Установление причины пожара. Применяемые методы (определение тепловой энергии и температуры искр), страница 2

где λ = 22∙10^-3 - коэффициент теплопроводности воздуха Вт/м∙К.

6. Так как, в результате расчетов было получено, что при падении искры с 3 и 6 метров τ>(τ_кр+τ_р), то для определения конечной температуры искры (Т_кон), К, использовалась известная формула:

Т_кон = Т_о+(Т_пл–Т_о.с.)×exp[-((α×S_и)/(С_и×М_и))×(τ-(τ_кр+τ_р))].

7. Количество тепла (W), Дж, отдаваемое каплей металла твердому или жидкому горючему материалу, на который она попала, вычислялось по формуле:

W = V_и ×р_и×С_и×(Т_пл–Т_св),

где Т_св – температура самовоспламенения горючего материала, К.

После проведения всех вычислений, были получены следующие результаты:

Объем искры, м³                                                                 6,55∙10^-11

Масса искры, кг                                                                  5,148∙10^-7

Площадь поверхности искры, м²                                       7,85∙10^-7

Время полета в расплавленном состоянии

(с высоты 3 и 6 м), с                                                           0,17 и 0,14

Время полета в состоянии кристаллизации

(с высоты 3 и 6 м), с                                                           0,50 и 0,42

Среднее время полета искры (с высоты 3 и 6 м), с           0,78 и 1,10

Количество тепла, отдаваемое горючему

материалу при падении с высоты 3 и 6 м, Дж                   0,29 и 0,16

Конечная температура искры в твердом

состоянии при падении с высоты 3 и 6 м, ⁰С                    1267 и 852

Результаты расчета показали, что капля металла диаметром 0,5 мм имела температуру не менее 852⁰С и могла отдать 0,16 Дж при падении с 6 метров, чего достаточно для воспламенения веществ и материалов, хранившихся на деревянных настилах.

После проведения расчета, для дополнительной проверки полученных результатов, был проведен экспертный эксперимент.

Для эксперимента использовался газовый аппарат с горелкой Р2А-0,1 по ГОСТ 5191-79, в которую подавался кислород и пропан с расходом, соответствующим режиму резки металла. Резке подвергались стальные конструкции. В процессе проведения эксперимента исследовались геометрические, температурные и временные параметры образующихся расплавленных частиц металла (искр).

По результатам эксперимента установлено, что основная масса образующихся искр имела диаметр 3-5 мм, отдельные частицы достигали диаметра 10-15 мм, радиус разлета которых составлял в основном не более 3 метров. Визуальной оценкой температурного режима горящих частиц было определено, что в начальный момент времени, вылетая из зоны резки, они имели ослепительно-белый цвет. После падения на бетонный пол с высоты 1 метра, частицы продолжали гореть с изменением цвета от ярко-красного до темно-красного. Продолжительность горения для частиц диаметром 3-5 мм составляла 3-6 секунд, для частиц диаметром 10-15 мм – 15-20 секунд. Согласно справочной литературе, ослепительно-белый цвет соответствует интервалу температур 1200-1500⁰С, ярко-красный - 850⁰С, темно-красный – 680-700⁰С.