Расчет показателей пожаровзрывоопасности

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

1. Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов

1.1 Условия возникновения и развития пожара

2. Тушение пожаров водой

2.1 Тушение пожаров при условии низких температур

2.2 Тушение пожаров при недостатке воды

2.3 Приборы и аппараты для тушения пожаров водой

3. Исходные данные

4. Расчет показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов

4.1 Расчет температуры вспышки индивидуальных жидких веществ в закрытом тигле (з.т.)

4.2 Расчет температуры воспламенения индивидуальных жидкостей

4.3 Расчет нижнего концентрационного предела распространения пламени индивидуальных веществ

4.4 Расчет верхнего концентрационного предела распространения пламени индивидуальных веществ

4.5 Расчет температурных пределов распространения пламени индивидуальных жидких веществ

Список использованной литературы

Приложения

пожар тушение вещество пламя

Введение

Современные условия жизни нашего общества в значительной мере обусловлены быстро идущим научно-техническим прогрессом, большими темпами роста производства, изменением экономических связей как внутри страны, так и в международном масштабе. Появление новых средств труда, технологических процессов предъявили и новые требования к организации, принципам и методам противопожарной защиты объекта.

Из года в год растет число пожаров и гибель людей в них. Огромный материальный и экологический ущерб наносят пожары в жилых зданиях, лесные и торфяные пожары, пожары в производственных зданиях, базах и складах. Пожары в 21 веке стали настоящим бедствием не только для России, но и США, Австралии, Германии, Франции и др. промышленных стран.

Это обстоятельство заставляет специалистов постоянно искать новые, отвечающие требованиям времени, средства и методы противопожарной защиты и тушения пожаров.

Человечество несет огромные материальные потери, связанные также с крупными промышленными авариями, взрывами, технологическими катастрофами, стихийными бедствиями.

Нормальное функционирование общества невозможно без обеспечения нормальной жизнедеятельности людей, в том числе и в области пожарной безопасности.

В соответствии с новыми реалиями жизни, обеспечением пожарной безопасности в нашей стране занимается пока только в основном лишь государство.

Однако, с ростом потенциальной и реальной угрозы пожаров для экономики, появились частные фирмы и организации, занимающиеся изготовлением и монтажом различных систем автоматических установок пожаротушения, пожарной техники и пожарно-технического вооружения и др. Для повышения эффективности их деятельности и улучшения качества противопожарной защиты объектов необходимо обеспечить опережающее развитие систем активной и пассивной защиты. Одной из важнейших ее составляющих является экономическая необходимость и целесообразность противопожарной защиты объектов. Обеспечение пожарной безопасности объекта зависит от того, насколько правильно подобраны автоматические системы обнаружения и тушения пожара, как быстро и качественно проведены необходимые профилактические мероприятия, в результате чего минимизирована вероятность возникновения пожара и ущерба от него

. Основные показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов

Вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания, называются горючими, в отличие от веществ, которые на воздухе не горят и называются негорючими.

По степени горючести вещества делятся на горючие (сгораемые), трудногорючие (трудносгораемые) и негорючие (несгораемые).

Горючие вещества могут быть в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Большинство горючих веществ независимо от агрегатного состояния при нагревании образует газообразные продукты, которые при смешении с воздухом, содержащим определенное количество кислорода, образуют горючую среду. Горючая среда может образоваться при тонкодисперсном распылении твердых и жидких веществ.

1. Горючие газы (ГГ) - вещества, способные образовывать с воздухом воспламеняемые и взрывоопасные смеси при температурах не выше 50 °С. К горючим газам относятся индивидуальные вещества: аммиак, ацетилен, бутадиен, бутан, бутилацетат, водород, винилхлорид, изобутан, изобутилен, метан, окись углерода, пропан, пропилен, сероводород, формальдегид, а также пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Следует отметить, что многие вещества, образующие с воздухом взрывоопасную смесь, одновременно являются и токсичными, что определяет их двойную опасность: аммиак, дихлорэтан, метил хлористый, метилмеркаптан, метилтрихлорсилан, окись углерода, окись этилена, сероводород, сероуглерод, толуол, этилмеркаптан, этил хлористый и др.

2. Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) - вещества с температурой вспышки не выше 61 °С (в закрытом тигле) или 66 °С (в открытом), способные воспламеняться от кратковременного (не более 30 с) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламени спички, искры, тлеющей сигареты и т.д.) и самостоятельно гореть после удаления источника зажигания. К таким жидкостям относятся индивидуальные вещества: ацетон, бензол, гексан, гептан, диметилфорамид, дифтордихлорметан, изопентан, изопропилбензол, ксилол, метиловый спирт, сероуглерод, стирол, уксусная кислота, хлорбензол, циклогексан, этилацетат, этилбензол, этиловый спирт, а также смеси и технические продукты: бензин, дизельное топливо, керосин, уайтспирт, растворители.

3. Горючие жидкости (ГЖ) - вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 61 °С (в закрытом тигле) или 66 °С (в открытом). К горючим жидкостям относятся следующие индивидуальные вещества: анилин, гексадекан, гексиловый спирт, глицерин, этиленгликоль, а также смеси и технические продукты, например, масла: трансформаторное, вазелиновое, касторовое.

4. Горючие пыли (ГП) - твердые вещества, находящиеся в мелкодисперсном состоянии (частицы размером менее 850 мкм). Осевшая на стенах, потолке, поверхностях оборудования пыль (аэрогель) пожароопасна. Горючая пыль, у которой нижний концентрационный предел воспламенения не превышает 65 г/м3, находящаяся в воздухе (аэрозоль), способна образовывать с ним взрывчатые смеси: мука древесная, пробковая; пыль угольная, эпоксидная, сахарная, крахмальная, мучная, серная и др.

5. Взрывоопасное вещество (ВВ) - вещество, способное к взрыву или детонации без участия кислорода в воздухе.

Из горючих газов и пыли горючие смеси образуются при любой температуре, в то время как твердые вещества и жидкости могут образовать горючие смеси только при определенных температурах.

В производственных условиях может иметь место образование смесей горючих газов или паров в любых количественных соотношениях. Однако взрывоопасными эти смеси могут быть только тогда, когда концентрация горючего газа или пара находится между границами воспламеняемых концентраций.

Горючие пыли по степени взрыво- и пожароопасности делятся на четыре класса:

1-й класс - наиболее взрывоопасные - аэрозоли, имеющие нижний концентрационный предел воспламенения (взрываемости) (НКПВ) до 15 г/м3 (сера, нафталин, канифоль, пыль мельничная, торфяная, эбонитовая).

2-й класс - взрывоопасные - аэрозоли, имеющие величину НКПВ от 15 до 65 г/м3 (алюминиевый порошок, лигнин, пыль мучная, сенная, сланцевая).

3-й класс - наиболее пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ больше 65 г/м3 и температуру самовоспламенения до 250 °С (табачная, элеваторная пыль).

4-й класс - пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ больше 65 г/м3 и температуру самовоспламенения больше 250 °С (древесные опилки, цинковая пыль).

Основными показателями пожарной опасности являются температура самовоспламенения и концентрационные пределы воспламенения.

Температура самовоспламенения характеризует минимальную температуру вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Температура вспышки - самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения.

По этой характеристике горючие жидкости делятся на 2 класса:

1) жидкости с tвсп < 61 °C (бензин, этиловый спирт, ацетон, нитроэмали и т.д.) - легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ);

2) жидкости с tвсп >61 °C (масло, мазут, формалин и др.) - горючие жидкости (ГЖ).

Температура воспламенения - температура горения вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температурные пределы воспламенения - температуры, при которых насыщенные пары вещества образуют в данной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения жидкостей.

Минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения.

Максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения.

Указанные пределы зависят от температуры газов и паров: при увеличении температуры на 100 °С величины нижних пределов воспламенения уменьшаются на 8-10 %, верхних - увеличиваются на 12-15 %.

Пожарная опасность вещества тем больше, чем ниже нижний и выше верхний пределы воспламенения и чем ниже температура самовоспламенения.

Пыли горючих и некоторых не горючих веществ (например, алюминий, цинк) могут в смеси с воздухом образовать горючие концентрации.

Наибольшую опасность по взрыву представляет взвешенная в воздухе пыль. Однако и осевшая на конструкциях пыль представляет опасность не только с точки зрения возникновения пожара, но и вторичного взрыва, вызываемого в результате взвихривания пыли при первичном взрыве.

Минимальная концентрация пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание, называется нижним пределом воспламенения пыли.

Поскольку достижение очень больших концентраций пыли во взвешенном состоянии практически нереально, термин "верхний предел воспламенения" к пылям не применяется.

Воспламенение жидкости может произойти только в том случае, если над ее поверхностью имеется смесь паров с воздухом в определенном количественном соотношении, соответствующем нижнему температурному пределу воспламенения.

Аэрозоль способен взрываться при размерах твердых частиц менее 76 мкм.

Верхние пределы взрываемости пыли весьма велики и внутри помещений практически трудно достижимы, поэтому они не представляют интереса. Например, ВКПВ пыли сахара составляет 13,5 кг/м3

1.1 Условия возникновения и развития пожара

Большую роль при изучении и практическом решении вопросов противопожарной защиты играют понятия и определения, поскольку они позволяют различным специалистам однозначно понимать сущность процессов, происходящих при горении веществ и их тушении, а также требований правил пожарной безопасности.

Горение -- химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением тепла и излучением света.

Пожар -- неконтролируемое горение, развивающееся во времени и пространстве.

Загорание -- неконтролируемое горение вне специального очага, не причинившее материального ущерба.

Пожарная опасность -- возможность возникновения и (или) развития пожара, сопровождающегося последствиями.

Зажигание -- воздействие источника зажигания на материал или вещество, приводящее к возникновению горения.

Источник зажигания -- носитель энергии (например, горящее или накаленное тело, электрический разряд), обладающий ее запасом и температурой, достаточными для инициирования горения.

Самовозгорание -- возникновение горения без воздействия источника зажигания.

Причина пожара -- явление или обстоятельство, непосредственно обусловливающее возникновение пожара (загорания).

Расследование причины пожара -- действия, направленные на установление обстоятельств, при которых возникло неконтролируемое горение, развившееся затем в пожар. Эти действия включают в себя определение очага пожара (места первоначального возникновения горения), источника зажигания и условий, способствовавших развитию и распространению пожара. Расследование причины пожара должно заканчиваться разработкой мероприятий, направленных на предотвращение подобных случаев пожара.

Под горением понимается совокупность физических и химических процессов, основой которых является быстропротекающая реакция окисления, сопровождающаяся выделением значительного количества тепла и излучением света. На большинстве пожаров в основе горения лежат реакции соединения горючих веществ с кислородом воздуха, и только в случаях, когда горят пиротехнические изделия и некоторые другие материалы, горение происходит за счет кислорода, содержащегося в молекуле горючего вещества, или кислорода окислителя. Интенсивность горения зависит от агрегатного состояния горючих веществ, от степени смешиваемости их с окислителем, от количества негорючих компонентов, входящих в состав горючего вещества, и других факторов. С усилением степени размельченности или степени распыла горючесть веществ возрастает. Так, кусок магния трудно воспламеняется от открытого огня. Тот же кусок, превращенный в порошок, горит со взрывом.

Горение может возникать не только при совмещении горючего вещества с окислителем и источником зажигания, но и при других обстоятельствах. Для протекания процесса горения в воздухе необходимы горючее вещество, кислород (воздух) и источник зажигания. Горючее вещество и кислород -- реагирующие вещества -- составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию окисления. При установившемся горении источником зажигания служит тепло зоны реакции.

В общем случае условия возникновения горения могут быть разделены на две группы: необходимые и достаточные. Необходимые условия -- это наличие горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Однако соблюдение этих условий еще не означает, что горение возникнет. Например, в жилой квартире имеется горючее вещество (мебель, одежда ч т. п.), окислитель (кислород воздуха) и источник зажигания (огонь газовой плиты, огонь сигареты и т.п.), однако, как правило, горение не возникает. Достаточные условия -- это одновременное совмещение горючего вещества, источника зажигания и окислителя, а также непрерывное поступление окислителя в зону горения и удаление из нее продуктов горения. Роль и значение этих условий зависят от физико-химических характеристик горючих веществ, энергетических характеристик источника зажигания, природы окислителя и других факторов.

Как правило, процесс возникновения пожара является результатом последовательно связанных между собой действий людей. Почему возникновение пожара обязательно нужно связывать с деятельностью людей? Дело в том, что, с одной стороны, человек в состоянии предотвратить возникновение пожара, а с другой, -- практически все пожары связаны с его деятельностью. Практика свидетельствует, что к пожарам приводят: технические, организационные и иные действия, которые в рамках добросовестного заблуждения не учитывают требований пожарной безопасности, что устанавливается лишь в ходе последующего расследования;

халатное отношение к выполнению известных и понятных правил пожарной безопасности.

Создание условий для возникновения пожара в рамках добросовестного заблуждения происходит, как правило, при:

отсутствии сведений о пожарной опасности технологических процессов, агрегатов, операций, веществ и материалов и т. п.;

некомпетентности лица, которому поручено выполнение работ, в вопросах пожарной безопасности.

Халатное отношение к выполнению известных и понятных правил пожарной безопасности, приводящее к созданию условий для возникновения пожара, выражается чаще всего в виде:

отсутствия или низкого уровня трудовой и производственной дисциплины;

уклонения под тем или иным предлогом от выполнения требований государственного пожарного надзора;

низкой требовательности лиц, непосредственно отвечающих за пожарную безопасность объекта.

Приведенное разделение причин, создающих условия для возникновения пожаров, не претендует на абсолютную точность, но позволяет разграничить добросовестное заблуждение от преднамеренности, техническую неграмотность от недисциплинированности, беспринципность и слабоволие от неосторожности и т. п.

В чем выражается конкретно деятельность людей, приводящая к созданию условий для возникновения пожара? Ответ на этот вопрос следует искать в приведенном определении пожара, поскольку возникновение неуправляемого горения является последней стадией процесса создания условий для возникновения пожара, в ходе которого происходит совмещение горючего и источника зажигания. Следовательно, ответ на поставленный вопрос может быть один: всякая деятельность, приводящая к накоплению, размещению и применению горючего такого вида, количества и качества, когда случайное занесение источника зажигания ведет к возникновению неуправляемого горения, или использование с нарушением правил эксплуатации технически неисправных или запрещенных источников тепловой энергии обязательно ведет к возникновению загорания (пожара).

Для отопления помещений использовалась самодельная теплогенерирующая установка (ТГУ). Администрацией объекта для обслуживания ТГУ привлекались лица, не подготовленные к данной работе. Пожар был обнаружен дежурным теплогенераторщиком, когда горела солярка в поддоне ТГУ. Не выключив установку и не вызвав пожарную часть, он принялся тушить огонь песком, но неудачно. Через некоторое время огонь достиг перекрытия, охватил склад электрооборудования, вулканизационную и вышел на покрытие. Примерно через час от начала обрушилось совмещенное покрытие здания блока постов на площади 1600 м2, а еще через полчаса произошло повторное обрушение на площади 620 м2. Тушение пожара продолжалось около 5 ч.

Из-за объективных и субъективных причин число пожаров от электротехнических причин ежегодно увеличивается в среднем на 2,7 %.

Последствия пожаров во многом зависят от причин и условий, способствующих их распространению или препятствующих тушению. По статистическим данным известно, что число пожаров, получивших распространение из-за позднего сообщения о пожаре, составляет около 48 %, а в результате непринятия мер по тушению до прибытия пожарных подразделений -- около 4 % - Это подчеркивает необходимость знания людьми (особенно занимающимися обслуживанием электрооборудования) последовательности действий при обнаружении и тушении пожара. В этой связи важно получить необходимый объем информации о способах и средствах тушения пожаров.

2. Тушение пожаров водой

Вода является одним из наиболее доступных, дешевых и широко распространенных огнегасительных средств, пригодных для тушения как малых, так и больших пожаров.

Огнегасительные свойства воды заключаются в том, что она имеет большую теплоемкость, способна отнимать от горящих веществ значительное количество тепла, снижая температуру очага горения до такой, при которой горение становится невозможно. Известно, что для нагрева 1 л воды на 1° С необходимо затратить 4,2 кДж. Следовательно, при тушении пожара 1 л воды, нагреваясь от температуры помещения (20° С) до кипения (100° С), отнимет от очага горения 335 кДж. Затем, переходя из одного физического состояния в другое (из жидкого в парообразное), за счет скрытой теплоты парообразования отнимет еще 2260 кДж. При этом выделяющийся при испарении воды пар (1700 л пара из 1 л воды), препятствуя доступу кислорода к горящему веществу, дополнительно способствует прекращению горения.

Воду нельзя применять для тушения веществ, вступающих с ней в реакцию, например, металлов калия и натрия, которые даже при низкой температуре вступают в реакцию с водой и замещают в ней водород. Выделяющийся водород в смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь. Воду нельзя использовать при тушении электрических установок, находящихся под напряжением, поскольку при этом появляется опасность поражения человека, который производит тушение, электрическим током, а также при тушении карбида кальция из-за возможности взрыва выделяющегося при этом ацетилена. Для пожаротушения вода применяется в виде компактных струй, в распыленном состоянии, тонкодисперсном состоянии, а также в виде воздушно-механической пены. Компактные струи воды, направленные на очаг горения, обладают большой силой, и, действуя механически, сбивают пламя, одновременно охлаждая горящие поверхности. Такими струями тушение пожара можно производить с дальнего расстояния, что имеет существенное значение при интенсивном излучении тепла, затрудняющем подход к очагу горения. Применять компактные струи при тушении пожара можно не всегда. Их нельзя применять при тушении горящих легковоспламеняющихся жидкостей, так как при этом происходит растекание жидкости, всплывающей на поверхность воды, что способствует увеличению зоны горения.

Если воду применять в распыленном состоянии, в виде мелкодисперсных частиц, когда большинство капель распыленной воды имеет размер менее 0,1 мм, то при этом увеличивается поверхность соприкосновения воды с горящими веществами, что способствует более интенсивному отбору водой тепла от очага горения и образованию пара, способствующего тушению. Распыленная струя воды при пожарах в помещениях может быть применена для снижения температуры и осаждения дыма. Струя воды подается в верхнюю часть помещения и распределяется по наибольшей площади с тем, чтобы путь движения воды в нагретом воздухе и дыме был возможно большим. Опускаясь вниз, мелкие капли воды нагреваются и испаряются, а более крупные нагреваются и поглощают газообразные и твердые продукты горения. Благодаря этому температура в горящем помещении снижается, дым оседает, очаг горения становится видимым и появляется возможность более эффективного тушения пожара.

Вода в распыленном состоянии может применяться для тушения горящих нефтепродуктов с температурой вспышки свыше 120° С.

Добавление к воде 0,2-2,0% (по массе) пенообразователей способствует понижению поверхностного натяжения, в результате чего улучшаются ее огнегасительные свойства, в 2-2,5 раза уменьшается расход воды, сокращается время тушения. В качестве пенообразователей используют сульфонаты, пенообразователь ПО-1, ПО-6, ПО-11, смачиватель НБ (некаль) и др.

2.1 Тушение пожаров при условии низких температур

При тушении пожаров в условиях низких температур (-10°С и ниже) необходимо:

- применять на открытых пожарах и при достаточном количестве воды пожарные стволы с большим расходом, ограничить использование перекрывных стволов и стволов распылителей;

- принимать меры к предотвращению образования наледей на путях эвакуации людей и движения личного состава;

- прокладывать линии из прорезиненных и латексных рукавов больших диаметров, рукавные разветвления по возможности устанавливать внутри здания, а при наружной установке утеплять их;

- защищать соединительные головки рукавных линий подручными средствами, в том числе снегом;

- при подаче воды из водоемов или пожарных гидрантов сначала подать воду из насоса в свободный патрубок и только при устойчивой работе насоса подать воду в рукавную линию;

- прокладывать сухие резервные рукавные линии;

- в случае уменьшения расхода воды подогреть ее в насосе, увеличивая число оборотов двигателя;

- избегать перекрытия пожарных стволов и рукавных разветвлений, не допускать выключения насосов;

- при замене и уборке пожарных рукавов, наращивании линий подачу воды не прекращать, а указанные работы проводить со стороны ствола, уменьшив напор;

- замерзшие соединительные головки, рукава в местах перегибов и соединений отогревать горячей водой, паром или нагретыми газами (замерзшие соединительные головки, разветвления и стволы в отдельных случаях допускается отогревать паяльными лампами и факелами);

- подготавливать места для обогрева участников тушения и спасаемых и сосредоточивать в этих местах резерв боевой одежды для личного состава;

- избегать крепления на пожарных лестницах и вблизи них рукавных линий, не допускать обливания лестниц водой;

- не допускать излишнего пролива воды по лестничным клеткам.

В таблице дан характер взаимодействия воды с некоторыми веществами

Вещество	Характер взаимодействия с водой
Алюминийорганические соединения	Реагируют со взрывом
Арсениды металлов	Образуется арсенид водорода (арсин), самовозгорающийся на воздухе
Высокочувствительные взрывчатые вещества (азид свинца, гремучая ртуть, нитроглицерин)	Взрываются от удара струи воды
Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, алюмогидриды щелочных металлов	Выделяется водород, воспламеняющийся от тепла реакции; возможны взрывы
Карбиды алюминия, бария, кальция, магния,	Разлагаются с выделением горючих газов
Карбиды щелочных металлов	При контакте с водой взрываются
Магний и его сплавы	Горящий металл разлагает воду на водород и кислород
Пероксиды щелочных и щелочноземельных металлов	Бурно реагируют с образованием пероксида водорода и выделением теплоты
Силициды металлов (лития, магния, железа и др.)	Выделяется силицид водорода (силан), самовоспламеняющийся на воздухе
Стибиды металлов	Выделяется горючий стибид водорода (стибин)
Щелочные металлы	От тепла реакции воспламеняются выделяющийся водород и сами металлы

2.2 Тушение пожаров при недостатке воды

При тушении пожара в условиях недостатка воды необходимо:

- принимать меры к использованию иных огнетушащих веществ;

- организовывать подачу пожарных стволов только на решающем направлении, обеспечивая локализацию пожара на других участках путем разборки конструкций и создания необходимых разрывов;

- проводить дополнительную разведку водоисточников для выявления запасов воды (артезианские скважины, чаны, градирни, колодцы, стоки воды и т.п.);

- организовывать подачу воды на тушение развившихся пожаров с помощью насосных станций, морских и речных судов, пожарных проездов, а также перекачкой насосами пожарных автомобилей;

- обеспечивать подвоз воды автоцистернами, бензовозами, поливочными и другими автомобилями, если невозможна подача воды по магистральным рукавным линиям (отсутствие рукавов, техники, пожарных автомобилей, водоисточников). Применять такое количество пожарных стволов, которое обеспечивает непрерывное их действие с учетом запасов и подвоза воды;

- устраивать организованную заправку пожарных машин горючим и огнетушащими веществами;

- осуществлять пополнение водоемов малой емкости;

- организовать забор воды с помощь пожарных гидроэлеваторов, мотопомп или других средств, если перепад высот между пожарным автомобилем и уровнем воды в водоеме превышает максимальную высоту всасывания насоса или отсутствуют подъезды к водоемам;

- организовывать строительство временных пожарных водоемов и пирсов при тушении крупных, сложных и продолжительных пожаров;

- подавать пожарные стволы с насадками малого диаметра, использовать перекрывные стволы-распылители, применять смачиватели и пену, обеспечивая экономное расходование воды;

- принимать меры к повышению давления в водопроводе, а при недостаточном давлении в нем осуществлять забор воды из колодца пожарного гидранта через жесткие всасывающие пожарные рукава;

- организовывать работу по предотвращению распространения огня путем разборки конструкций, удаления горящих предметов и отдельных конструкций здания (или сноса зданий и сооружений), а также ликвидацию горения подручными средствами и материалами. Приборы и аппараты для тушения пожаров водой

2.3 Приборы и аппараты тушения пожара водой

Ручные приборы. К ручным приборам для тушения пожаров водой относят гидропульт-ведро, рукава, рукавные соединения, соединения-стволы и спрыски. Стволы и спрыски могут быть водяные и воздушно-пенные. Водяные стволы служат для направления струи воды, спрыски -- для получения компактной или распыленной струи, воздушно-пенные спрыски -- для направления струи пены.

Для успешной борьбы с пожарами на складах лесоматериалов, деревообрабатывающих предприятиях, заводах, фабриках и складах рекомендуется применять переносные или стационарные стволы со специальными лафетными устройствами.

Пожарные рукава подразделяют на всасывающие и напорные. Всасывающие рукава, служащие для всасывания воды из водоемов насосом, состоят из внутреннего слоя резины, спирали из стальной проволоки, наложенного на нее слоя резины, нескольких слоев прокладок из прорезиненной ткани и наружного слоя из односторонне прорезиненной ткани. На концах рукавов имеются мягкие манжеты для прикрепления к рукаву соединительных головок (гаек). Напорные рукава предназначены для подачи воды от насоса, крана или гидранта до места пожара. Они бывают пеньковые, льняные или прорезиненные.

Рукавные соединения представляют собой головки (гайки), служащие для соединения отдельных рукавов в рукавную линию, а также для присоединения рукавов к пожарным кранам и стволов к рукавам. Рукавные соединительные головки (гайки) бывают винтовые и быстросмыкаемые (последние получили большое распространение). Гидропульт-ведро представляет собой ручной одноцилиндровый насос, вмонтированный в ведро вместимостью 20 л.

К механизированным агрегатам, применяемым для тушения пожаров водой, относятся мотопомпы, автонасосы, автоцистерны и др. В лесной промышленности тушения пожаров водой применяют мотопомпы, автонасосы, пожарные дрезины и поезда, пожарные катера, теплоходы и специальные пожарные автомобили.

Мотопомпа МП-600 состоит из одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания и центробежного одноступенчатого насоса, установленных на общей раме, а подачей 600 л/мин. Мотопомпы МП-800 и МП-800А состоят из двухцилиндровых карбюраторных двухтактных двигателей внутреннего сгорания и одноступенчатых центробежных насосов, установленных на общей раме, подача насоса 800 л/мин. Мотопомпы МП-1200 и МП-1400 представляют собой одноосный прицеп. Подача мотопомпы МП-1200--1200 л/мин, МП-1400 --1400 л/мин.

Безопасность работы на мотопомпах обеспечивается их исправностью, а также соблюдением правил заправки горючего и заводки двигателя. Безопасность при эксплуатации автонасосов (на пожарных машинах) и автоцистерн обеспечивается правильным содержанием машин, а также соблюдением специальных правил. Для пожаротушения могут быть использованы машины хозяйственного назначения: поливочно-моечные и дождевальные установки; землеройные машины. Порядок использования машин хозяйственного назначения устанавливается местными пожарными командами. Кроме рассмотренных машин, механизмов и орудий, для тушения лесных пожаров, используют специальные самолеты и вертолеты.

3. Исходные данные для расчетов

Стирол, винилбензол, этилбензол, фенилэтилен, C8H8

Физико-химические свойства: бесцветная жидкость. Мол. масса 104,14; плотность 901,7 кг/м3 при 25°С; т. кип. 145°С; lg p = 7,0654-2123,057/(272,988+t) при температуре -7 до 146°С; плотность пара по воздуху 3,6; коэф. диф. Пара в воздухе 0,0674 см2/с при 0°С; теплота образов. 155,6 кДж/моль; теплота cгоpания - 4438,8 кДж/моль; в воде не растворяется.

Пожароопасные свойства: Легковоспламеняющаяся жидкость. Т. вспышки.: 30°С (з.т.), 37°С (о.т.); т. самовоспламенения 490°С; концентрационные пределы распространения пламени 1,1-7,2% об.; температурные пределы распр. пл.: нижний 27°С, верхний 67°С (расч.); т. гор. 1590 К; минимальная энергия зажигания 0,99 мДж при 40°С; максимальное давление взрыва 650 кПа; нормальная скорость распространения пламени 0,57 м/с при 95°С.

Средства тушения: Распыленная вода, воздушно-механическая пена, порошки, аэрозольные составы.

Структурная формула стирола:

4. Расчет показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов

4.1 Расчет температуры вспышки индивидуальных жидких веществ в закрытом тигле (з.т.)

а) Температура вспышки tвсп веществ, имеющих нижеперечисленные структурные группы (табл. 3.1), рассчитывается по формуле, °С:

tвсп = aо + а1 tкип +j* l j (1)

где а0 -- размерный коэффициент, равный минус 73,14°С;

а1 -- безразмерный коэффициент, равный 0,659;

tкип -- температура кипения исследуемой жидкости, °С;

lj -- число структурных групп j-го вида в молекуле;

aj -- эмпирические коэффициенты, приведенные в табл.1 Приложения 1.

Средняя квадратичная погрешность расчета по формуле (1) составляет

9 - 13 °С.

Решение.

Первый способ.

По табл.1 Приложения 1 находим:

; ;

; ;

; ;

tкип =145°С

Подставляя эти величины в формулу (1), получаем:

tвсп = -73,14 + 0,659145 + 4(-0,28) + 4(-2,03) + 8(1,105) = 29,32°С ? 29°С

Д= |30 - 29,3| = 0,7°С

Второй способ.

По табл.1 Приложения 1 находим:

a с=с = 1,72 l с=с = 1

tвсп = -73,14 + 0,659145 + 1(67,83) + 3(1,105)+1(1,72) = 30,015°С

Экспериментальное значение tвсп 30°С.

Д= |30 - 30,015| = 0,015°С.

б) Для органических соединений, состоящих из атомов С, Н, О, N, а также галоидорганических и элементоорганических соединений, содержащих атомы S, Si, P, Cl, температура вспышки рассчитывается по формуле

tвсп = C0 + С1 ? tкип + С2 |?Нсг|, (2)

где ?Нсг -- мольная теплота сгорания вещества, кДж/моль;

C0, С1, С2 - эмпирические константы, величины которых приведены в табл.2 Приложения 1.

Средняя квадратическая погрешность расчета по формуле составляет 9 -13 ?С.

Решение. Используя данные табл.2 Приложения 1, получаем:

?Нсг = -4438,8 кДж/моль

tкип = 145°С

C0 = -45,5;

С1 =0,83;

С2 =-0,0082;

tвсп = -45,5 + 0,83145 - 0,0082|-4438,8| = 38,5 ?С

Экспериментальное значение tвсп стирола 30?С.

Д = |30 - 38,5| = 8,5?С.

в) Более точную температуру вспышки классов веществ рассчитывают по формуле

tвсп = а + b ? tкип, (3)

где а и b -- эмпирические коэффициенты, значения которых приведены табл.3 Приложения 1.

Средняя квадратическая погрешность при расчете по формуле (3) составляет 3 - 5 °С.

tкип = 145°С,

а= -67,83°С,

b = 0,665°С.

Решение. Используя данные табл.3 Приложения 1, получаем:

tвсп = - 67,83 + 0,665145 = 28,6 °С

Экспериментальное значение tвсп стирола 30 °С.

Д = |30-28,6| = 1,4?С.

Наиболее приближенное значение tвсп к справочному значению tвсп, вычисляется по формуле данной в пункте «а».

4.2 Расчет температуры воспламенения индивидуальных жидкостей

Температуру воспламенения (tвосп) индивидуальных жидкостей в °С вычисляют по формуле:

tвосп = aо + а1 tкип +j l j

где a0 - размерный коэффициент, равный минус 47,79 °С;

a1 - безразмерный коэффициент, равный 0,882;

aj - эмпирические коэффициенты, приведенные в таблице 4 Приложения 1.

Средняя квадратическая погрешность расчета составляет 5 °С.

Решение.

Первый способ.

Исходя из данных табл.4 Приложения 1 имеем:

a с-с = 0,027°С l с-с= 4

a с-н = -2,118°Сl с-н= 8

а с=с = -8,980°С l с=с = 4

tкип = 145°С

tвосп = -47,79 + 0,882145 + 0,0274 - 2,1188 -8,9804 = 27,3°С

Экспериментальных значений tвосп нет.

Второй способ.

a с-с = 0,027°С l с-с= 1

a с-н = -2,118°Сl с-н= 8

а с=с = -8,980°С l с=с = 1

°С

tкип = 145°С

tвосп = -47,79 + 0,882145 + 0,0271 - 2,1188 -8,9801-2,0696 = 41,8°С

Справочных значений tвосп нет.

Расчет нижнего концентрационного предела распространения пламени индивидуальных веществ

а) Нижний концентрационный предел распространения пламени цн веществ, молекулы которых состоят из атомов С, Н, О, N, S, Si, P, F и С1, может быть вычислен по формуле:

цн (1)

где hобр -- коэффициент при теплоте образования газа, моль/кДж;

-- стандартная теплота образования вещества в газообразном состоянии при 25°С, кДж/моль;

hj -- коэффициент j-го элемента;

mj-- число атомов j-го элемента в молекуле.

Значения коэффициентов hj приведены в таблице 1 Приложения 2.

Относительная средняя квадратичная погрешность расчета по формуле (1) составляет 8%.

Решение.

=155,6 кДж/моль;

hобр =0,0489;

тС = 8;

тН = 8.

Принимая значения коэффициентов

hС =3,929;

hН =4,476.

по табл. 1 Приложения 2, получаем:

цн = 100/(1+0,0399(155,6)+3,9298+4,4768)=1,32%об.

Экспериментальное значение нижнего концентрационного предела распространения пламени стирола равно 1,1% об.

% ошибки =( |1,1-1,32| /1,1)*100% = 20%

б) Точность расчета по формуле (1) повышается при использовании коэффициентов hобр и hj для отдельных классов химических соединений. Значения этих коэффициентов приведены в таблице 2 Приложения 2.

Погрешность расчета цн по формуле (1) с использованием коэффициентов табл. 2 Приложения 2 составляет 5%.

Решение. С учетом приведенной формулы этилацетата имеем

=155,6 кДж/молъ;

Принимая значения коэффициентов

hС =4,904;

hН =5,569;

по табл. 2 Приложения 2

тС = 8;

тН = 8.

цн = 100/(1 + 0,00489(155,6) + 4,9044 + 5,5698) = 1,08% об.

Экспериментальное значение нижнего концентрационного предела распространения пламени стирола равно 1,1% об.

% ошибки =( | 1,1-1,08|/1,1)*100%=2%

в) Величину цн можно вычислить по формуле:

(2)

в которой hs - коэффициенты связей элементов, входящих в состав молекулы;

ms -- количество связей.

Значения коэффициентов связей приведены в таблице 3 Приложения 2.

Решение. Структурная формула стирола имеет вид:

Первый способ.

m С6Н6 = 1; h С6Н6 = 485,4;

m с-с = 1; h с-н = 41,2;

m с=с = 1; hс=с = 122,1;

m C-H = 3; hс=с = 49,2;

табл. 3 Приложения 2 получаем:

цн =1100/(1*485,4+3*49,2+1*41,2+1*122,1)=1,05% об.

Экспериментальное значение цн стирола равно 1,1% об.

% ошибки =( |1,1-1,05|/1,1)*100%=4,55%

Второй способ.

m с-н = 8; h с-с = 49,2;

m с-с = 4; h с-н = 41,2;

m с=с = 4; hс=с = 122,1;

табл. 3 Приложения 2 получаем:

цн =1100/(849,2+441,2+4122,1)=1,05%

Экспериментальное значение цн стирола равно 1,1% об.

% ошибки =(|1,1-1,05|/1,1)*100%=4,55%

Наиболее приближенное значение цн к справочному значению цн , вычисляется по формуле данной в пункте «б».

4.4 Расчет верхнего концентрационного предела распространения пламени индивидуальных веществ

Верхний концентрационный предел распространения пламени цв для индивидуальных органических веществ, молекулы которых состоят из атомов С, Н, О, N, C1, рассчитывается в зависимости от величины стехиометрического коэффициента кислорода в реакции горения по формулам:

(1)

или

(2)

Величина вычисляется по соотношению:

(3)

В формулах (1) - (3) hj и gs - постоянные коэффициенты, характеризующие структурные особенности вещества (их значения принимаются по табл.1 и табл.2 Приложения 3);

mj - количество связей j -го типа в молекуле соединения;

тС, тН, тО , mCl - число атомов углерода, водорода, хлора и кислорода в молекуле.

Относительная средняя погрешность расчета цв по формулам (1) и (2) не превышает 15%.

Решение:

структурная формула стирола имеет вид:

По формуле (3) вычисляем величину :

=8+0,25(8-0)-0,5=10

>8, то величину цв рассчитываем по формуле (2).

цн = 100/(0,768*10+6,554)=7,03% об..

Экспериментальное значение верхнего предела стирола равно 7,2% об.

% ошибки = (| 7,2-7,03| /7,2)*100%=2,37%

4.5 Расчет температурных пределов распространения пламени индивидуальных жидких веществ

а) Если известна зависимость давления насыщенных паров жидкости от температуры, то величина нижнего или верхнего температурного предела распространения пламени tn (°С) может быть вычислена с использованием соответствующего значения концентрационного предела распространения пламени цn по формуле:

где А, В, СА -- константы уравнения Антуана, выражающего зависимость давления насыщенных паров жидкостей.

Решение:

Нижний концентрационный предел распространения пламени стирола равен 1,1% об.;

константы уравнения Антуана А = 7,5106; В=1733,0; СА=232,38.

P =101,3 кПа.

°С.

Экспериментальное значение нижнего температурного предела стирола равно 27 °С.

Д=|27-29,5|=2,5°С

Верхний концентрационный предел распространения пламени стирола равен 7,2% об.;

константы уравнения Антуана А = 7,5106; В=1733,0; СА=232,38.

P =101,3 кПа.

°С.

Экспериментальное значение верхнего температурного предела стирола равно 67 °С.

Д=|67-69,3| = 2,3°С

б) Для веществ, молекулы которых включают структурные группы, представленные в табл. 1 Приложения 4, температурные пределы рассчитываются по формулам:

(1)

(2)

где lj -- число связей и структурных групп вида аj в молекуле. Значения коэффициентов аj приведены в табл.1 Приложения 4.

Среднее квадратическое отклонение расчетных данных по формулам (1) и (2) от экспериментальных составляет 8 град.

Решение:

tкип = 145 єC

l с-н = 8a с-н = -0,009 єC

l O = 1a O = -4,40 єC

l с-с = 1a с-с = -0,909 єC

l с-с = 1a с-с = -2,66 єC

tн = -62,5 + 0,665•145 + 8•(-0,009) + 1•(-4,40) + 1•(-2,66) + 1•(-0,909) = 24,4 єC.

Экспериментальное значение нижнего температурного предела стирола равно 27 °С.

Д = |27-24,4| = 2,6°С

tкип = 145 єC

l с-н = 8a с-н = 0,570 єC

l O = 1a O = -4,60 єC

l с-с = 1a с-с = -1,158єC

l с-с = 1a с-с = -4,64 єC

tв = -41,4 + 0,723•145 + 8•(0,570) + 1•(-4,60) + 1•(-1,158) + 1•(-4,64) = 57,6 єC.

Экспериментальное значение верхнего температурного предела стирола равно 67 °С.

Д = |67-57,6| = 9,4°С

Наиболее приближенные значения tн и tв к справочным значениям tн и tв вычисляются по формуле данной в пункте «а».

Список использованной литературы

1.Справочник «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения» Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. В 2 ч.-М.: Ассоциация « Пожнаука», 2004.

2. Справочник инженера пожарной охраны: учеб.-практ. пособие. - М.: «Инфра-инженерия», 2005.

3. «Процессы горения и взрыва.- М.: Изд-во «Пожнаука», 2007.

Приложение 1

К расчету температуры вспышки и воспламенения

Таблица 1 - Значения эмпирических коэффициентов (для различных видов структурных групп)

Структурная группа	aj, °C	Структурная группа	aj, °С
С--С	-2,03	С=О	11,66
С---С	-0,28	C?N	12,13
с--н	1,105	N--H	5,83
С--О	2,47	О--Н	23,90
С=С	1,72	C--F	3,33
C--N	14,15	C--S	2,09
C--Cl	15,11	C=S	-11,91
C--Br	19,40	H--S	5,64
Si--H	11,00	P--O	3,27
Si--C	-4,84	P=O	9,64
Si--Cl	10,07

Таблица 2 - Значения эмпирических констант С0, С1, С2 (для различных классов соединений)

Класс соединений	С0	C1	С2
Соединения, состоящие из
атомов С, Н, О, N	-45,5	0,83	-0,0082
атомов С, Н, О, N, Cl	-39,6	0,79	-0,0114
Соединения, содержащие атомы F, Вr	-57,4	0,79	-0,0147
Элементоорганические соединения, содержащие атомы S, Si, Р, Сl	-45,5	0,83	-0,0082

Таблица 3 - Значения эмпирических коэффициентов а и b (для разных классов веществ)

Класс веществ	а, °С	b
Алканы	-73,22	0,693
Спирты	-41,69	0,652
Алкиланилины	-21,94	0,533
Карбоновые кислоты	-43,57	0,708
Алкилфенолы	-38,42	0,623
Ароматические углеводороды	-67,83	0,665
Альдегиды	-74,76	0,813
Бромалканы	-49,56	0,665
Кетоны	-52,69	0,643
Хлоралканы	-55,70	0,631

Таблица 4 - Значения эмпирических коэффициентов aj к расчету температуры воспламенения

Структурная группа	aj, ° С	Структурная группа	aj, ° С
С--С	0,027	С=О	--0,826
С---С	-- 2,069	C--N	--5,876
С=С	-- 8,980	O--Н	8,216
С--Н	-- 2,118	N--Н	--0,261
С--О	-- 0,111

Приложение 2

К расчету НКПР

Таблица 1 - Значение коэффициентов hj формулы (1)

hj	Значение	hJ	Значение
hС	3,929	hSi	34,352
hН	4,476	hP	27,944
hО	-0,522	hF	5,283
hN	-0,494	hCl	-1,767
hS	10,602	hобр	0,0399

Таблица 2 - Значения коэффициентов hобр и hj для различных классов химических соединений

Класс соединений	hобр	hС	hН	hО	hN	hCL
Алканы	0,0399	3,919	4,483	-	-	-
Алифатические спирты	0,0432	4,287	4,889	-0,522	-	-
Алкены	0,0419	4,141	4,727	-	-	-
Ароматические углеводороды	0,0489	4,904	5,569	-	-	-
Алкилхлориды	0,0399	3,919	4,483	-	-	-0,586
Алкиламины	0,0360	3,501	4,006	-	-0,494
Кетоны	0,0453	4,534	5,142	-0,522
Альдегиды	0,0490	4,936	5,583	-0,522
Карбоновые кислоты	0,0594	6,087	6,847	-0,522
Эфиры карболовых кислот	0,0510	5,161	5,830	-0,522
Простые эфиры	0,0415	4,113	4,679	-0,522

Таблица 3 - Значения коэффициентов hs в формуле (2)

Вид связи	hs	Вид связи	hs
С - С	41,2	О - Н	5,7
С = С	122,1	C - N	25,0
С = С	341,5	N - H	20,9
С - Н	49,2	С - С1	7,8
С - О	10,9	N - N	152,2
С = О	34,3		485,4
Углеродный скелет бензольного кольца

Приложение 3

К расчету ВКПР

Таблица 1 - Значения коэффициента hj в формуле (1)

Связь	hj	Связь	hj
С - Н	1,39	С - С1	0,71
С - С	-0,84	C - N	-1,77
С = С	0,24	N - H	0,69
С - О	-1,40	N ? C	2,07
С = О	1,31	С ? С	1,93
О - Н	1,25	C---C	0,89

Таблица 2 - Значения коэффициента qs в формуле (1)

Структурная группа	qs
	-1,47
Неароматический цикл	9/тс
	1,11

Приложение 4

К расчету температурных пределов распространения пламени

Таблица 1 - Величины коэффициентов аj в формулах (1) и (2)

Связь или структурная группа	аj	Связь или структурная группа	аj
	tн	tв		tн	tв
С - Н	-0,009	0,570		-4,40	-4,60
С - С	-0,909	-1,158	C - N	-2,14	0,0967
С - О	0,110	1,267	N - H	6,53	6,152
О - Н	19,75	17,80	С = С	-2,66	-4,64

Размещено на www.allbest.

...