Физико-химические свойства некоторых веществ и материалов

Теплота пожара

Q_п = Q_н V_м β (22)

где:

Q_п – количество тепла, выделяемого в единицу времени с единицы площади пожара (см. таблицу 15 и таблицу 16) Вт/м², кДж/.

Q_н – низшая теплота сгорания горючих веществ и материалов, кДж/кг.

V_м – массовая скорость выгорания пожарной нагрузки, кг/м² ч.

β – коэффициент химического недожога (см. таблицу 18).

Таблица 12

Формулы для определения основных геометрических параметров пожара в зависимости от его формы

Определяемая	Форма площади пожара
круговая	угловая	прямоугольная
Площадь пожара	Sп = πR^2 Sп = 0,785 D^2	Sn = 0,5 αR^2	Sп=ab При развитии в двух направлениях Sп=a(b1+b2)
Периметр пожара	Рп=2 πR	Рп=R (2+α)	Рп=2(a+b) При развитии в двух направлениях Рп=2[a+(b1+b2)]
Фронт пожара	Фп=2πR	Фп=αR	Фп=na

Таблица 13

Формулы для определения площади пожара в зависимости от формы, продолжительности и скорости распространения горения

Время распространения горения, мин	Уравнение площади пожара при распространении горения по форме
круговой	угловой	прямоугольной
τ1≤10	Sп = π (0,5Vл. τ1)^2	Sп =0,5α(0,5Vл τ1)^2	Sп =nα0,5Vл τ1
τ1>10 τ2 =τcв-10	Sп = π (5Vл.+ Vл τ2)^2	Sп =0,5α(5Vл+ Vлτ2)^2	Sп =nα(5Vл+ Vлτ2)
τ п = τ –(10+ τ 2)	Sп = π (5Vл+ +Vлτ2+0,5Vл τп)^2	Sп =0,5α(5Vл+ +Vлτ2+0,5Vл τп)^2	Sп = n α(5Vл+ Vлτ2+0,5Vл τп)

Примечание:

τ₁, τ₂ – продолжительность распространения горения от начала его возникновения, мин;

τ_св – продолжительность распространения горения от начала его возникновения до подачи первых средств тушения (свободное развитие пожара), мин;

τ_п – продолжительность локализации пожара по площади τ_лок, мин;

п – количество направлений распространения пожара при одинаковом значении линейной скорости. При различных значениях линейной скорости распространения горения общая площадь определяется суммой площадей пожара на каждом направлении

α – угол, внутри которого происходит развитие пожара, рад (1 рад = 57^о).

Графические иллюстрации возможных простых форм пожаров приведены на рисунках 6 и 7.

Таблица 14

Формулы для определения скорости роста площади, периметра и фронта пожара

	Уравнение скорости роста площади, периметра и фронта пожара
круговой	угловой	прямоугольной
Скорость роста площади пожара	Vs= Sп/τ
Vs=πV^2лτ	Vs=0,5αV^2лτ	Vs=naVл
Скорость роста периметра пожара	Vp=Рп/τ
Vp=2π Vл	Vp=Vл(2+α)	Vр=2b/τ Vр =2Vл
Скорость роста фронта пожара	Vф=Фп/ τ	He изменяется
Vф=2π Vл	Vф= α Vл

Таблица 15

Средняя скорость выгорания некоторых твердых материалов, низшая теплота сгорания их и теплота пожара (без влияния ветра)

Горючий материал	Скорость выгорания, кг/(м^2мин)	Теплота
сгорания кДж/кг	пожара. кДж/(м^2мин)
Бумага разрыхленная	0,636
Волокно штапельное разрыхленное	0,54
Древесина в изделиях (влажность 8...10 %)	1,11
Древесина в штабелях (пиломатериалы, высотой слоя 4...8 м, при плотности укладки 0,2...0,3 и влажности 12...14 %)	6,40
Карболитовые изделия	0,38
Каучук:
синтетический	0,72
натуральный	1,08
Книги на стеллажах	0,438
Органическое стекло	1,14
Пенополиуретан	0,90
Полистирол	1,14
Полипропилен (в изделиях)	0,87
Полиэтилен (в изделиях)	0,62
Резинотехнические изделия	0,90
Торфоплиты в штабелях (влажность 9...12 %)	0,318	–	–
Торф в караванах (влажность 40%)	0,24
Фенопласты	0,48	–	–
Хлопок разрыхленный	0,318

Таблица 16

Средняя скорость выгорания некоторых жидкостей в резервуарах, низшая теплота сгорания и теплота пожара (без влияния ветра)

Жидкость	Скорость	Теплота
выгорания	прогрева см/мин	сгорания кДж/кг	Пожара, кДж/(м^2мин)
кг/(м^2мин)	см/мин
Амиловый спирт	1,05	0,13	–
Ацетон	2,832	0,33	–
Бензол	2,298	0,50	–
Бензин	2,93	0,50	1,20
Бутиловый спирт	0,81	0,11	–
Диэтиловый эфир	3,60	0,50	0,57
Дизельное топливо	3,30	0,33	–
Керосин	2,298	0,40	–
Мазут	2,10	0,17	0,50
Метиловый спирт	0,96	0,12	0,55
Нефть	1,20	0,23	0,50
Сероуглерод	2,22	0,17	–
Толуол	2,298	0,33	–
Этиловый спирт	1,80	0,25	–

Таблица 17

Плотность сухого воздуха и продуктов сгорания при р =9,8*10⁶ Па

Температура, °С	кг/м^3
воздуха	продуктов сгорания
-40	1,584	-
-30	1,515	-
-20	1,453	-
-10	1,342	-
	1,293	1,295
	0,946	0,950
	0,746	0,748
	0,615	0,617
	0,524	0,525
	0,456	0,457
	0,404	0,405
	0,362	0,363
	0,329	0,330
	0,301	0,301
	0,277	0,275

Таблица 18

Расход воздуха и удельный объем продуктов сгорания при горении некоторых веществ и материалов (при 0^ос нормальном давлении)

Горючий материал (вещество)	Расход воздуха для полного сгорания, м^3/кг	Удельный объем продуктов сгорания, м^3/кг	Усредненный коэффициент химического недожога
Акриловая кислота Амилацетат Амиловый спирт Аммиак Анилин Ацетилен	4,44 7,80 9,10 4,70 8,90 10,25	5,08 8,56 10,00 5,68 9,34 10,70	0,97 0,93 0,93 0,97 0,93 0,85
Ацетон	7,35	8,14	0,93
Бензин	11,60	12,35	0,85
Бензол	10,25	10,70	0,85
Битум	9,45	10,39	0,93
Бумага	3,95	4,64	0,97
Бутан	11,94	12,91	0,85
Бутилацетат	7,35	8,14	0,93
Бутиловый спирт	8,64	9,52	0,93
Водород	26,60	32,20	0,85
Гексан	11,79	12,71	0,85
Глицерин	4,06	4,90	0,97
Дизельное топливо	11,50	11,95	0,85
Диэтиловый эфир	8,65	9,55	0,93
Древесина при влажности, %:
	4,20	4,86	0,97
	3,74	4,42	0,97
	3,54	3,99	0,97
Капролактам	7,76	8,54	0,93
Каучук натуральный	10,00	10,78	0,85
Каучук синтетический СК	10,16	10,82	0,85
Керосин	11,36	12,29	0,85
Кинопленка:
нитроцеллюлозная	3,62	4,32	0,97
триацетатная	4,34	4,97	0,97
Мазут	11,30	11,86	0,85
Метан	13,32	14,72	0,85
Метиловый спирт	4,99	6,06	0,97
Нефть	11,80	11,86	0,35
Пентан	11,85	12,78	0,85
Полистирол	10,25	10,68	0,85
Полипропилен	11,42	12,22	0,85
Полиэтилен	11,42	12,22	0,85
Пенополиуретан	6,00	6,55	0,93
Скипидар	10,96	11,63	0,85
Стирол	11,85	10,63	0,85
Толуол	10,46	11,94	0,85
Торф при влажности, %
	5,01	5,66	0,93
	4,54	5,14	0,97
	3,96	4,62	0,97
Хлопок и изделия из него	3,95	4,64	0,97
Этиловый спирт	6,95	7,94	0,93
Этиленгликоль	4,16	5,06	0,97

Таблица 19

Основные параметры пожаров ТГМ

Наименование	Массовая скорость выгорания, кг/(м^2мин)	Линейная скорость распространения, м/мин	Низшая теплота сгорания, МДж/кг	Критическая плотность теплового потока, кВт/м^2
Бумага	0,64	0,5-1	13,4	12-18
Книги	0,25	0,5-1	13,4
Кожа	0,35	0,9
Волокно штапельное	0,4	0,8		20-30
Войлок строительный	0,2	0,7
Древесина сосновая	0,9	1-2
Древесноволокнистая плита (ДВП)	0,8	1,7
ДСП	0,4	1,5
Бумажно-слоистый пластик	0,5-0,8	1,5-2
Карболитовые изделия	0,2-0,4
Каучук натуральный		1,1
Каучук синтетический	0,7
Картон	0,4	0,5-1		15-18
Кинопленка	0,5
Линолеум	0,6		18-27
Лен разрыхленный	1,3
Резина пористая	0,4		1?
Оргстекло	0,9	0,5
Обтирочный материал	1,3	2,5	15,7
Плита столярная	0,5	1,2
Пенополиуретан	0,17
Пенополистирол (плиты)	0,9
Резина	0,6
Стеклопластик	0,9			19,4
Ткань хлопковая, навал	0,3	0,36
Ткань шерстяная	0,15			60-70
Ткани (холст бязь, байка)		0,8-1,8
Фанера	0,8-1			40-50
Резиновая и ПВХ изоляция	0,75

Таблица 20

Критическая интенсивность облучения для твердых веществ

Материал	Критическая интенсивность облучения при различной продолжительности облучения в мин, кВт/м^2
Древесина (сосна)	18,8	16,9	13,9
Древесно-стружечная плита	13,9	11,9	8,3
Торф брикетный	31,5	24,4	13,2
Торф кусковой	16,6	14,3	9,8
Хлопок-волокно	11,0	9,7	7,5
Слоистый пластик	21,6	19,1	15,4
Стеклопластик	19,4	18,6	15,3
Пергамин		19,7	17,4
Резина	22,6	19,2	14,8
Уголь	–
Рулонная кровля	–	–	17,4
Картон серый	–	–	10,8
Декоративный бумажно-слоистый пластик	–	–	19,0-24,0
Металлопласт	–	–	24,0-27,0
Плита древесно-волокнистая	–	–	13,0
Плита древесно-стружечная	–	–	12,0
Плита древесно-стружечная с отделкой «Полиплен»	–	–	12,0
Плита древесно-волокнистая с лакокрасочным покрытием под ценные породы дерева	–	–	12,0-16,0
Винилискожа обивочная пониженной горючести	–	–	30,0-32,0
Кожа искусственная	–	–	17,9-20,0
Стеклопластик на полиэфирной основе	–	–	14,0
Лакокрасочные покрытия	–	–	25,0
Обои моющиеся ПВХ на бумажной основе	–	–	12,0
Линолеум ПВХ	–	–	10,0-12,0
Линолеум алкидный	–	–	10,0
Линолеум ПВХ на тканевой основе	–	–	6,0-12,0
Покрытие ковровое	–	–	4,0-6,0
Сено, солома (при минимальной влажности до 8 %)	–	–	7,0
Легковоспламеняющиеся, горючие и трудногорючие жидкости при температуре самовоспламенения, °С:
	–	–	12,1
	–	–	15,5
	–	–	19,9
500 и выше	–	–	28,0 и выше

Таблица 21

Интенсивность теплового излучения на поверхности факела пожаров

Вещество	Интенсивность, кВт/м^2
Ацетон
Бензин
Дизельное топливо
Древесина
Гексан
Метанол
Метилацетат
Венилацетат
Аммиак
Керосин
Нефть
Мазут
СУГ	150–200

Таблица 22

Плотность теплового потока при горении разлитого нефтепродукта

Площадь горения, м^2	Плотность теплового потока кВт/м^2, на расстоянии от пламени, м
	3,8	–	–	–	–
	7,0	4,2	–	–	–
	11,1	7,0	4,2	–	–
	14,0	8,1	4,9	2,1	–
	16,5	9,2	5,5	2,3	–
	18,0	10,5	6,3	3,1	–
	20,5	12,6	8,1	3,9	–
	30,0	24,0	11,1	5,6	2,4
	45,0	30,0	11,5	5,8	2,5
	75,0	40,0	12,5	6,0	2,8
	82,0	45,0	14,0	8,0	4,2

Таблица 23

Воздействие теплового излучения на горючие материалы

Излучение, кВт/м^2	Металл	Древесина	Ткань, резина
8,5–9	Разложение, вспучивание краски	Начало разложения	Начало обугливания
10,5–13,5	Обгорание краски через 2 мин	Интенсивное обугливание через 5 мин	Интенсивное обугливание через 4 мин
14–16	То же, через 1 мин	Загорание через 5 мин	Загорание через 1 мин
	То же, через 3–5 сек	Загорание через 3–5 сек

Таблица 24

Ориентировочная температура пожара при горении различных материалов

Горючие материалы	Пожарная нагрузка, кг/м^3	Температура пожара, °С
Бумага разрыхленная
Бумага разрыхленная
Древесина сосновая в ограждениях
Древесина сосновая в ограждениях
Древесина сосновая в ограждениях
Древесина сосновая в ограждениях на открытой площадке в штабелях
Карболитовые изделия
Карболитовые изделия
Каменный уголь, брикеты	-	до 1200
Калий металлический	-
Каучук натуральный Магний, электрон Натрий металлический Органическое стекло Полистирол Полистирол Текстолит Текстолит Хлопок разрыхленный	- -	до 2000

Таблица 25

Температура пламени при горении некоторых веществ и материалов

Вещество и материал	Температура пламени, °С	Вещество и материал	Температура пламени, ^оС
Ацетилен (в кислороде)	3100...3300	Торф	770...790
Ацетилен (в воздухе)	2150...2200	Метан
Водород		Нефть и нефтепродукты	1100...1300
Газонефтяной фонтан	до 1100	в резервуарах
Древесина в различных агрегатных состояниях	700...1000	Парафин
Сера
Спирт	900...1200	Сероуглерод
Стеарин	640...940	Целлулоид	1100...1300
Термит		Электрон, магний	около 3000

Таблица 26

Температура плавления различных веществ

Вещество	Температура плавления, °С	Вещество	Температура плавления, С
Алюминий, магний и их сплавы	600...660	Цинк
Баббит		Парафин	38-56
Бронза		Платина
Воск пчелиный	61...64	Хлорин	90-130
Глина огнеупорная		Полиуретан
Диабаз		Сера
Диатомовый кирпич		Серебро
Золото		Свинец
Каучук		Сода
Кварц		Соль поваренная
Латунь		Сталь
Медь и медные сплавы	900...1100	Стеарин
Нафталин		Стекло	800–1200
Нейлон, лавсан		Слюда
Никель		Фарфор
Олово		Чугун	1050…1200

Таблица 27

Выделение химических веществ в условиях некоторых пожаров

Вещество, находящееся в зонах горения и теплового воздействия	Вещества, образующиеся при горении и тепловом разложении
Ароматические вещества, содержащие воду	Сероводород, меркаптаны, тиоэфиры, тиофен, сернистый ангидрид
Аминопласты (мипора)	Синильная кислота
Ацетон	Кетоны
Бездымный порох	Ацетилен, нитрилы, оксид углерода, оксиды азота
Бензол	Дефинил, антрацен
Винилпласт, пластикат	Хлористый водород, окись углерода
Волос, кожа, ткани, шерсть	Неприятно пахнущие продукты: пиридин, хинолин, цианистые соединения, соединения содержащие серу, а также газы с сильным и острым запахом (альдегиды, кетоны)
Волокно нитрон	Окислы азота
Волокно хлорин	Хлористый водород
Гремучая ртуть	Уксусный эфир, уксусная кислота, эфиры азотной кислоты, цианистый водород, нитрилы, пары ртути и летучие органические ртутные соединения
Древесина	Формальдегид, ацетальдегид, валеральдегид, фурфурол, ацеталий, смоляные кислоты, спирты, сложные эфиры, кетоны, фенолы, амины, пиридин, метил-пиридин, оксид углерода.
Жиры, мыла, мясопродукты	Кроме других химических веществ образуется акролеин. Концентрацию акролеина около 0,003 % человек переносит не более 1 мин.
Капрон	Синильная кислота
Каучук	Изопрен, высшие непредельные углеводероды
каучук нитрильный	Окись азота, синильная кислота
каучук полисульфидный	Хлористый водород, сернистый газ
каучук хлоропреновый	Окись азота, синильная кислота
Лаки, продукты содержащие нитроцеллюлозу	Оксид углерода, углекислота, оксид азота, синильная кислота
Линолеум релиновый	Сероводород, сернистый газ
Нафталин	Динафтил
Нитроглицерин	Оксид углерода, углекислота, оксиды азота.
Органическое стекло	Окислы азота и углерода, акрилонитрил
Пенополиуретан	Синильная кислота, толуилендиизоцианид
Пластмассы, целлулоид	Оксид углерода, оксид азота, цианистые соединения, хлорангидридные кислоты формальдегиды, фенол, фторфосген, аммиак, фенол, ацетон, стирол и др.
Скипидар	Изопрен, гомологи бензола, антрацен и др.
Спирты	Оксид углерода, водород, формальдегиды, ацетальдегиды, метан, кротоновый альдегид, ацетилен и др.
Фторопласт	Фтористый водород, фторфосген
Целлулоид	Окись азота, синильная кислота
Этиловый эфир	Ацетальдегид, этан, перекиси соединения винила
Эфиры жирного ряда	Альдегиды

Дата добавления: 2015-06-27