Учет дополнительных параметров при расчёте концентрационных пределов распространения пламени горючих веществ

склонных к самовозгоранию, самовоспламенению и их пожароопасных свойств, позволяет эффективно применять меры противопожарной защиты. Именно это является залогом безопасной производственной деятельности объекта, где используются вещества и материалы склонные к самовозгоранию и самовоспламенению.

Список использованной литературы

1. Расчетные методы оценки пожаровзрывоопасности горючих жидкостей [Текст]: Учеб. пособие / А.А. Мельник, В.П. Крейтор, Е.Г. Коробейникова, М.Е. Шкитронов. - СПб.: СПбУ ГПС МЧС России, 2010. - 137 с.

2. Теория горения и взрыва [Текст]: Учеб. для вузов МЧС России по специальности 280104.65 - Пожарная безопасность / В.Р. Малинин, В.И. Климкин, С.В. Аникеев и др. - СПб.: СПбУ ГПС МЧС России, 2011. - 279 с.

УЧЕТ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ РАСЧЁТЕ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ

ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ

А.А. Троценко, доцент, к.б.н., Н.О. Дубина, студентка, Мурманский филиал Санкт-Петербургского университет

ГПС МЧС России, г. Мурманск

Пожары наносят громадный материальный ущерб и в ряде случаев сопровождаются гибелью людей. Поэтому защита от пожаров является важнейшей обязанностью каждого члена общества.

Под пожарной опасностью, заключенной в веществе или процессе, обычно понимают возможность возникновения и развития пожара [1].

Пожарная безопасность - это состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения используются необходимые меры по устранению негативного влияния опасных факторов пожара на людей, сооружения и материальные ценности.

Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Пожарная профилактика включает комплекс мероприятий, направленных на предупреждение пожара или уменьшение его последствий. Активная пожарная защита - меры, обеспечивающие успешную борьбу с пожарами или взрывоопасной ситуацией.

Для обеспечения наиболее эффективных, экономически целесообразных и технически обоснованных способов и средств предупреждения пожаров и их ликвидации с минимальным ущербом при наиболее рациональном использовании сил и технических средств тушения существует целая система показателей пожарной опасности. В данной работе, будет рассмотрен важный показатель

пожарной опасности, как концентрационные пределы распространения пламени.

Нижний и верхний концентрационный предел распространения пламени (воспламенения) - соответственно, минимальное и максимальное содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания [1].

Например, рассчитаем НКПР и ВКПР для гептана (С7И16) при стандартных условиях окружающей среды (20 0С). Для начала необходимо записать уравнение по воздуху:

С7Н16 + 11(О2 + 3,76ВД = 7СО2 + 8Н2О + 11 -3,76^

Далее используем формулу:

, _ 100 ф Я(В ) — íй^^ь,

где ф Н(В ) - нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени (НКПР и ВКПР), %;

в - число молекул кислорода (коэффициент перед кислородом в уравнении реакции горения вещества); а и Ь - константы, имеющие значения, приведенные в таблице [1]

КПР а В

НКПР 8,684 4,679

ВКПР

в < 7,5 1,550 0,560

в> 7,5 0,768 6,554

Получим, что НКПР гептана равен 0,998 %, а ВКПР равен 6,666 %. Отсюда следует, что 0,998 % гептана при стандартных и нормальных условиях будет достаточно, чтобы произошло самовоспламенение, не зависимо от того, на каком расстоянии находится источник зажигания. Эта пожаровзрывоопасная ситуация будет сохраняться в диапазоне концентрации вещества - 0,998 % - 6,666 %.

Принимается тот факт, что выше ВКПР пожаровзрывоопасные вещества становятся менее опасными. Следует заметить, что при недостатке (по массе и объёму) горючего вещества и одновременно при избытке окислителя, т.е. если, например, реакция происходит на открытом воздухе или в помещениях с хорошей вентиляцией, опасность горючего вещества не снижается.

Теперь предположим, что данное вещество мы будем транспортировать из Центрального округа на машине в г. Сочи, где температура окружающей среды летом равна +40 0С. Но не нужно забывать, что помимо температуры окружающей среды, дополнительно следует учитывать температуру, исходящую от нагретого двигателя, температуру прямых солнечных лучей. В учебниках обычно эти дополнительные значения температуры не учитываются, хотя они являются очень важными.

Поэтому к температуре окружающей среды необходимо прибавить температуру, исходящую от нагретого двигателя и температуру от прямых солнечных лучей. Возьмем примерно минимум и получим около 50 0С.

Для более высоких температур необходимо производить расчет с учетом

изменения температуры. Это можно сделать с помощью следующих формул:

ф ( н <>=ф •(

ф ( в е> = фв.(

где - концентрационные пределы распространения пламени,

рассчитанные при стандартных условиях окружающей среды -20 0С; ф ( н с>, ф (в с> - концентрационные пределы распространения пламени при температуре Т; 1550К и 1100К - температура горения соответственно на НКПР и ВКПР [1].

Получаем, что НКПР равен 0,974 %, а ВКПР - 0,690 %. Отсюда вывод, что перевозка гептана при НКПР= 0,974 % опасна. Необходимо разбавить вещество примерно в 20 раз, что повысит устойчивость горючего вещества к повышению температуры окружающей среды и позволит выиграть время при тушении пожара в случае незапланированной разгерметизации ёмкости с транспортируемым горючим веществом. Второй вариант обеспечения безопасной транспортировки горючих веществ из территориально прохладных регионов в более жаркие - добавление флегматизаторов, способствующих снижению пожаровзрывоопасных свойств веществ за счёт снижения чувствительности самого горючего вещества к внешним воздействиям (искре, трению, нагреванию, удару и т.п.). Типичными флегматизаторами являются нефтепродукты (например, парафины, стеарин, церезин), инертные газы и синтетические полимеры.

Таким образом, транспортировка по суше в автомобиле пожаровзрывоопасных веществ должна осуществляться с учётом, в первую очередь, таких параметров, как нижний концентрационный предел распространения пламени внутри вещества, разделённый на 20; в случае необходимости разбавить горючее вещество растворителем до частной процентной доли; а в случае невозможности разбавления - добавить соответствующий флегматизатор, позволяющий снизить чувствительность ГВ (далее - горючего вещества) к повышению температуры окружающей среды. В случае невозможности выполнения двух выше описанных условий, требуется оснастить кузов автомобиля холодильным оборудованием для транспортировки пожаровзрывоопасного вещества. Что касается материала, из которого сделана сама ёмкость для ГВ, то самым надёжным и дорогостоящим являются сплавы титана. Титановые сплавы имеют сверхструктурную решётку с более прочными межатомными связями, что обуславливает низкие коэффициенты диффузии и небольшую растворимость кислорода. Особенно эффективными оказались свойства сплавов на основе соединений титана с никелем, алюминием и ниобием (соответственно - Т!№, и Температура плавления таких сплавов -

выше 800 0С. Проведённые исследования данной группы сплавов подтвердили их упругие и прочные свойства, низкий коэффициент термического расширения (как фактора возможной разгерметизации ёмкости), высокие огнеупорные и огнестойкие свойства.

Список использованной литературы

1. Теория горения и взрыва [Текст]: Учеб. для вузов МЧС России по специальности 280104.65 - Пожарная безопасность / В.Р. Малинин, В.И. Климкин, С.В. Аникеев и др. - СПб.: СПбУ ГПС МЧС России, 2011. - 279 с.

2. Расчетные методы оценки пожаровзрывоопасности горючих жидкостей [Текст]: Учеб. пособие / А.А. Мельник, В.П. Крейтор, Е.Г. Коробейникова, М.Е. Шкитронов. - СПб.: СПбУ ГПС МЧС России, 2010. - 137 с.

3. Ночовная Н.А. Пути оптимизации эксплуатационных свойств сплавов на основе интер металлидов титана / Ночовная Н.А., Иванов В.И., Алексеев Е.Б., Кочетков А.С. // Авиационные материалы и технологии. - Спецвып. № 5. - 2012. -С. 196-206.

РАЦИОНАЛИЗАТОРСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЁТУ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ, РАЗМЕРОВ ВЗРЫВООПАСНОЙ ЗОНЫ

И РАДИУСА ПОРАЖЕНИЯ ВЗРЫВА

А.А. Троценко, доцент, к.б.н., А.С. Рахманов, студент, Мурманский филиал Санкт-Петербургского университета

ГПС МЧС России, г. Мурманск

Взрыв - процесс выделения энергии за короткий промежуток времени, связанный с мгновенным физико-химическим изменением состояния вещества, приводящим к возникновению скачка давления или ударной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов или паров, способных производить работу [1].

Довольно часто экспертам приходится сталкиваться с проверкой условий хранения взрывоопасных веществ, прогнозированием ЧС и последствиями их взрыва. Для экономии времени при расчётах и ускорения расследований дел необходимо проанализировать различные параметры и методики. Основными расчётами при этом являются определение избыточного давления взрыва вещества, размера взрывоопасной зоны и радиуса поражения. В данной статье будут предложены максимально рациональные пути расчётов приведённых выше параметров.

При прогнозировании последствий взрыва или детонации опасных веществ эксперт после сбора всех основных параметров данного на экспертизу вещества в первую очередь должен рассчитать избыточное давление взрыва этого вещества данной массы или объёма.

Избыточное давление взрыва является основным критерием, разделяющим взрывоопасные категории помещений от пожароопасных. В результате действия поражающих факторов взрыва происходит разрушение или повреждение зданий, сооружений, технологического оборудования, транспортных средств, элементов