Эффект траншеи

Траншейный эффект — это сочетание обстоятельств, которые могут привести к тому, что огонь поднимется по наклонной поверхности. Это зависит от двух хорошо понятных, но отдельных идей: эффекта Коанды из динамики жидкости и концепции перекрытия из динамики огня :

Эффект Коанды — это тенденция быстрого потока газов изгибаться и прилипать к близлежащим поверхностям. Статическое давление потока имеет тенденцию к уменьшению, что создает разницу давлений между поверхностью и удаленными от нее областями. Это изгибает поток к поверхности и удерживает его на этой поверхности.
Вспышка — это внезапный широкомасштабный пожар, который возникает, когда большинство поверхностей в помещении нагреваются до тех пор, пока не выделяются легковоспламеняющиеся газы, достаточно горячие для самовоспламенения. Перед перекрытием могут выделяться горючие газы, но они слишком холодны, чтобы воспламениться.

Эффект траншеи возникает, когда огонь горит на крутой наклонной поверхности. Пламя ложится вдоль поверхности, демонстрируя эффект Коанды. Пламя нагревает материал дальше: оно выделяет газы, которые самовоспламеняются в случае вспышки. Пламя из этих областей само подвержено эффекту Коанды и выбрасывает струю пламени до конца наклонной поверхности. Эта струя продолжается до тех пор, пока не закончится топливо.

Фон

Эффект траншеи стал известен благодаря научному расследованию пожара на Кингс-Кросс , который произошел в лондонском метро в 1987 году. Пожар начался на эскалаторе (содержащем древесину и накопившийся за годы жир) между платформами линии Пикадилли и билетной кассой. зал на станции метро King's Cross St Pancras . Многие очевидцы указали, что вначале пожар на эскалаторе имел управляемые размеры: офицеры пожарной бригады и британской транспортной полиции указали, что огонь выглядел не больше, чем горящая большая картонная коробка. Присутствовавшие были удивлены, когда он внезапно выбросил непрерывную струю пламени в кассовый зал. Сам по себе эффект Коанды не мог объяснить внезапный взрыв, сбивший с ног некоторых выживших.

Относительно незаметное пламя, связанное с эффектом Коанды, охватившее пространство над и под наклонной траншеей ступенек эскалатора, заставило многих путешественников поверить, что им не грозит непосредственная опасность. Один из выживших сообщил, что подошел к эскалатору и заметил густой черный дым, который внезапно взорвался. Основные человеческие жертвы произошли в результате внезапной вспышки, а не в результате возникновения пламени самого пожара, вызванного «эффектом Коанды». Люди в билетном зале наверху эскалаторов, избегая видимого огня, попали на путь вспышки.

На ранних стадиях пожара большая часть пламени располагалась в траншее эскалатора: лишь некоторые из них заметно выступали над балюстрадой . Стенки траншеи еще больше усиливали эффект, предотвращая потерю тепла за счет излучения в сторону, изолируя и концентрируя тепло вдоль узкой траншеи. Аварийные службы не были готовы к крупному пожару из-за отсутствия видимого пламени. Когда ступени эскалатора вспыхнули, огонь резко усилился и охватил большую часть билетного зала. Лаборатория здравоохранения и безопасности Управления здравоохранения и безопасности в Бакстоне зажгла пожары в 1 ⁄ 10 -шкалы и Модели эскалатора и билетного зала в масштабе 1 ⁄ , демонстрирующие, что эффект траншеи был основной причиной интенсивности и быстрого распространения огня на Кингс-Кросс. Внезапное возгорание может быть связано с древесным газом (в основном метаном ), выделяющимся в результате пиролиза самого деревянного эскалатора. Когда концентрация газа достигает критического значения, нижнего предела воспламеняемости , газ внезапно загорается при наличии пламени, что приводит к взрыву .

В эпизоде телесериала « Файлы судебно-медицинской экспертизы », озаглавленном «Вспышка», подробно описан пожар Кингс-Кросс, а также компьютерное моделирование и другие анализы, которые обнаружили эффект траншеи. В эпизоде телесериала « Секунды до катастрофы », озаглавленном «Ад в лондонском метро», подробно описаны как огонь Королевского креста, основанный на свидетельствах очевидцев, так и расследование, приведшее к открытию эффекта траншеи.

Эффект траншеи также называют причиной быстрого распространения лесных пожаров вверх по холмам, что в нескольких громких случаях привело к гибели нескольких пожарных.

См. также

Моделирование лесных пожаров

Дальнейшее чтение

Муди, К. (1992). «Пожар на Кингс-Кросс: оценка ущерба и обзор технического расследования». Журнал пожарной безопасности . 18 :13–33. дои : 10.1016/0379-7112(92)90045-E .
Муди, К.; Джаггер, Сан-Франциско (1992). «Огонь Кингс-Кросс: результаты и анализ испытаний масштабной модели». Журнал пожарной безопасности . 18 : 83–103. дои : 10.1016/0379-7112(92)90049-I .
Ву, Ю.; Дрисдейл, Д. (1996). Исследование восходящего распространения пламени на наклонных поверхностях, отчет о контрактных исследованиях НИУ ВШЭ №. 122 . НИУ ВШЭ . ISBN 0-7176-1289-9 .
К. Муди, Огонь Кингс-Кросс: оценка ущерба и обзор журнала пожарной безопасности технических расследований, том 18 (1992) 13-33
С. Симкокс, Н. С. Уилкс и И. П. Джонс, Компьютерное моделирование потоков горячих газов от пожара на станции метро Кингс-Кросс, Журнал пожарной безопасности, том 18 (1992) 49-73
К. Муди и С. Ф. Джаггер, Результаты и анализ испытаний масштабной модели. Доклад, представленный на семинаре I Mech E, «Подземный пожар Кингс-Кросс: динамика пожара и организация безопасности», 1 июня 1989 г.; ISBN 0-85298-705-6
А.Ф. Робертс, Огонь Кингс-Кросс: корреляция показаний очевидцев и результатов научного исследования. Доклад, представленный на семинаре I Mech E, Подземный пожар Кингс-Кросс: динамика пожара и организация безопасности, 1 июня 1989 г.; ISBN 0-85298-705-6
Эффект траншеи и извержения лесных пожаров: уроки катастрофы в метро Кингс-Кросс. Джейсон Дж. Шарплс, А. Малкольм Гилл и Джон В. Долд. Архивировано из оригинала 17 мая 2017 года.
Феннелл, Десмонд (1988). Расследование подземного пожара на Кингс-Кросс . Департамент транспорта . ISBN 0-10-104992-7 . Скан доступен на сайте Railwaysarchive.co.uk . Проверено 27 октября 2012 г.