производ по повышенной ,(5)где t0 — начальная воздуха в, t0=37 ºС; n — показатель, учитывающий массы материала во; В — размерный, зависящий от сгорания и свободного помещения; по видимости,(6)где аотражения на путях ;Е — начальная, лк; lпр — предельная видимости в, м.;Dmдымообразующая горящего, Нп м2/кг; по пониженному кислорода: ,(7)где LО2 — расход, кг/кг; по допустимому диоксида (СО2),(8)где XСО2- предельно содержание CO2 в, кг/м3; LСО2 — выход CO2 при 1 кг пожарной; по предельно содержанию углерода (),(9)где XСОпредельно содержание CO в, кг/м2; LСО — выход CO при 1 кг пожарной; по содержанию водорода (НСl):, где XHCLпредельно содержаниеHCL в, кг/м2; LHCL — выход CO при 1 кг пожарной. Современные расчета опасных пожара., особенности, о практического 1. Трехмерное тепломассообмена при с целью динамики факторов и прогрева конструкций в и сооружениях в свободного пожара, а при работе дымоудаления и .
2. Современные и зонные расчета опасных пожара (время людей, срабатывания пожарной и автоматики, выбора систем безопасности) и ограждающих в зданиях и (огнестойкость конструкций).
3. токсикологической на пожаре в и сооружениях.
4. моделирование при распространении, пожароопасного или газа с определения локальных — и пожароопасных зон, до наступления для человека токсичных газовой на уровне зоны.
5. моделирование пожаров протяженных и тоннелей взрывом.
6. параметров в сложных условиях (в и диффузорах, на с сублимирующим — и огнезащитным, при получении плитки и проката непрерывной и т. д.). Методы динамики ОФП в зависимости от математической пожара. модели в помещении на 3 класса:, зонные, (дифференциальные). модели позволяет информацию, т. е. прогноз о значениях состояния в помещении для момента пожара. модель получить о размерах пространственных зон, при пожаре в. Полевая () модель рассчитать для момента пожара всех параметров во всех пространства помещения. факторы. Физические, характеризующие ОФП в отношении1. К факторам, воздействующим на и имущество, :1) пламя и ;2) тепловой (предельное теплового, принятое в стране, 1400 2, в зарубежной данное составляет 2,5 2);3) повышенная окружающей (предельно значение 70°); 4) повышенная токсичных горения и разложения (углерода CO2 — 0,11 3; оксид CO — 1,16•10−33; хлороводородHCl- -6 кг/м3);5) концентрация (в качестве допустимого установлено кг/м3;6) видимости в значение по видимости в составляет 20 м).
2. К проявлениям факторов относятся:
1), части зданий,, строений, средств, установок,, агрегатов, и иного; 2) радиоактивные и вещества и, попавшие в среду из технологических, оборудования,, изделий и имущества;
3) высокого на токопроводящие технологических, оборудования,, изделий и имущества;
4) факторы, происшедшего пожара;
5) огнетушащих. Математическая прогревания конструкций при пожареконструкции лишь той тепловой, которая внутри в результате горючих. Исходя из можно формулу для теплового в ограждении: Qw= Qпож, Qпож= ηѱ- в пламенной в единицу тепловая, Вт. — коэффициент, собой поглощенного от выделившегося. Q w- суммарный поток в (стены,, пол), Вт, т. е. Qw= Qст+Qпот+Qпол. пожаров, что доля тепла, т. е. не является константой. этого зависит от числа (размеров, количества материала, ограждений) и, того, во времени по развития, т. е. этот ент является времени. Для чтобы вид этой, необходимо зависимость от развития теплового. Q wи скорости Qпож.
Методы тепловых в ограждающие основываются на экспериментальных. Эти методы разделить на 2 — эмпирические и. Материальный и балансой среды при в помещенииматериального пожара в — вытекает из сохранения. Применительно к среде, помещение, закон сформулировать так: массы среды в за единицу равно сумме массы границы термодинамической. Под границей здесь воображаемая поверхность, пространство, которого рассматриваемая среда.
материального :Gт+Gж+Gг=Gтʹ+Gжʹ+Gгʹ,(11)Где Gт, ж, г — исходных; Gтʹ, жʹ, гʹ - продуктов .На основе закона выводится энергии. Первый термодинамики (сохранения для тепловых) определяет соотношение изменением энергии, количеством, подведенным к ней, и работой сил, действующих на. Первый термодинамики — внутренней системы при ее из одного в другое сумме теплоты, к системе, и работы сил, действующих на нее. Qп+Qр+Qт= Qу +Qпот, Где Qп — количество, поступающего в с исходными ;Qр — тепловой химической;Qт — количество на повод или тепла;Qу- тепла, из реакции; - потери в окружающую. Методы тепловых в огра конструкциях при Методы тепловых в ограждающие основываются на экспериментальных. Эти методы разделить на и полуэмпирические.
методы теплового в ограждения. Эти целиком и базируются на формулах, представляют зависимость потока от температуры среды в или от времени. эмпирических ограничивается, при которых исследования при пожаре (к условиям вид и количество материала, и размеры, свойства ограждений, помещений и т. д.) группу формул зависимости, на основании исследований М.П.: Т0<Тm< 333K и Тm≥ 333К. Т0- среды пожаром; Тmтемпература среды. Эти получены на исследования в помещениях от 2,5 до 6000 м³ с конструкциями из и бетона. В сжигались ГЖ (ДТ,, спирты). группа формул для тепловых в ограждения получена И.С.. Эти формулы вычислить потоки в вертикальные, потолок и пол.
тепловой есть потоков в стены, и пол (в формулах коэф-ты αст, αпот, αпол соответственно для, потолка и. Третью эмпирических представляют тепловых в стены, и пол от времени.
методы теплового в ограждения. При имеет сложный теплообмен на ограждений. формулы с помощью пограничного. Для того, определить поток в конструкцию, знать поверхности конструкции. Ее определить решения уравнения. Температура зависит не от условий, но и от толщины, а также от свойств конструкции. поток получают потоков во все .
Следует, что температура в помещении не известна., задача о ограждения решаться с основной дифференциальных интегральной модели. Методы скорости горючих ма при пожаре в Скорость твердых и материалов величина, расходу газов, которых с ГМ возникает в процессов разложения или. Возможны два режима материала в: пожар, нагрузкой наличием количества (воздуха),, регулируемый характеризуется тем, что в помещении и скорость лимитируется поступающего кислорода (). Скорость при ПРН вычисляется: ᴪ = ᴪ*удFг ,(13)где ᴪ*уд — скорость на открытом, кг/(с●м2); Fг — горения, м2. По развития наступить режим, количество в помещение с воздухом проемы, равным, необходимому для сгорания веществ, с поверхности ГМ. При режиме выгорания по формуле:ᴪ = Gв X1 В / L1, где Gв — расход, поступающего в через, кг/с; X1в — кислорода в воздухе; L1 — коэффициент, т. е. кислорода, для сгорания 1 кг материала. выгорания при режиме по формуле: где К —, зависящая от концентрации в помещении.
обуславливающие газа и помещения с средой проёмы при. Плоскость давлений ()Основным, определяющим, т. е. приток к зоне и удаление из нее сгорания, скорость воздуха или сгорания в. Перепад, или разность давлением в продуктов и давлением воздуха, причиной воздуха к горения и его скорость. Во пожара в газообмен через, при этом продуктов в верхней помещения, а в нижней меньше наружного, вследствие проемы в части, как, работают на дыма, а в — на приток. На определенной давление помещения атмосферному., на уровне давление атмосферному, а давлений нулю, зоной давлений, или зоной. этой определяется, которую символом.
y*. для определения ПРД: y* = h — pm — pa / g (pm — pa) ,(15)из формулы следует, что положение ПРД зависит от состояния газовой среды в помещении. Распределение пространства внутри помещения на зоны. Характерные зоны в начальной стадии пожара.
В зонной математической модели газовый объем помещения разбивается на характерных зоны, в которых для описания тепломассобмена используются соответствующие уравнения законов сохранения. Размеры и количество зон выбирается таким образом, что бы в пределах каждой из них неоднородность температурных и других полей параметров газовой среды были возможно минимальными, или из каких-то других предположений, определяемых задачами исследования и расположением горючего материала. В качестве характерных пространственных зон можно выделить в начальной стадии пожара припотолочную область пространства, область восходящего над очагом горения потока нагретых газов (конвективная колонка) и область незадымленной холодной части пространства. Вывод по 3 главе.
Математическая модель пожара в самом общем виде описывает изменение параметров состояния среды в помещениях, а также ограждающих конструкций и оборудования во времени. Основные уравнения, из которых состоит математическая модель пожара, вытекают из фундаментальных законов природы — первого закона термодинамики, закона сохранения массы и закона импульса. Эти уравнения отражают всю совокупность взаимосвязанных процессов, присущих пожару, таких как тепловыделение в результате горения, дымовыделения в пламенной зоне; выделение и распространение токсичных газов; газообмен помещений с окружающей средой и со смежными помещениями; теплообмен и нагревание ограждающих конструкций; снижение концентрации кислорода в помещении.
Заключение
.
В данной курсовой работе были рассмотрены модели прогнозирования опасных факторов пожара. Существующие модели отличаются друг от друга объемом той информации, которую они могут дать о состоянии газовой среды в помещении и взаимодействующих с нею конструкций на разных этапах пожара. В математическом отношении три вышеуказанных вида моделей пожара характеризуются разным уровнем сложности. Наиболее сложной в математическом отношении является полевая модель. Определено, что интегральную модель можно применять при следующих условиях:
для зданий, содержащих развитую систему помещений малого объема простой геометрической конфигурации;
для помещений, где характерный размер очага пожара соизмерим с характерными размерами помещения и размеры помещения соизмеримы между собой (линейные размеры помещения отличаются не более чем в 5 раз);для предварительных расчетов с целью выявления наиболее опасного сценария пожара. Также в результате выполнения курсовой работы были закреплены и углублены знания в области математического моделирования динамики ОФП, были получены на конкретных примерах сведения о степени взаимообусловленности и взаимосвязанности всех физических процессов, присущих пожару.
Список литературы
1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: федер. закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ // Рос. газета. — 2008.
— 1 авг. 2. ГОСТ 12.
1.004−91. Пожарная безопасность. Общие требования. — М.
: Изд-во стандартов, 1992. — 78 с. 3. ГОСТ 12.
3.047−98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования, методы контроля. — М.: Изд-во стандартов, 1998.
— 85 с. 4. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности: приложение к приказу МЧС России от 30.
06.2009 № 382. — М.: Центр пропаганы, 2009. — 52 с. 5. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах: приложение к приказу МЧС России от 10.
07.2009 № 404. — М.: Центр пропаганы, 2009. -.
44 с. 6. Базаров, И. П. Термодинамика: учебник / И. П. Базаров. — СПб.: Лань, 2010.
— 375 с. 7.
Введение
в математическое моделирование / под ред. П. И. Трусова. -.
М.: Университет. книга, 2007.
— 592 с. 8. Дворецкий, С. И. Моделирование систем / И. С. Дворецкий, Ю. Л. Муромцев, В. А. Погонин. — М. :
Академия, 2009. — 482 с. 9. Грачёв, В.Ю.
Введение
в моделирование пожаров для расчета пожарного риска / В. Ю. Грачёв. — Екатеринбург: СИТИС, 2009. — 120 с.
10. Драйздейл, Д.
Введение
в динамику пожаров / Д. Драйздейл. — М.
: Стройиздат, 1990. — 421 с. 11. Корольченко, А. Я. Процессы горения и взрыва / А. Я. Корольченко. -.
М.: Пожнаука, 2007. — 265 с.
12. Кошмаров, М. Ю. Моделирование динамики начальной стадии пожара в помещениях, зданиях и сооружениях при воспламенении горючей жидкости: дис. … канд. техн. наук / Кошмаров Михаил Юрьевич. — М.
: Академия ГПС МЧС России, 2004. — 201 с.
13. Кошмаров, Ю. А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении: учеб. пособие / Ю. А. Кошмаров. — М.
: Академия ГПС МЧС России, 2000. — 118 с.
14. Кошмаров, Ю. А. Термодинамика и теплопередача в пожарном деле / Ю. А. Кошмаров, М. П. Башкирцев. — М.
: ВИПТШ МВД СССР, 1987. — 444 с. 15. Методические рекомендации по использованию программы CFAST. -.
Екатеринбург: СИТИС, 2009. — 58 с. 16. Моделирование пожаров и взрывов / под ред. Н. Н. Брушлинского, А. Я. Корольченко. — М.
: Пожнаука, 2000. — 482 с. 17. Молчадский, И. С. Пожар в помещении / И. С. Молчадский. -.
М.: ВНИИПО МЧС России, 2005. -.
455 с. 18. Применение полевого метода математического моделирования пожаров в помещениях: метод. рекомендации. — М.
: ВНИИПО МЧС России, 2003. — 35 с. 19. Пузач, С. В. Математическое моделирование газодинамики и теплообмена при решении задач пожаровзрывобезопасности / С. В. Пузач.
— М.: Академия ГПС МЧС России, 2002. — 150 с. 20.
Пузач, С. В. Методы расчета тепломассообмена при пожаре в помещении и их применение при решении практических задач пожаровзрывобезопасности / С. В. Пузач. — М.: Академия ГПС МЧС России, 2005.
— 336 с. 21. Расчет распространения ОФП. Техническое руководство СИТИС: Блок 2.
50. — Екатеринбург: СИТИС, 2011. — 72 с. 22. Расчет распространения ОФП. Техническое руководство СИТИС: ВИМ 1.
60. — Екатеринбург: СИТИС, 2011. -.
64 с. 23. Рекомендации по использованию программы FDS с применением программ PyroSim 2010;2 и SmokeView. — Екатеринбург: СИТИС, 2011. -.
88 с. 24. Самарский, А. А. Вычислительная теплопередача / А. А. Самарский, П. Н. Вабищевич. -.
М.: Эдиториал УРСС, 2003. — 782 с. 25.
Сычев, В. В. Дифференциальные уравнения термодинамики / В. В. Сычев. — М. :
Высш. шк., 1991. — 224 с. 26.
Справочник инженера пожарной охраны / под ред. Д. Б. Самойлова. — М.: Инфра-Инженерия, 2010.
— 864 с. 27. Тарасевич, Ю. Ю. Математическое и компьютерное моделирование / Ю. Ю. Тарасевич. — М. :
Либроком, 2011. — 364 с. 28.
Теребнев, В. В. Справочник спасателя-пожарного / В. В. Теребнев, Н. С. Артемьев, В. А. Грачев. — М.: Центр пропаганды, 2006. -.
528 с. 29. Термогазодинамика пожаров в помещениях / под ред. Ю. А. Кошмарова. -.
М.: Стройиздат, 1988. — 448 с. 30. Юдаев, Б. Н. Техническая термодинамика.
Теплопередача: учебник / Б. Н. Юдаев. — М. :
Высш. шк., 1988. — 479 с.
