^ Тому, для прогнозування критичного часу пожежi в примiщеннi, скористаемось штегральною моделлю.
Мета роботи. Обгрунтувати необхщнють розроблення нових методiв технологи л^вщацц пожежi на об'ектах промисловостi на осжга прогнозування критичного часу пожежi в примiщеннi промислового пiдприемства.
Постановка задач1 та 11 розв'язання. Зпдно з [2, 4, 5], описати пожежу в примiщеннi можна рiвнянням матерiального балансу газового середовища, в лiвiй частинi якого описано зм^ маси газового середовища за одиницю часу в iнтервалi, котрий дорiвнюе йт, а в правiй частиш - суму потокiв газових мас:
^рП. = ^0п + , (1)
йт п Г
де: рс - середньооб'емна густина газового середовища в примщенш, кг/м3; V - об'ем примщення, м3; ^ ОП - витрата повiтря, яке надходить з зов-
п
нiшнього середовища до примщення в певний момент часу розвитку пожеж^ кг/с; у - швидюсть вигоряння матерiалу в певний момент часу розвитку, кг/с; ^ СГ - витрати газiв, котрi видаляються з примiщення через прорiзи в пев-
Г
ний момент часу розвитку пожеж^ кг/с. Зпдно з [3], критичним часом поже-жi е час досягнення гранично допустимих для людини значень небезпечних
факторiв пожежi (табл. 1) в зош перебування людей.
Табл. 1. Гранично доnусmимi значення небезпечних факторiв пожежi [2]
Небезпечний фактор пожеж1 Гранично допустиме значення
Температура, °С 70
Густина, кг/м3
кисню О2 0,226
оксиду вуглецю СО 0,00116
вуглекислого газу СО2 0,11
хлористого водню НС1 23-10"6
Оптична густина диму, Непер-м-1 2,38-/ гдв
Примгтка: * 1Гдв - гранично допустима дальшсть видимости м.
З розвитком пожежi змiнюеться стан середовища, що заповнюе примь
щення, вiдповiдно, змiнюються середш параметри стану - температура, концен-
трацiя кисню та токсичних газiв, дальнiсть видимостi. Зазвичай, на початковш
стада розвитку пожежi в примiщеннях немае прорiЗiв для надходження свiжого повiтря ззовш. Характерною особливiстю ще1 стадн е одностороннш газообмiн, тобто виштовхування газiв через малi отвори та щшини. Тобто, можна ствер-джувати, що рiвняння (1) набуде вигляду
'Р- = (2)
ат Г
Якщо взяти до уваги, що примщення, де виникае пожежа, не е абсолютно герметичним, а, отже, середнш тиск середовища в примщенш р0зали-шаеться практично сталим та майже дорiвнюе тиску ззовнi примщення. Отже, з достатньою точнютю можна прийняти, що
аРс » 0; рсТс = Тара, (3)
ат
де: рс, Тс - середне значення густини та температури повиря всерединi примь щення на початковш стадн пожежi; р0, Т0 - густина та температура повiтря всередиш примiщення перед початком пожежi.
1нтервал часу, протягом якого вiдбуваегься одностороннш газообмш, е вiдносно малим (10-15 хв). При бшьшому часi температура в примщенш зрос-тае, що призводить, наприклад, до руйнування склшня вiконних прорiзiв (400450 °С) i вiдбуваегься двостороннiй газообмiн [2]. Тому, приймемо, що коефь щент повноти згоряння ц та об'ем примщення V залишаються незмiнними. Припустимо, що iзобарна теплоемнiсть ср буде дорiвнювати iзобарнiй теп-лоемностi ср0 перед початком пожежi (cp=cp0=const). Також врахуемо частину теплового потоку, яка переходить в огорожу
0.ОГ = (р<2п = <РП ^бшт , (4)
де: QОГ- сумарний тепловий потiк, який переходить в огороджувальш конструкцil (стiни, стелю, пiдлогу), Вт; ф - коефiцiент теплопоглинання [3]; Qп - швидкiсть тепловидiлення в зош полум'я осередку пожежi, Вт; Qmin -найнижча теплота згоряння горючо1 речовини, Дж/кг.
Врахувавши сказане, рiвняння пожеж1 для початково1 стадй можна записати:
VаT = Ог , (5)
ат рс
де: р1 - середньооб'емна парщальна густина кисню, кг/м3; Ь1 - стехюметрич-ний коефiцiент, який визначае кшьюсть кисню, необхiдну для згоряння 1 кг горючого матерiалу [2].
Рiвняння енергil пожежi матиме вигляд:
wQшm^^ - СрТсОг - Qoг = 0. (6)
Скориставшись рiвнянням (6) з урахуванням (3) i (4) знайдемо залеж-нiсть для визначення розходу виштовхуваних газiв в певний момент часу
0 У^тП^ -Р) р (7)
0Г =---Рс . (7)
СрР(Т()
Враховуючи (7) рiвняння (5), можна записати
V
dpi dz
■ -yhn
1 +
Qmin(i - (p) CpPoToL
P
(8)
Пiсля штегрування piBHHHHH (8) та постановки в залежнiсть початково! poi та критично! середньо! парщально! густини кисню р1кр, знайдемо критичний час пожежi за умови досягнення концентрацi! кисню в примiщеннi гранично допустимого значення. Увiвши замшу
CpPpTpLi
E = -
(1 -pQm
(9)
отримаемо залежнiсть для розрахунку критичного часу пожежi за концентра-цieю кисню
CppTV
П(1 - PQmin • A
-ln
E + Poi E +Ркр
1/ n
(10)
де: ср - iзобарна теплоемнiсть газового середовища в примщенш (=103 Дж-кг-1 •К-1); p0 T0 ~ 3-102 кг-м-3-К; V- об'ем примщення (вшьний), м3; щ~1 - коефь цiент повноти згоряння; ф~0,5 - коефiцiент тепловтрат [3]; Qmin - теплота зго-ряння горючо! речовини (з додатку 4 [3]); р01 - початкове значення густини кисню в примщенш, кг/м3 (р01 = 0,27 кг/м3 [3]); р1кр - критична се-редньооб'емна парщальна густина кисню, кг/м3 (р1кр=0,226 кг/м3 [2]).
Також не варто забувати, що шд час пожежi видшяються рiзноманiтнi токсичнi гази, що становлять небезпеку для людини - вуглекислий газ CO2, оксид вуглецю CO, хлористий водень HCl, оксиди азоту NOx, синильна кислота HCN, акроле!н тощо. Данi про видшення токсичних газiв пiд час горшня рiзно-манiтних речовин наведено в [2]. Тому, аналопчно, скориставшись рiвнянням матерiального балансу пожежi [1] та урахуванням значення критично! середньо! парщально! густини токсичного газу р2кр, отримано залежнють для визначення критичного часу пожежi за умови досягнення концентрацп токсичного газу в примiщеннi гранично допустимого значення
i кр
CppTV
I n(i - P)Qmin • A
-ln
1
(i -pQmii CpPT00L2
р2кр
1/n
(11)
де L2 - стехюметричний коефiцiент для продукту горiння (кшьюсть продукту го-рiння, що утворюеться при згоряннi одиницi маси горючо! речовини), кг/кг [2].
Значення коефщента А визначаемо для рiзноманiтних умов розвитку пожежi за такими залежностями:
• за кругово! пожеж1 класу А [2]:
A = ~3Wnu"
при прямокутнш пожеж1 класу А [2]: A = 2 Ьг^пи
(12)
(13)
О2
Т
• для пожежi класу В:
2 1
A = - SгУпиm-|-, (14)
3 V Тст.
де: упит. - питома масова швидюсть вигоряння, кг-м2-с-1; vл - лшшна швидюсть розповсюдження полум'я, м-с-1. У цьому випадку для залежностей (10) 1 (11) - п=3; Ьг - ширина фронту полум'я, м. В цьому випадку для залежностей (10) 1 (11) п=2; 8г - площа горючо1 рщини, м2; т^. - час стабЫзаци горшня рщини. У цьому випадку для залежностей (10) 1 (11) п=1.
Однак отриманий критичний час пожеж1 харакгеризуе лише пром1жок часу вщ моменту стабшзаци горшня рщини на певнш площ1 до моменту досяг-нення гранично допустимих для людини значень небезпечних фактор1в пожеж1 та не враховуе час розливу рщини на певну площу 11 гор1ння. Тод1 сумарний критичний час пожеж1 можна визначити за залежнютю
Тпож. = т , тО2,тг. (1 5)
1кр. ~ 1 розл. ^ 1 кр 1 ч1^/
де грозл - час розливу рщини на площу 11 горшня БГ.
Розрахунок значения трозл здшснюемо за методиками [12-14] з ураху-ванням властивостей рщини, що розливаеться, та специф1ки самого процесу розливу. Встановлення критичного часу пожеж1 виконуемо на пщстав1 залежностей (10), (11) та (15) з визначенням вщповщних площ пожежь Критичним приймаемо час тривалост пожеж1 по досягненш хоча б одним з небезпечних фактор1в пожеж1 (табл. 1) в зош перебування людей свого гранично допустимого для людини значения. Залежно вщ особливостей розвитку пожеж1, 11 пара-метр1в, критичний час пожеж1 в примщенш може змшюватися. Як проходить ця змша, розглянемо на приклад^
Приклад. Пожежа виникла в примщенш мастильно-охолоджувальних рщин (МОР) цеху, площею 138,6 м2, промислового тдприемства (вишкоремон-тного цеху Прикарпатського управлшня бурових робгт, половина ушфжовано1 типово1 секци [6]). Вшьний об'ем цеху, враховуючи [6], становить 46621 м3. По-жежне навантаження становлять мастильно-охолоджувальш рщини, як вико-ристовують в технолопчному процеа виготовлення деталей, а саме: емульсор [1], сульфофрезол (склад: веретенне мастило - 80 %, шгрол - 18 %, арка - 2 %) [77], веретенне мастило [1] тощо. 1х кшьюсть залежить вщ потреб виробництва. Розглянемо питання розвитку пожеж1 класу В, тд час яко1 горггамуть сульфофрезол та веретенне мастило. Необхщно встановити значения сумарного критичного часу розвитку пожеж1 класу В у примщенш.
Розв'язок. Розглянемо пожежу, що виникае в примщенш МОР (пожежа класу В) внаслщок розливу сульфофрезолу на певну площу.
Спочатку розрахуемо площу розливу сульфофрезолу за певний час (1 с, 5 с, 10 с, 20 с, 30 с, 50 с, 70 с та розливу по всш площ1 примщення), скористав-шись методиками [12-14]. Вважатимемо, що розлив вщбуваеться внаслщок пе-рекидання бочки та вщ'еднання корка. Тод1 витрата становитиме [12]:
Q = , (16)
де: р - коефщент витрати [13]; ю - площа nepepi3y отвору, м2; g - прискорен-ня вшьного падiння, м/с2; H - натр перед отвором, м. Результати розрахунюв наведено у виглядi графiчноl залежност рис. 1.
: розливу,
Рис. 1. Залежшсть площiрозливу сульфофрезолу eid часу, протягом якого вiдбуваeться розлив: 1) залежшсть площ1 розливу сульфофрезолу eid часу;
2) лiнiя тренду
Використовуючи програмний пакет Microsoft Excel та наклавши на гра-фiчну залежшсть (рис. 1) лшш тренду, отримаемо рiвняння для визначення площi розливу (площу пожеж1) сульфофрезолу за певний час
S разя. = 2,5398т
.0.9196
(17)
Аналопчно отримано рiвняння для визначення часу розливу сульфофрезолу на певну площу
ТрОЗЛ= 0,367£р0835 • (18)
Знайдемо площу розливу сульфофрезолу з бочки за 1 с.
8роЗЛ= 2,5398 • 1°'9196 = 2,54 м2. Результати розрахунюв запишемо до табл. 2.
Знайдемо значення коефщента Е за залежнютю (9). Вихiднi данi для розрахунку вiзьмемо з додатюв [2, 3].
E =
103 • 3 -102 • (-0,282)
= -0,00404.
(1 - 0,5) • 41870 • 103
На першому етапi розглянемо пожежу внаслiдок розливу сульфофрезолу за 1 с. Знайдемо коефщент А за залежнютю (13). Приймемо, що час стабшзаци горiння дорiвнюe часу розливу сульфофрезолу
А = - • 2,54 • 0,03 •Х = 0,0508.
3 л/1
Використавши значення критично! середньо! парщально! густини кисню р1кр=0,226 кг/м3 (табл. 1), знайдемо критичний час пожеж внаслщок розливу сульфофрезолу за 1 с за умови досягнення концентраци кисню в примщенш свого гранично допустимого значення
Г°2 =
1 кр
103 • 3 •Ю2 • 46621
1(1 - 0,5) • 41870-103 • 0,0508
-ln
0,00404 + 0,27
-0,00404 + 0,226
= 2371,1 c.
Аналопчно визначаемо критичний час пожежi внаслщок розливу сульфофрезолу в межах вщ 5 с до 77,4 с. Результати розрахунюв записуемо в табл. 2. Зпдно з [2], горшня сульфофрезолу супроводжуеться видiленням вугле-кислого газу С02 та оксиду вуглецю СО, тому, використавши значення критично! середньо! парщально! густини рС02 = 0,11 кг/м3 та рСО = 0,00116 кг/м3, знайдемо критичний час пожежi в цеху за умови досягнення гранично допустимого значення концентрацн цих токсичних газiв тС2 та ТО, використавши за-лежнiсть (11). Результати розрахунюв зводимо до табл. 2.
Табл. 2. Визначення сумарного критичного часу пожежi класу В у примщент вишкоремонтного цеху Прикарпатського управления бурових робт
Час розливу Площа розливу Критичний час пожеж1, с Сумарний критичний
трозл , с (площа пожеж1), м2 Т02 1кр ТС02 1 кр тС0 1кр час пожеж1 (15), с
1 2,54 2371,1 30236,2 14323,8 2372,1
5 11,16 1206,7 15388,0 7289,8 1211,7
10 21,10 902,6 11510,1 5452,7 912,6
20 39,92 674,7 8603,7 4075,8 694,7
30 57,96 569,1 7257,6 3438,2 599,1
50 92,72 459,3 5856,9 2774,6 509,3
70 126,34 398,8 5085,9 2409,4 468,8
77,4 138,60 382,3 4874,9 2309,4 459,7
Для адекватносп оцшки критичного часу пожежi врахуемо також значення оптично! густини диму в примщенш вишкоремонтного цеху за зазначе-них умов, скориставшись методикою [5]. Модель для визначення оптично! густини диму мае вигляд:
СрРсРГрО
И =
П(1 -Ч>У2ш
1 - ехр I УпитУГПбшш(1 - У) т
СрР<Г(У
(19)
На момент настання сумарного критичного часу пожежi внаслiдок розливу сульфофрезолу за 1 с матимемо
103 • 3-102 • 243
1(1 - 0,5) • 41870 403
1 - ехр I -
0,03 • 2,54 •!• 41870 • 103(1 - 0,5) 103 •3-102•46621
2372,1
= 0,825Нп / м.
На момент настання сумарного критичного часу пожежi внаслщок розливу сульфофрезолу по всш площi примiщення МОР оптична густина диму ста-новитиме ^=3,283 Нп/м, а, згiдно з [5], гранична видимють в диму 1гр становити-ме 0,7-0,8 м. Тому, в цьому випадку для евакуаци людей та проведення опера-тивних дш необхiдно застосовувати засоби щдишдуального захисту органiв ди-хання та зору.
Як видно з табл. 2, у вах випадках критичний час пожежi у примiщеннi вишкоремонтного цеху настае за умови досягнення концентрацн кисню в примщенш свого гранично допустимого значення. Шсля визначення значень сумарного критичного часу пожежi в цеху на основi (15) будуемо графiчну залеж-нiсть (рис. 2), за допомогою яко! можна зробити аналiз отриманих результатiв прогнозу.
Площа пожеж,
Рис. 2. Вплив плош), пожежi класу В на и сумарний критичний час у примщенш вишкоремонтного цеху Прикарпатського управлшня буровихробт
Результати анашзу показують, що доцшьшше визначати тiльки критичний час пожежi за умови досягнення в примщенш концентраци кисню свого гранично допустимого значення, тобто рО2=0,226 кг/м3. Також встановлено, що пiсля розливу сульфофрезолу по всьому примiщеннi МОР на площу 138,6 м критичний час пожеж перебувае в межах 7-8 хв. Це спонукае до пошу-ку напрямiв зменшення часу вшьного розвитку пожежi•
З рис. 2. видно, що сумарний критичний час пожежi значно менший, шж середньостатистичний час прибуття пожежно-рятувальних шдроздшв до мiсця виклику по Укршт. Одним з основних напрямюв швидко! л^щаци пожежi е зменшення штервалу часу до подачi перших стволiв на гасiння пожеж за раху-нок оперативностi прибуття до мюця пожежi• З цiею метою у ЛДУ БЖД було розроблено та поставлено для використання до ДПД Прикарпатського управ-лшня бурових робгт багатофункцiональний пожежний причiп [10], рис 3.
1) трьохколюне шаек
2) емшеть для вогнегасно! речовини;
3) запасне колесо;
4) заднш в ¡дел к для обладнання;
5) боковий вщ(пк для обладнання;
6) оевгглювальна щогла;
7) горловина емност1 для вогнегасно! речовини;
8) зливний пристрш емносп для вогнегасно! речовини;
9) пристрш для пересування причепа;
10) горизонтальний фкеатор пристрою для пересування;
„ . , ^ 11) вертикальний фшеатор пристрою для пересування;
Рис. 3. Ушверсальнии 12) габаритн1 вогн1
багатофункщоналъний пожежний причт:
Робота багатофункцюнального причепа полягае в можливосп його експлуатацil з квадроциклом, мотоциклом та вручну, оскiльки його ширина не перевищуе ширину керма вказаних транспортних засобiв, що дае змогу здшснювати рух по шшохщних тротуарах пiд час заторiв у процеш перемiщен-ня. Пожежогасiння може здшснюватися як вiд зовнiшнiх джерел води, так i вiд вбудовано! емност^ за допомогою пожежно-рятувального обладнання, яким причш комплектуеться залежно вщ специфiки об'екта. За допомогою освгтлю-вально! щогли в нiчний час здшснюеться освiтлення мiсця проведення опера-тивних дiй• Внаслiдок таких можливостей пiдвишуеться маневренiсть та про-хщшсть причепа, що приводить до зменшення часу вшьного розвитку пожеж1.
У нашому випадку середнiй час до1зду причепа вщ боксiв до цеху, в якому ви-никла пожежа, становить приблизно 2 хв.
Рис. 4. Ствол комбтованоХ подачi компактного струменя води та повтряно-мехашчноХ тни низькоъ кратностi: а) положения для подач\ суцыъного струменя води; б) положения для подач\ повтряно-мехашчног тни низъког кратност1: 1) корпус (ствол повтряно-тнного типу СПП); 2) трубчаста заглушка; 3) конусоподгбна частина; 4) змшна насадка; 5)рухомий шаршр; 6) кртлення для з'еднання корпуса та конусоподгбног частини; 7) тдтримуючий хомут; 8) ущыънювач1
Для комплектаци багатофункщонального причепа пропонуеться комбь нований водошнний ствол [11], рис. 4, особливютю якого е можливють переходу вщ подачi суцшьного струменя води до подачi пов^яно-мехашчно! тни низько! кратност та навпаки з забезпеченням кращих параметрiв порiвняно з iс-нуючими стволами.
Робота ствола комбшовано! подачi полягае в можливост швидкого переходу вiд подачi компактного струменя води до подачi пов^яно-мехашчно! пiни низько! кратностi та навпаки. Внаслщок тако! можливостi досягаеться зменшення часу гасiння у ра^ необхiдностi змiни подачi типу вогнегасно! речо-вини. Цей ствол забезпечуе подачу суцшьного струменя води на вщстань 2830 м, а повпряно-мехашчно! пiни - на вщстань 20-25 м.
Для порiвняння запропоновано! технологи л1квщаци пожежi розглянемо лшвщацш пожеж у вишкоремонтному цеху силами шдроздшв оперативно-ря-тувально! служби МНС Украши та ДПД об'екта. Вщстань до найближчого по-жежно-рятувального тдроздалу становить 2930 м. Розглянемо складовi часу вiльного розвитку пожежi в обох випадках за умови необхщност змши типу вогнегасно! речовини. Час вшьного розвитку пожежi буде
п
Тв.р. = Тдп. + Топ. + Тзал. + Тзб. + Тсл. + Тар. + X Т™ , хв., (20)
1
де: Тдп. - промiжок часу вщ початку виникнення пожежi до повщомлення про не! в пожежно-рятувальний пiдроздiл (залежить вiд багатьох факторiв); топ, -час на отримання та опрацювання повiдомлення про пожежу (1 хв., тут i далi значення згiдно нормативних даних); тзал. - час залучення сил та засобiв опе-ративно-рятувально! служби для лжвщаци пожежi (3 хв.); тзб. - час збирання та вшзду особового складу (1 хв.); тсл. - час прямування пiдроздiлу до мюця виклику
Тсл. = 60 -V-, хв., (21)
де: Ь - вщстань вiд пожежно-рятувального шдроздшу до мiсця виклику, км; Усл. - середня швидкiсть руху пожежних автомобЫв (приймаеться 45 км/год на широких вулицях з твердим покриттям та 25 км/год на складних дшян-ках); тор - час оперативного розгортання тдроздшв, що прибули до мюця виклику (до подачi перших засобiв гасiння) (7 хв.); тПМ - час на зам^ пристрою вогнегасно! речовини (1-3 хв.).
Прийнявши тдп =1 хв. та кшьюсть операцiй змши типу вогнегасно! речовини 2, матимемо для АЦ-40(130)63Б
2 93
тАР = 1 +1 + 3 +1 + 60^- + 7 + 2 • 2 = 23,1 хв.
25
У випадку л^щацй пожежi за допомогою запропонованого причепа та ствола вдаеться скоротити кшьюсть складових часу вiльного розвитку пожежi -топ., тзал., а т™ = 0,2 хв. Тому, у випадку лжвщацп пожежi силами ДПД, мати-мемо
п
тв.р. = тдп. + тзб. + тсл. + то.р. + ^ тп , хв. (22)
1
тДрД = 1 +1 + 2 + 3+2-0,2=7,4 хв.
На пiдставi отриманих даних визначаемо ефективнють зменшення часу вiльного розвитку пожеж
гщ 231 КеЕР=т- = ^ = 3,12.
Е тД$Д 7,4
Як бачимо, час вшьного розвитку пожежi у випадку И л^щацп силами оперативно-рятувально! служби значно перевищуе критичний час пожежi на тдприемствк Водночас, завдяки застосуванню на гасшня пожежi впровадже-них нових технiчних засобiв вдаеться забезпечити подачу перших стволiв до настання критичного часу пожеж1 Висновки:
1. Розроблено штегральну математичну модель прогнозування часу критично! тривалост! пожеж! в закритому примщенш за умови досягнення гранично допустимих для людини значень небезпечних фактор1в пожеж! тд час одностороннього газообм1ну.
2. На основ! прогнозування критичного часу пожеж! в примщенш промис-лового тдприемства обгрунтовано необхщшсть розроблення нових ме-тод1в технолог!! лжвщацп пожеж! на об'ектах промисловостк
3. Встановлено, що застосування запропонованого методу пожежогасшня силами ДПД об'екта з використанням нового багатофункцюнального по-жежного причепа та комбшованого ствола забезпечуе скорочення часу вшьного розвитку пожеж! з 7,4 хв. до 23,1 хв. (в 3,12 раза) пор1вняно з за-лученням АЦ-40(130)63Б оперативно-рятувально! служби МНС Укра!ни.
4. Встановлено, що тсля розливу сульфофрезолу по всьому примщенш МОР критичний час розвитку пожеж! настае через 7,7 хв. Це спонукае для пошуку напрям1в зменшення часу вшьного розвитку пожеж!.
5. Необхщно продовжити наукову роботу в цьому напрямку для отримання залежностей для прогнозування часу критичноï тривалостi пожежi в зак-ритому примiщеннi за двостороннього процесу газооб]шну.
Л1тература
1. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справ. - Изд. в 2 кн. / А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. - М. : Изд-во "Химия", 1990. -236 с.
2. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении : учебн. пособ. / Ю.А. Кошмаров. - М. : Академия ГПС МВД России, 2000. - 118 с.
3. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. - М. : Изд-во стандартов, 1991. - 31 с.
4. Пузач С.В. Методы расчета тепломассообмена при пожаре в помещении и их применение при решении практических задач пожаровзрывобезопасности / С.В. Пузач. - М. : Академия ГПС МЧС России, 2005. - 336 с.
5. Гулща Е.М. Прогнозування величини оптично!' густини диму при пожеж1 в прим> щенш / Е.М. Гулща // Пожежна безпека : зб. наук. праць - Льв1в : Вид-во ЛДУБЖД, 2011. - № 18. - С. 66-70.
6. Когут М.С. Механоскладальш цехи та дшьнищ у машинобудуванш : шдручник / М.С. Когут. - Льв1в : Вид-во ДУ "Льв1вська полггехшка", 2000. - 352 с.
7. Гулида Э.Н. Теория резания металлов, металлорежущие станки и инструменты / Э.Н. Гулида. - Львов : Изд-во "Выща шк.", 1976. - 334 с.
8. Стан ¡з пожежами та 1'х наслщками в Укра1'ш за 2011 {як. - К. : Вид-во УкрНДЩЗ, 2012. - 19 с.
9. Бол1брух Б.В. Нормативно-правов1 аспекти створення та функцюнування пожежно-рятувальних пщроздшв МНС в населених пунктах Украши / Б.В. Бол1брух, Н.Б. Бол1брух // Пожежна безпека - 2011 : матер. Х М1жнар. наук.-практ. конф., 17-18 листопада 2011 р. -Харюв : Вид-во НУЦЗ Украши, 2011. - С. 27-28.
10. Пат. 63299 Украша, МПК (2011.01), А62С 27/00. Багатофункщональний пожежний причш / 1.В. Паснак, О.Е. Васильева, Е.М. Гулща, П.М. Гащук, А.Г. Ренкас, 1.О. Мовчан. № u 2011 01338; заявл. 07.02.2011; опубл. 10.10.2011, Бюл. № 19.
11. Пат. 57620 Украша, МПК (2011.01), A62C 31/00. Ствол комбшовано!' подач1 компактного струменя води та повггряно-мехашчно!' тни низько!' кратносп / О.Е. Васильева, 1.В. Паснак. № u 2010 08728; зявл. 13.07.2010; опубл. 10.03.2011, Бюл. № 5.
12. Лавр1вський З.В. Техшчна мехашка рщин та газ1в / З.В. Лавр1вський, В.1. Мандрус. -Льв1в : Вид-во "Сполом", 2004. - 200 с.
13. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / под ред. М.О. Штей-нберга. - Изд. 4-ое, [перераб. и доп.]. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1992. - 672 с.
14. НАПБ Б.03.002-2007. Норми визначення категорш примщень, будинюв та зовшш-шх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою, затв. Наказом МНС вщ 03.12.2007 р., № 833.
Паснак И.В. Влияние критического времени пожара в здании промышленного предприятия на технологии ее ликвидации
Воспользовавшись уравнением материального баланса пожара, была разработана интегральная математическая модель для прогнозирования критического времени пожара в закрытом помещении при достижении предельно допустимых для человека значений опасных факторов пожара. Полученная модель позволяет прогнозировать суммарное критическое время пожара, что является ключевым вопросом, например, при решении задачи обеспечения эвакуации людей при возникновении пожара или подачи первых стволов на его тушение. На основании модели рассмотрено прогнозирование критического времени пожара для промышленного предприятия и обоснована необходимость разработки новых методов технологии ликвидации пожара на объектах промышленности.
Ключевые слова: пожар, критическое время пожара, концентрация кислорода, концентрация токсичных газов, площадь пожара, ликвидация пожара.
Pasnak I. V. Influence of critical time of fire in buildings of industrial enterprises on technologies of its liquidation
Integrated mathematical model for prediction of critical time of the fire in building considering a limit value for human hazards of fire was developed by using an equation of material balance of fire. This model allows to predict the total critical fire, a key issue, for example, to solve the problem of evacuation in case of fire or supplying a pump in fire extinguishing. Based on the model prediction of a critical time for fire in industrial enterprise and the necessity of developing new methods of fire extinguishing technologies for industry facilities are considered.
Keywords: fire, critical fire, oxygen concentration, the concentration of toxic gases, area of fire, fire extinguishing.
УДК 62-5 Астр. Д.П. Ребот1 - НУ "Лъвысъка полтехтка "
МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИПКИХ СЕРЕДОВИЩ
Розроблено методику визначення основних фiзико-механiчних характеристик сипкого середовища. Вона базуеться на: а) представленш ф1зично! моделi середови-ща шд час вiброоброблення виробiв у виглядi нашарування плоских балок; б) побу-довi адекватно! математично! моделi динамiчного процесу; в) використанш Ateb-функцш шд час анал^ичного опису динамiчного процесу; г) зютавленш теоретичних та експериментальних результапв.
Актуальшсть. В1брацшне об'емне оброблення широко застосовують в р1зних галузях промисловосл. Його використовують на фшшному обробленш вироб1в для мехашчного чи механо-х1м1чного зшмання часточок металу з по-верхш, змщнення останшх шляхом наклепу, шдвищення корозостшкосп та ш., вщдшення частинок р1зних розм1р1в, густини (збагачення руд - в1бросепаращя -первинне оброблення), а також 1 для в1бросепарацп сипких середовищ. У пере-важнш бшьшосл шд час дослщження впливу р!зних чинниюв на вказаш в16-ропроцеси використовують експериментальнi дослiдження- Це е довготривалою та дорогозатратною процедурою. До того ж на базi експериментальних досль джень можна зробити узагальнюкш висновки, як стосуються однотипних за структурою та фiзико-механiчними властивостями матерiалiв, незмiнним техно-лопчним процесом та ш. Щодо теоретичних дослщжень, як стосуються вказа-них задач, то вони не набули належного розвитку через складнiсть описания ди-намiчних явищ, як супроводжують процес вiброоброблення чи сепараци. Саме математичш моделi цих процешв можуть найбшьш повно урахувати весь комплекс зовшшшх та внутршшх чинниюв, як впливають на нього. Ц1 чинники умовно можна подшити на зовшшш та внутршш. До основних зовшшшх чинниюв можна вiднести: компонування та характеристики вiброзбудника, контейнера, його шдвюка тощо. До внутршшх - структура та фiзико-механiчнi властивосп середовища, його взаемодiя 1з контейнером та ш. Щодо впливу зовшшшх чинниюв, та найпростiших моделей середовищ, низку теоретичних та прикладних задач, пов'язаних 1з вiброоброблениям, розглянуто, наприклад, у [313]. У цих працях, для математичного моделювання динам^ сипкого середо-
1 Наук. к^вник: проф. З.А. Стоцько, д-р техн. наук
