Schimbul de gaze în foc intern

O mare influență asupra modului de foc termic, intensitatea dezvoltării sale, viteza și direcția de propagare a focului și a fumului în spațiul volumului intern prevede schimbul de gaze - fluxurile de gaze convectiva generat peste zona de ardere. Luați în considerare dezvoltarea de foc (fig. 2.11.) Încă de la începuturile sale.

Fig. 2. 11. fluxuri de gaze Schema în cameră în timpul unui incendiu:

și - etapa inițială; b - incendiu dezvoltat

După cum știți, peste fiecare sursă de căldură generată cu jet termic. Aer (gaz) în zona de ardere încălzită la o temperatură ridicată, este purtat în sus și returnați-l la scurgeri noi porțiuni de aer rece focul.

În faza inițială a unui incendiu de ardere se produce din cauza aerului conținut în spațiul de volum, schimbul de gaze cu atmosfera ambiantă, absent (extern). Încălzit în zona de ardere la o temperatură ridicată a produselor de combustie se ridică, implicând calea de mișcare a masei adiacente aerului rece. Schimbul de energie termică a jetului (produse de ardere) cu aerul rece și viteza sa de temperatură cu distanța de la o sursă de foc și aerul răcit este redusă (mai exact, amestecul cu produsele de combustie ale aerului), din nou, a revenit la arderea vatră. Într-un stadiu incipient, atunci când zona de foc este mică, jetul termal dezintegrează înainte de a ajunge camera de suprapunere superioară (vezi. Fig. 2.11).

Zona de ardere este o forță motrice puternică a maselor de aer în spațiul de volum. Prin creșterea zonei puterii jet foc termic crește, gazele fierbinți cu fluxurile de aer rece sub suprapun parțial îndepărtate parțial prin deschiderile și aerul de răcire din cauza pierderii de căldură este coborât în ​​jos de-a lungul peretelui, acesta cade într-o zonă de reacții chimice, și se încălzește din nou se ridică. Camera creează o circulație continuă a debitului de gaz, temperatura din volumul camerei crește treptat. Ca rezultat, diferența de temperatură între aerul înconjurător și gazele fierbinți într-un volum de spațiu (datorită diferenței de densitate dintre gazul fierbinte și aerul rece), are loc schimbul de gaze. Mai mult, deoarece volumul gazelor încălzite peste același volum rece, iar presiunea în camera rămâne constantă (), ca o parte din gazele vor fi deplasate din cauza dilatării termice.

Aceasta este, alimentarea cu gaz () în cameră va scădea treptat pe măsură ce temperatura crește. În schimb a plecat de la gazul intră în camera de aer proaspăt din atmosfera înconjurătoare. Motivul este diferența de presiune între schimbul de gaze coloane exterioare și aerul din interior, care este egal cu:

unde # 916, p presiune gravitațională (presiune).

Legile de bază ale schimbului de gaze într-un incendiu, ia în considerare exemplul camerei, așa cum se arată în figura 2.12. Deoarece focul este proces fizico-chimice nestaționară, vom face următoarele ipoteze:

1. Temperatura gazului în cameră este mai mare decât aerul înconjurător, și în timp, temperatura camerei nu se schimbă.

2. încărcările din vânt pe clădirea nr.

3. deschideri pătrate 1 și 2 nu se modifică în timp.

4. Fluxul de masă în gazele de spațiu cameră egal cu gazele de masă îndepărtate.

Fig. 2. 12. Schema de distribuire a aerului de distribuție

în camera în caz de incendiu.

Ca și în caz de incendiu temperatura camerei este considerabil mai mare decât temperatura mediului ambiant, apoi. Sub influența presiunii gravitaționale va gaz de schimb între aerul înconjurător și volumul camerei. 1 prin deschiderea inferioară în camera va include aerul înconjurător mai dens și extrude prin orificiul 2 gazul fierbinte, amestecul de produse de ardere cu aer. Direcția de deplasare a fluxurilor de gaz indică faptul că presiunea din zona spațiului inferior mai mic, iar la partea de sus - presiunea mai ambiantă. În cazul în care cantitatea de spațiu tăiat mental pluralitatea reglare planuri orizontale, există un plan în care presiunea în exces va fi zero. Acest plan este numit un plan de presiune egală sau zona neutră (NZ). Poziția zonei neutre poate fi modificată prin schimbarea raportului dintre domeniile deschiderilor superioare și inferioare. Aceasta tehnica este adesea folosit în foc - zona neutră „ridica“ pentru a reduce fumul și reducând temperatura la partea de jos a zonei de lucru la stingerea incendiilor.

Atunci când schimbul de gaze se realizează printr-o deschidere a ușii sau ferestrei sau prin mai multe deschideri, situate la același nivel, în acest caz, prin porțiunea superioară a deschiderii sunt produse demontate de ardere, iar porțiunea inferioară ruleaza pe fluxul de aer proaspăt.

În condiții de incendiu, fluxul intern de aer în zona de ardere a spațiilor și evacuarea produselor de ardere este determinată de parametrii geometrici ai clădirii, cum ar fi înălțimea tavanului, raportul suprafață a orificiilor corespunztoare volumul interior cu atmosfera înconjurătoare, și dispunerea relativă a acestora etc.

Schimbul de gaze în timpul incendiilor în clădiri se caracterizează prin raportul de exces de aer.

Sub raportul de exces de aer în focul intern este raportul dintre debitul real de aer masic furnizată în zona de ardere la teoretic necesară debitului, a doua masă de aer la procesul de ardere.

Pe ris.2.13. este un grafic al modificărilor raportului de exces de aer și un spațiu de ecran la timp foc.

Caracterul de schimbarea raportului de aer în exces datorită faptului că schimbul de gaze se efectuează numai sub acțiunea curentului de recirculare a căldurii în interior (schimbul de gaze cu mediul este absent), care reduce conținutul de oxigen din volumul camerei. Pe măsură ce crește temperatura și focul prin presiunea gravitațională a schimbului de gaz se efectuează cu volumul intern al mediului spațial. La un moment dat în timp (la suprafață constantă a deschiderilor de alimentare și de evacuare) procesul de ardere atinge un mod constant (segment # 921; # 921; ris.2.13.). Deoarece arderea () a redus debitul masic depinde de cantitatea de aer care intră în zona de ardere, modul de ardere la zona de foc constant, ajungând la o anumită valoare ar trebui să varieze ușor. Prin urmare, într-un anumit raport cu suprafața zonei de alimentare cu găuri de incendiu ar fi definite de către masa redusă a ratei de ardere în funcție de proprietățile fizico-chimice ale sarcinii de incendiu și coeficientul Kn suprafeței de ardere.

Un impact semnificativ asupra deschiderilor de schimb de gaz și dezvoltarea focului se produce atunci când zona de incendiu de 10 ori sau mai mare decât zona de deschidere de admisie, pentru k = 0,1 proces de ardere incetineste dramatic.