Системи пожежної та охоронної сигналізації
Страница 28 из 36
< >< >< >11.1. Характеристика способів виявлення загорянь
Згадаємо, що будь-яке загоряння, яке виникло в приміщенні, є "генератором" ряду фізичних параметрів, що характеризують як сам осередок горіння, так і зміну властивостей середовища в приміщенні. Сукупність параметрів, що генеруються осередком горіння, можна поділити на дві групи.
Перша група - параметри, не пов'язані з процесом руху і поширення в приміщенні продуктів горіння, тобто з процесом масопереносу, інформаційними ознаками яких є: спектральний склад і інтенсивність випромінювання, флуктуація і інтенсивність випромінювання. Виявлення загорянь за випромінюванням полум'я можна проводити за допомогою пожежних сповіщувачів полум'я.
Друга група - параметри, пов'язані з процесом рушення в приміщенні газоповітряної суміші від осередку горіння. Інформаційними параметрами даної групи є:
- температура, яка може бути виявлена тепловими пожежними сповіщувачами;
- швидкість зростання температури;
- флуктуація (коливання) температури, що виникає внаслідок турбулентної течії газів під стелею приміщення.
Швидкість наростання температури виявляється за допомогою диференціальних пожежних сповіщувачів, флуктуація температури - за допомогою фотопроменевих (оптично-електронних) пристроїв виявлення.
Крім теплових параметрів загоряння, істотною ознакою пожежі є виникнення заряджених часток. Ці частки виявляються іонізаційними пристроями.
Також ознакою пожежі є виділення газоподібних продуктів горіння і твердих часток диму, які виявляються за допомогою газоаналізатору і оптичними методами із загасання і розсіюванню випромінювання, що проходить через задимлене середовище.
< >< >< >11.2. Умови побудови фізичної моделі осередку пожежі у закритому приміщенні
При розробці та проектуванні нових систем пожежної автоматики, призначених для раннього виявлення пожежі, можуть використовуватися різні види моделювання. Наприклад, створення математичних і фізичних моделей процесу горіння.
Оскільки в реальних розрахунках неможливо врахувати вплив всіх чинників пожежі, то на моделі накладається ряд обмежень. При побудові фізичної моделі початкової стадії розвитку пожежі робляться наступні обмеження:
1. Загоряння ТГР виникає вмить на площі обмежених розмірів і не розвивається у часі.
2. Осередок пожежі перебуває в стадії полум'яного горіння.
3. Осередок пожежі знаходиться в центрі підлоги приміщення, розміри якого значно перевищують розміри загоряння.
4. Стеля приміщення горизонтальна і плоска.
5. В основній ділянці у висхідному і веєрному струменях середня надмірна температура газу в перетинах істотно вище за температуру повітря в приміщенні.
6. Седиментацією диму можна нехтувати (седиментація - осідання дрібних часток якого-небудь тіла (диму) в рідині або газі під впливом гравітаційного поля або відцентрових сил).
7. У приміщенні відсутня температурна стратифікація (стратифікація - розподіл температури повітря по вертикалі).
Для рішення задач раннього виявлення загорянь (пожежі) приведені умови не є жорсткими, і в більшості випадків вони характерні тільки лише для початкової стадії розвитку пожежі.
< >< >< >11.3. Побудова фізичної моделі пожежі у закритому приміщенні
Фізика процесу розповсюдження продуктів горіння і основні етапи полягають в наступному.
Осередок загоряння являє собою джерело теплоти. У зоні горіння утворюються гази, температура яких перевищує температуру навколишнього повітря, і, отже, їх щільність менше щільності повітря в приміщенні. Внаслідок впливу архімедових сил, нагріта газова суміш підіймається над осередком загоряння у вигляді струйної течії. За мірою просування вгору гази перемішуються з навколишнім повітрям і утворюють газоповітряну суміш. Зустрічаючи перешкоду, газоповітряна суміш розтікається вздовж неї (вздовж стелі), при цьому за рахунок залучення повітря теплофізичні параметри суміші все більше наближаються до аналогічних параметрів повітря (рис.11.1).
 |
|
Рис. 11.1 - Графічне уявлення процесу розповсюдження потоків тепла та диму над осередком пожежі в закритому приміщенні
|
|
Характерними особливостями 1-ї зони є:
- відсутність активного підмішування навколишнього повітря;
- ламінарний (струйний) характер потоку висхідних газів;
- перетин потоку із збільшенням висоти підйому газів меншає;
- швидкість руху газів із збільшенням висоти зростає.
Досягши деякої висоти Н1, потік вступає у 2-гу зону, де відбувається наступне:
- потік набуває осьосиметричного характеру;
- до газів активно підмішується повітря з навколишнього середовища (НС) і утворюється газоповітряна суміш (ГПС);
- характер руху газоповітряної суміші стає турбулентним;
- із збільшенням висоти збільшується:
1) перетин потоку;
2) щільність ГПС;
- із збільшенням висоти меншає:
1) концентрація газів в суміші;
2) температура потоку;
3) швидкість ГПС.
Потік при своєму русі вгору від рівня Н1 утворює конус, що розширюється, з куполоподібною вершиною і плоскою основою. При досягненні вершиною потоку перекриття в точці, яка називається "лобовою точкою", основа цієї вершини досягне висоти Н2.
По досягненні перешкоди вершина ГПС розтікається вздовж перекриття, при цьому її основа підіймається від рівня Н2 до рівня Н3.
Таким чином, модель потоку у другій зоні (від рівня Н1 до рівня Н2) являє собою усічений конус з плоскою основою, що розширюється із збільшенням висоти.
Третя зона Руху потоку формується при розтіканні вершини ГПС вздовж перекриття. Безпосередньо у стелі приміщення струйна течія, зустрічаючи перешкоду, повертає на 90°, і газоповітряна суміш розтікається вздовж стелі у вигляді "обмеженого осьосиметричного веєрного струменя". У зоні натікання на перекриття стелі висхідного конвективного струменя і розтікаючої газоповітряної суміші під стелею можна виділити дві ділянки, що розрізняються за способом утворення турбулентності:
- область III (зона повороту струйної течії);
