Краткая характеристика и прогноз поражающих факторов пожаров и взрывов

Пожаром называется неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

В физико-химической основе пожара лежит процесс горения. Горение - это сложный физико-химический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровождаемый интенсивным выделением тепла, дыма и световым излучением. В основе этого процесса лежат быстротекущие химические реакции окисления в атмосфере кислорода воздуха. Особенностями горения на пожаре в отличие от других видов горения являются склонность к самопроизвольному распространению огня, сравнительно невысокая степень полноты сгорания, интенсивное выделение дыма, содержащего продукты полного и неполного окисления.

Интенсивность пожара во многом зависит от степени огнестойкости объектов и конструкций, горючести стройматериалов. Строительные и другие материалы по своему поведению в условиях высоких температур подразделяют на:

- несгораемые;

- трудносгораемые;

- сгораемые.

От состава этих материалов, их горючести и зависит огнестойкость.

Огнестойкость зданий и сооружений – это их способность оказывать сопротивление воздействию высоких температур во времени при сохранении своих эксплуатационных свойств. Огнестойкость зависит от пределов огнестойкости основных конструктивных частей зданий и сооружений.

Пожары характеризуются рядом параметров, в том числе:

- продолжительностью пожара – временем с момента его возникновения до полного прекращения горения;

- площадью пожара – площадью проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость;

- зоной горения – частью пространства, в котором происходит подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и их горение;

- зоной теплового воздействия – частью пространства, примыкающего к зоне горения, в котором тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в нем людей без специальной тепловой защиты (теплозащитных костюмов, отражательных экранов, излучения. водяных завес и т.п.);

- зоной задымления – частью пространства, примыкающего к зоне горения и заполненного дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здоровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделений.

Наиболее сложные и губительные пожары случаются на пожароопасных объектах, а также объектах, на которых при пожарах образуются вторичные факторы поражения и имеет место массовое скопление людей. В частности, к таким сложным пожарам относятся:

- пожары и выбросы горючей жидкости в резервуарах нефти и нефтепродуктов;

- пожары и выбросы газовых и нефтяных фонтанов;

- пожары на складах каучука, резинотехнических изделий, предприятий резинотехнической промышленности;

- пожары на складах лесоматериалов, деревообрабатывающей промышленности;

- пожары на складах и хранилищах химикатов;

- пожары на технологических установках предприятий химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности;

- пожары в жилых домах и учреждениях соцкультбыта, возведенных из дерева.

Последствия пожаров обусловлены действием их поражающих факторов. Основными из них являются:

- непосредственное действие огня на горящий предмет (горение);

- дистанционное воздействие на предметы и объекты высоких температур за счет излучения.

В результате происходит сгорание предметов и объектов, их обугливание, разрушение, выход из строя. Уничтожаются все элементы зданий и конструкций, выполненные из сгораемых материалов. Действие высоких температур вызывает пережог, деформацию и обрушение металлических ферм, балок перекрытий и других конструктивных деталей сооружений. Кирпичные стены и столбы деформируются. В кладке из силикатного кирпича при длительном нагревании до 500-600°С наблюдается расслоение кирпича трещинами и разрушение материала. При пожарах полностью или частично уничтожаются или выходят из строя технологическое оборудование и транспортные средства. Гибнут домашние и сельскохозяйственные животные. Люди гибнут или получают термические повреждения различных степеней – ожоги тела, ожоги верхних дыхательных путей.

Вторичными последствиями пожаров могут быть взрывы, утечка ядовитых или загрязняющих веществ в окружающую среду

- Взрыв – это быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная привести или -приводящая к возникновению техногенной чрезвычайной ситуации.

Основными поражающими факторами взрыва являются:

- воздушная ударная волна, возникающая при ядерных взрывах, взрывах инициирующих и детонирующих веществ, при взрывных превращениях облаков топливно-воздушных смесей, взрывах резервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением;

- осколочные поля, создаваемые летящими обломками разного рода объектов технологического оборудования, строительных деталей и т.д.

Взрыв может происходить с горением (процесс окисления) или без него. Взрыв парогазовой смеси, при котором скорость распространения горения определяется скоростью распространения ударной волны, называется детонационным (сверхзвуковое горение), а взрыв парогазовой смеси, при котором скорость распространения горения определяется теплопроводностью среды, называется дефлаграционным (дозвуковое горение).

Огненный шар – бездетонационное горение, возникающее при горении парогазовоздушной смеси, переобогащенной топливом, а также в некоторых случаях – состава, близкого к стехиометрическому.

Детонационную волну в газах представляют как ударную волну, сопровождаемую волной горения. Давление на фронте детонационной волны в газовых смесях может достигать 2 МПа, а при взаимодействии с конструкциями в помещениях – 10 МПа.

При выходе за пределы границы облака газопаровоздушной смеси (ГПВС) расширяющиеся продукты детонации возбуждают водушную ударную волну.

Для расчета поражающего действия взрывов ГПВС в начале определяют параметры детонационной волны, а затем параметры создаваемой ею воздушной ударной волны.

При расчете детонационной волны начальный радиус полусферического облака ГПВС в зависимости от его объема определяют по формуле:

где

Здесь: - объем 1 кмоль идеального газа;

- объемная концентрация;

- молекулярная масса;

- масса горючей компоненты;

- коэффициент, характеризующий способ хранения.

Скорость распространения детонационной волны Д, м/с:

где: - теплота взрыва;

- показатель адиабаты продуктов детонации.

Тогда максимум избыточного давления на фронте детонационной волны (химический пик):

где - теплота взрыва единицы массы.

Параметры воздушной ударной волны на расстояниях, превышающих размер облака ГПВС , м, определяется в следующем порядке по формулам:

Здесь - тротиловый эквивалент наземного взрыва полусферического облака ГПВС, кг :

где: - масса горючего облака, кг;

- теплота взрыва тротила, принимается Дж/кг);

- плотность;

- атмосферное давление.

Дата добавления: 2014-03-22; просмотров: 486; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!