Решение

1. Определим путь (L), пройденный фронтом пламени пожара за время свободного развития (_св= 15 мин). Так как время свободного развития более 10 мин, расчеты будем производить по формулам, предназначенным для расчета площади пожара при_св10 мин:

L^{ = 15 мин}= 5V_л+V_л₂= 51,2 + 1,25 = 12 м

где V_л– линейная скорость распространения фронта пламени пожара, равная 1,2 м/мин согласно условию задачи;₂=_св- 10 = 15 - 10 = 5 мин.

Поскольку первоначальный источник очага пожара согласно условию задачи расположен около центра наибольшей стены помещения (условно принят точечным), а пожарная нагрузка однородная и равномерно размещена на площади "пола помещения, фронт пожара с момента его возникновения будет перемещаться из очага пожара с одинаковой скоростью в пределах полукруга (рис. 9.10)

Так как к 15-й мин пожара фронт пламени проходит путь, равный 12 м, что меньше ширины помещения (24 м), следовательно, площадь пожара будет иметь форму полукруга.

Площадь пожара на 15-й мин может быть определена по формуле:

S_п^{ = 15 мин}=/2(5V_л+V_л₂)²= 3,14/2(51,2 + 1,25)²= 226 м²

2. Определим возможность локализации пожара первым подразделением, подавшим на 15-й мин два ствола РС-70 с диаметром насадка 25 мм (соответственно по одному стволу с западной и восточной сторон помещения, q_ств10 л/с).

Известно, что основным условием локализации пожара является равенство фактического расхода воды (подаваемого на тушение пожарными подразделениями) требуемому (расчетному) или превышение фактического расхода воды над требуемым: Q^в_ф()Q^в_тр() в определенный момент времени развития пожара.

Фактический расход воды на 15-й мин пожара известен из условия задачи, он равен 20 л/с.

Q_ф^{ = 15 мин}=N_ствq_ств= 210 = 20 л/с,

где N_ств,q_ств– соответственно количество поданных стволов с расход воды из ствола.

Так как на 15-й мин. радиус пожара больше расчетной глубины тушения ручными стволами, локализацию осуществляют по фронту распространения пожара, т. е. огнетушащее средство подают не на площадь пожара, а на ее часть — площадь тушения (S_т)

Требуемый расход воды для локализации пожара определим по формуле:

Q_тр^{ = 15 мин}=S_т()I_тр ,

где S_т() – площадь тушения на определенный момент времени, м²;I_{тр –} требуемая интенсивность подачи воды, задана по условию задачи — 0,2 л/см².

Площадь тушения на 15-й мин имеет форму полукольца и может быть рассчитана по формуле:

S_т^{ = 15 мин}=/2h_т(2R_п-h_т) = 3,14/25(212,0 - 5,0)149 м²,

где h_т– глубина тушения, для ручных стволов принимается равной 5 м, а для лафетных—10 м;R_п– радиус пожара на данный момент времени, м.

Тогда

Q_тр^{ = 15 мин}=S_т^{ = 15 мин}I_тр= 1490,229,8 л/с

В связи с тем, что на 15-й мин пожара фактический расход воды меньше требуемого Q_ф^{ = 15 мин}Q_тр^{ = 15 мин} (20 л/с29,8 л/с), можно сделать вывод, что первое подразделение локализовать пожар не сможет. Следовательно, после введения стволов первым подразделением на тушение пожара он будет продолжать распространяться в прежнем направлении. В соответствии с принятым в пожарно-технической литературе допущением, после введения первого ствола приQ_ф()Q_тр() значение линейной скорости распространения пожара уменьшается, и составляет 50 процентов от табличного значения (V_л= 0,5V_л^табл.) вплоть до момента локализации, при которомV_л= 0.

3. Определим параметры пожара на момент введения стволов вторым подразделением, т. е. на 25-й мин. Определим путь, пройденный фронтом пожара на 25-й мин:

L^{ = 25 мин}= 5V_л+V_л₂+ 0,5V_л(-_св) = 51,2 + 1,25 + 0,51,2(25-15) = 18 м

Так как на 25-й мин расчетный путь, пройденный фронтом пожара (18 м) из первоначального очага, меньше ширины помещения (рис. 9.10) площадь пожара по-прежнему будет иметь форму полукруга и может быть рассчитана по формуле:

S_п^{ = 25 мин}=/2[5V_л+V_л₂+ 0,5V_л(-_св)]²= 3,14/2[51,2 + 1,25 + 0,51,2(25-10)]²= 508 м²

Определим возможность локализации пожара пожарными подразделениями на 25-й мин. Для этого найдем значение фактического и требуемого расходов воды. Согласно условию задачи на 25-й мин дополнительно к двум работавшим стволам РС-70 вводятся два ствола РС-70 с диаметром насадка 25 мм. Следовательно, суммарный фактический расход воды на 25-й мин будет равен 40 л/с (Q_ф^{ = 25 мин}= 40 л/с).

Требуемый расход воды для локализации пожара на 25-й мин определим по формуле:

Q_тр^{ = 25 мин}=S_тI_тр= 2430,248,6 л/с,

Так как на 25-й мин площадь пожара имеет форму полукруга, площадь тушения рассчитывается по формуле:

S_т^{ = 25 мин}=/2h_т(2R_п-h_т) = 3,14/25(218 - 5)243 м²

Из сравнения фактического и требуемого расходов воды на 25-й мин следует вывод, что пожарные подразделения локализовать пожар не смогут, так как фактический расход меньше требуемого Q_ф^{ = 25 мин}Q_тр^{ = 25 мин}.

Поэтому после 25-й мин пожар будет распространяться в прежнем направлении.

4. Определим параметры развития и тушения пожара на момент введения стволов третьим прибывшим пожарным подразделением, т. е. на 40-й мин пожара. Определим путь, пройденный фронтом пожара на 40-й мин:

L^{ = 40 мин}= 5V_л+V_л₂+ 0,5V_л(-_св) = 51,2 + 1,25 + 0,51,2(40-15) = 27 м

Исходя из геометрических размеров помещения, видим, что на 40-й мин фронт пожара пройдет путь больше, чем ширина помещения. Поэтому форма площади пожара будет изменяться от полукруговой к прямоугольной с двухсторонним направлением распространения пожара (в восточном и западном направлениях).

Тогда площадь пожара на 40-й мин может быть рассчитана по формуле

S_п^{ = 40 мин}= 2L^{ = 40 мин}a= 22724 = 1296 м²

где а — ширина помещения, м.

Определим возможность локализации пожара пожарными подразделениями на 40-й мин. Для этого найдем значения фактического и требуемого расходов. Согласно условию задачи на 40-й мин к четырем уже работавшим стволам РС-70 (Q_ф= 40 л/с) вводятся еще два ствола РС-70 с диаметром насадка 19 мм (q= 14 л/с).

Следовательно, суммарный фактический расход воды на 40-й мин будет равен 54 л/с (Q_ф^{ = 40 мин}= 54 л/с).

Так как на 40-й мин форма площади пожара изменяется с полукруговой на прямоугольную с двухсторонним распространением, локализацию такого пожара необходимо производить с двух сторон.

Требуемый расход воды для локализации пожара на 40-й мин определим по формуле:

Q_тр^{ = 40 мин}=S_тI_тр= 2ah_тI_тр= 22450,2 = 48 л/с.

Из сравнения фактического и требуемого расходов на 40-й мин видим, что фактический расход воды больше требуемого (54 л/с 48 л/с). Следовательно, можно сделать вывод, что на 40-й мин пожарные подразделения могут локализовать пожар.

Таким образом, пожар будет локализован на 40-й мин на площади 1296 м², и с этого момента времени площадь пожара не будет увеличиваться, так какV_л= 0.

Следовательно, два ствола РС-50, которые подаются на 45-й мин согласно условию задачи, обеспечивают как бы «запас» по расходу огнетушащего средства.

5. Определим время ликвидации пожара по формуле:

где V^в_ликв– количество воды, поданное за период ликвидации пожара, л;Q_ф– фактический расход воды в период ликвидации, л/с.

V^в_ликв=V^в_т-V^в_лок= 259000 - 48000 = 211000 л,

где V^в_т,V^в_лок– количество воды, поданное за время тушения и локализации соответственно, л.

Количество воды, поданное за время тушения (V^в_т), может быть определено из формулы, выражающей удельный расход огнетушащего средства:

V^в_т=q_удS_п^лок= 2001296 = 259000 л,

где q_уд– удельный расход огнетушащего средства, который согласно условию задачи составляет 200 л/м².

V^в_лок=N₁q₁(_лок-₁) +N₂q₂(_лок-₂) = 21060(40-15) + 21060(40-25) = 48000 л,

где N₁,N₂– количество поданных стволов, шт.;q₁,q₂–расход воды из ствола, л/мин;₁,₂– моменты времени введения стволов, мин.

Поскольку после наступления момента локализации (_лок= 40 мин) пожара на 45-й мин дополнительно вводится 2 ствола РС-50 и при этом суммарный фактический расход достигает максимального значения 61 л/с, длительность периода ликвидации может быть рассчитана по формуле

где V^в— количество воды, поданное на тушение в промежуток времени () между 40—45-й мин.

V^в=Q_ф^{ = 40 мин}60 = 54560 = 16200 л.

Рис. 9.11 Совмещённый график площади пожара и расходов

Для удобства построения совмещенного графика (рис. полученные данные сведем в таблицу:

Время, мин	Площадь, м^2			Расход воды, л/с			Примечания
	пожара	тушения	фактический		требуемый
15	226	149	20		29,8
25	508	243	40		48,3
40	1296	240	54		48	Локализация
45	1296	240	61		48
98,2						Ликвидация пожара

Таким образом, все необходимые параметры определены и для наглядности представлены на рисунках.