Характеристики газовых огнетушащих веществ

Для помещений газ - самое безвредное вещество, так как химически он абсолютно неактивен. Но это и самое дорогое средство. Более дешевой альтернативой газу является дисперсная вода (она подается в помещение в виде тумана). При этом на комнату площадью 20 кв. м хватает всего 2-х ведер воды.

Инертный газ, сам по себе, абсолютно безвреден. Его смесь с кислородом не отравляет человека, но вполне может его удушить: в помещении остается всего 13% кислорода, а этого недостаточно для дыхания. Потому-то инертные газы в помещениях с большим скоплением людей (торговых центрах, концертных залах) применять не рекомендуется. Впрочем, как и хладоны. Концентрация хладонов в воздухе бывает значительно меньше инертных, но большинство хладонов отрицательно действуют на сердце, вызывая спазм. Для каждого хладона, помимо минимального процента, необходимого для тушения, существует еще предельная кардиологическая концентрация.

Только один хладон (23-й) при необходимой для тушения пожара концентрации (13-14%), имеет кардиологическую допустимость 50%. Такой значительный запас позволяет с высокой степенью вероятности утверждать, что огнетушащая концентрация не превысит допустимые нормы, и человек в очаге возгорания останется жив. Именно этот хладон используется для защиты от пожара в петербургском аэропорту Пулково. Словом, техническое оснащение должно максимально отвечать характеру объекта и минимизировать убытки. Пример стационарной установки с применением огнетушащих веществ изображен на рисунке 1.

Рис. 1. Схема модульной установки газового пожаротушения

1 – пожарные датчики; 2 – охранно-пожарная сигнализация; 3 – баллоны пожаротушения; 4 – кондиционирование; 5 – главный распределительный щит; 6 – источник бесперебойного питания.

Порядок расчета заданий

Пример

Задание 2.1. В машинном зале вычислительной техники помещена автоматическая установка газового пожаротушения. Рассчитать необходимое количество баллонов сжатого воздуха и баллонов с огнегасительным составом.

Решение:

а) Количество огнегасительного вещества определяется по формуле:

, (1)

где: - количество ГОТВ, кг;

- массовая огнегасительная концентрация газового состава, кг/м³;

- расчетный объем защищаемого помещения, м³;

- коэффициент, учитывающий особенности процесса газообмена в защищаемом помещении.

Для зала вычислительной техники можно принять =1,2;

Для определения массовой концентрации газового состава следует использовать формулу:

(2)

где: V - объемная концентрация вещества в % (об.), задается по табл. 1,

M - молекулярная масса вещества, задается по табл. 1.

б) Число баллонов с огнегасящим составом

, (3)

где: - объем баллона, м³; типажный ряд: V=1; 2; 6; 12; 24; 40; 80; 120 л.

- плотность газа, кг/м³ определяется по табл. 1;
- коэффициент заполнения определяется по табл. 1.

в) Определение объема воздушных баллонов определяется по формуле:

(4)

где: , - конечное давление в сосудах с огнегасящим составом и воздухом, соответственно, МПа;

- объем сосудов с огнегасящим составом, определяется как произведение количества баллонов на объем согласно типажному ряду,

- объем трубопровода, л.

Обычно принимают = = 5МПа; = 150МПа; =20л.

Задание 2.2.Рассчитать необходимый напор воды в гидранте и подобрать соответствующий ему трубопровод.

Решение:

а) Диаметр трубопровода определяется по формуле:

, (5)

где: q - расход воды в трубопроводе, м³/ч;

- скорость движения воды в трубопроводе, м/с.

Диаметр d необходимо выразить в дюймах, 1"=25,4мм. Дробную часть необходимо округлить в сторону увеличения.

б) Гидравлический уклон для стальных труб:

, (6)

где: - скорость движения воды в трубе, м/с;

d₁ - внутренний диаметр прямого типоразмера труб,
мм.

в) Напор Н (м) у исходной точки водопровода определяется
как сумма напоров его отдельных расчетных участков. Количество участков принимается равным 3:

(7)

где j - номер участка водопровода;

n - число участков водопровода;

К - Коэффициент местных сопротивлений (может при­ниматься по аналогии с воздухопроводами в соот­ветствии со Справочником по рудничной вентиля­ции[1]). Принимается равным 1,5;

l - длина участка водопровода, м;

i - гидравлический уклон участка водопровода;

а - угол наклона участка водопровода, град;

Н_к - требуемый напор в конечной точке водопровода (у пожарного крана необходимо иметь Н_к = 60-150м).

Примеры расчета.

Решение примера 1

а) Количество Хладона 23 определим по формуле (1):

Определяя до целых значений (в сторону увеличения) принимаем количество Хладона 23 равным 66 кг.

б) Число баллонов с ГОТВ определим по формуле (3). Берем согласно заданию баллон объемом 2 л, = 2л.

.

При­нимаем 19 баллонов объемом 2л с ГОТВ.

в) Объем воздушных баллонов определяем, используя формулу (4)

Таким образом, принимаем 4 баллона с воздухом объемом 2л.

Решение примера 2.

а) Диаметр трубопровода определяем по формуле (5)

, мм

или в дюймах:

, принимаем d¹ = 2,5.

б) Гидравлический уклон определим по формуле (6), считая диаметром d принятый в п. a) d^//=2,5^//, т.е. d" =d" x 25,4

в) Необходимый напор определим по формуле (7) :

n=3:

К = 1,5

l₁ = 430 м, l₂ = 605 м, l₃ = 520 м,

α₁=-30 град., α₂=63 град., α₃=-28 град.,

Н_к=65 м.

Н = [(1.5 ∙ 430 ∙ [-0.5 + 0.002]) + (1.5 ∙ 605 ∙ [0.89 + 0.002]) + (1.5 ∙ 520 ∙ [-0.46 + 0.002])] + 65 = [-321,2 + 809,4 – 357,2] + 65 = 196 m

Требования к отчету

Отчет, как письменный, так и устный должен содержать:

1. Сведения об основных газовых огнетушащих веществах.

2. Сведения о концентрациях необходимых для тушения возгораний.

3. Сведения об основных нормах газового пожаротушения.

4. Расчеты по формулам с указанием определяющих параметров.

5. Выводы.

Выводы должны содержать обоснование выбора средств защиты от возгораний и сведения об эффективности их применения.

Варианты заданий приведены в табл. 2 (для первого задания) и в табл.3 (для второго задания).

Контрольные вопросы

1. На какие группы подразделяются огнетушащие газовые вещества?

2. Приведите классификацию автономных установок пожаротушения по виду огнетушащего вещества.

3. Дайте определение термина «автоматическая установка пожаротушения».

4. Каков принцип действия огнетушащего вещества?

5. Создается ли опасность для здоровья человека при использовании метода газового пожаротушения, если да то перечислите их.

6. Можно ли назвать газовое пожаротушение экологически безопасным? Почему.

7. Какие вещества применяются в качестве огнетушащих?

8. В чем принципиальное отличие газового пожаротушения от аэрозольного.

Список литературы

1.НПБ 88-2001.

2.Рудничная вентиляция: Справочник; Под ред. К.З.Ушакова. – М.: Недра, 1988,-440с.

Таблица 2

Варианты условий к заданию № 1

№ варианта	Расчетный объем защищаемого помещения , м3	Объем баллонов ГОТВ , л	ГОТВ
			Аргон
			Хладон-23
			Хладон-227ea
			Хладон-125
			Хладон-318Ц
			Аргон
			Хладон-23
			Инерген
			Аргон
			Хладон-227ea
			Хладон-125
			Оксид углерода
			Инерген
			Хладон-318Ц
			Хладон-227ea
			Оксид углерода
			Инерген
			Хладон-23
			Хладон-125
			Хладон-318Ц
			Инерген
			Оксид углерода
			Аргон
			Инерген
			Хладон-125
			Хладон-227ea
			Хладон-318Ц
			Аргон
			Оксид углерода
			Хладон-23

Таблица 3

Варианты условий к заданию № 2

№ варианта	Расход воды в трубопроводе q, м3/ч	Скорость движения воды в трубе , м/с	Длина участка водопровода l, м	Угол наклона участка водопровода α, град.*	Требуемый напор H, м
								-42
						-68
						-15	-5
								-30
						-29		-56
						-66
						-12		-60
								-67
						-70		-77
							-45
						-72
							-80
						-90	-60
						-25	-48
							-55	-2
								-33
						-7	-8
						-40	-15
							-12	-28
							-45
							-34
						-5	-40
							-38	-11
						-72		-18
								-40
							-25
						-87		-6
							-54	-3
							-25	-26
						-70

* Примечание: Знак «-» перед углом наклона выработки означает, что движение воды происходит вниз по выработке, знак «+» - вверх по выработке.

Поиск по сайту: