7. Интегральная математическая модель начальной стадии пожара.

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 а- отражения на путях ;Е - начальная , лк; lпр - предельная видимости в , м.;Dm- дымообразующая 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 1кг пожарной ; по предельно содержанию углерода ():,(9)где XСО- предельно содержание CO в , кг/м2; LСО – выход CO при 1кг пожарной ; по содержанию водорода (НСl): ,где XHCL- предельно содержаниеHCL в , кг/м2; LHCL – выход CO при 1кг 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 . Qw– 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 . Qwи 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; Тm- температура 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 X1в / 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 пожараВ 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 главеМатематическая 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.ЗаключениеВ 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 литературы1. 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.