Pavojingų gaisro veiksnių prognozė. Kursinio darbo pavyzdys Integralūs metodai ne teritorijos dinamikai apskaičiuoti

Įvadas

Šiuolaikinėmis sąlygomis ekonomiškai optimalių ir veiksmingų priešgaisrinių priemonių kūrimas neįsivaizduojamas be moksliškai pagrįstos pavojingų gaisro veiksnių (OFP) dinamikos prognozės.

Būtina numatyti RP:

· Kuriant ir tobulinant signalizacijos sistemas ir automatines gaisro gesinimo sistemas;

· Kuriant gesinimo operatyvinius planus (planuojant kovinių vienetų veiksmus gaisro metu);

· Vertinant faktines atsparumo ugniai ribas;

· Gaisro rizikai apskaičiuoti ir daugeliui kitų tikslų.

Šiuolaikiniai santykinio pralaidumo prognozavimo metodai leidžia ne tik numatyti tikėtinus gaisrus, bet ir imituoti jau kilusius gaisrus jų analizei ir RTP veikimo įvertinimui.

Pavojingi gaisro veiksniai, veikiantys žmones ir materialinį turtą (pagal 2008 m. Liepos 22 d. Rusijos Federacijos federalinį įstatymą Nr. 123-FZ „Priešgaisrinės saugos reikalavimų techniniai reglamentai“) yra šie:

· Liepsnos ir kibirkštys;

· Padidėjusi aplinkos temperatūra;

· Maža deguonies koncentracija;

· Toksiški degimo ir terminio skilimo produktai;

· Sumažėjęs matomumas dūmuose;

· Šilumos srautas.

Moksliniu požiūriu gaisro pavojai yra fizinės sąvokos, todėl kiekvieną iš jų kiekybiškai atspindi fizinis kiekis.

Šiuolaikiniai moksliniai santykinio pralaidumo prognozavimo metodai yra pagrįsti matematiniais ugnies modeliais. Matematinis gaisro modelis bendriausia forma apibūdina aplinkos būklės parametrų pasikeitimą patalpoje laikui bėgant, taip pat šios patalpos atitvarinių konstrukcijų būklės parametrus ir įvairius (technologinius) ) įranga.

Pagrindinės lygtys, sudarančios matematinį gaisro modelį, kyla iš pagrindinių gamtos dėsnių: pirmojo termodinamikos dėsnio ir masės išsaugojimo dėsnio. Šios lygtys atspindi ir susieja visą tarpusavyje susijusių ir tarpusavyje susijusių gaisrui būdingų procesų rinkinį, pvz., Šilumos išsiskyrimą degimo metu, dūmų išsiskyrimą liepsnos zonoje, dujinės aplinkos optinių savybių pasikeitimą, išsiskyrimą ir plitimą. toksiškų dujų, patalpų dujų mainai su aplinka ir gretimomis patalpomis, atitvarų konstrukcijų šilumos mainai ir šildymas, sumažinant deguonies koncentraciją patalpoje.

Santykinio pralaidumo prognozavimo metodai skiriami priklausomai nuo gaisro matematinio modelio tipo. Matematiniai gaisro modeliai patalpoje paprastai skirstomi į tris tipus: integralinį, zoninį ir lauko (diferencialinį).

Norėdami padaryti moksliškai pagrįstą prognozę, turite kreiptis į vieną ar kitą gaisro modelį. Modelio pasirinkimą lemia prognozės (tyrimo) tikslas (užduotys) tam tikroms vienareikšmiškumo sąlygoms (patalpos charakteristikos, degi medžiaga ir kt.), Sprendžiant diferencialinių lygčių sistemą, sudarančią modelio pagrindą. pasirinktas matematinis modelis.

Integruotas gaisro modelis leidžia gauti informaciją (ty leidžia prognozuoti) apie vidutines patalpos aplinkos būklės parametrų tūrines vertes bet kuriuo gaisro vystymosi momentu. . Tuo pačiu metu, norint palyginti (koreliuoti) vidutinius (ty vidutinio tūrio) terpės parametrus su jų ribinėmis vertėmis darbo srityje, naudojamos formulės, gautos remiantis eksperimentiniais erdvinio tyrimo temperatūrų pasiskirstymas, degimo produktų koncentracijos, optinis dūmų tankis ir kt.

Tačiau net naudojant integruotą ugnies modelį paprastai neįmanoma gauti analitinio paprastųjų diferencialinių lygčių sistemos sprendimo. Pasirinkto prognozavimo metodo įgyvendinimas įmanomas tik jį išsprendus skaitmeniniu būdu, naudojant kompiuterinį modeliavimą.

1. Kursinio darbo tema ir uždaviniai

Kursinis darbas yra vienas iš savarankiško studentų švietimo darbo rūšių, skirtų mokomosios medžiagos kūrimui, ir paskutinis RP prognozavimo metodų, pagrįstų matematiniais gaisro modeliais, tyrimo etapas, svarstomas disciplinoje „Pavojingų gaisro veiksnių prognozavimas“. , taip pat mokymo įstaigos kontrolės forma, susijusi su kursantų atitinkamų žinių ir įgūdžių lygiu.

Kursinis darbas studentams nustato šias užduotis:

· Įtvirtinti ir pagilinti žinias pavojingų gaisro veiksnių dinamikos matematinio modeliavimo srityje;

Naudojant konkrečius pavyzdžius, norint gauti informacijos apie visų gaisrui būdingų fizinių procesų tarpusavio priklausomybę ir tarpusavio ryšį (patalpų dujų mainai su aplinka, šilumos susidarymas liepsnos zonoje ir pastato konstrukcijų šildymas, dūmų išsiskyrimas ir optinių pokyčių laipsnis) dujų aplinkos savybės, toksiškų dujų išsiskyrimas ir plitimas ir kt.);

· Įvaldyti RP numatymo metodą kompiuterinės programos, įgyvendinančios integralų gaisro matematinį modelį, pagalba;

· Įgyti kompiuterinių programų naudojimo įgūdžių tiriant gaisrus.

Kursinio darbo tema ir tikslas - pavojingų gaisro veiksnių patalpoje numatymas (kurio paskirtį ir kitas charakteristikas lemia užduoties parinktis).

2. Reikalavimai kursinio darbo turiniui ir dizainui

Kursinis darbas atliekamas pagal gaires ir susideda iš atsiskaitymo ir aiškinamojo rašto bei grafinės dalies. Atsiskaitymą ir aiškinamąjį raštą sudaro aiškinamasis tekstas, skaičiavimų rezultatai lentelių, brėžinių ir diagramų pavidalu, atspindintys objekto geometrines charakteristikas ir dujų mainų patalpoje gaisro metu vaizdą. Grafinėje dalyje pavaizduoti grafikai, rodantys pavojingų gaisro veiksnių raidą patalpoje laikui bėgant.

Reikalinga informacinė medžiaga pateikta instrukcijų prieduose ir rekomenduojamoje literatūroje.

Prieš tęsdami kursinį darbą, turite: išstudijuoti disciplinos medžiagą, susipažinti su metodinėmis instrukcijomis, pasirinkti rekomenduojamą mokomąją, informacinę ir norminę literatūrą. Atsakymai į kiekvieną užduoties elementą pateikiami išplėstine forma su pagrindimu.

Darbas turi būti atliktas tvarkingai, juodu rašalu arba atspausdintas juodai ant A4 formato lapų. Aiškinamojo rašto tekstas turi būti parašytas įskaitomai, be žodžių santrumpų (išskyrus visuotinai priimtas santrumpas), vienoje lapo pusėje. Kompiuterinė darbo versija įvedama teksto rengyklėje „Word“, „Times New Roman“ šriftu su 1–1,5 eilučių atstumu. Teksto šrifto dydis yra 12 arba 14, formulėms - 16, lentelėms - 10, 12 arba 14. Paraštės dydis ant lapo yra 2 cm iš visų pusių. Pastraipos įdubimas yra ne mažesnis kaip 1 cm.

Skaičiuojant reikiamą evakuacijos laiką, į jas pakeistas formules ir vertes, reikėtų pateikti atsakyme gautų fizinių dydžių matavimo vienetus.

Skyrių ir skyrių pavadinimai rašomi didžiąja raide. Poskyrių antraštės - mažosiomis raidėmis (išskyrus pirmąsias didžiąsias raides). Žodžių brūkšneliai pavadinimuose neleidžiami. Antraštės pabaigoje esantis laikotarpis nenurodomas. Lentelių, paveikslų ir grafikų numeracija turėtų būti tęstinė.

Kursų puslapiai turi būti sunumeruoti arabiškais skaitmenimis. Pirmasis puslapis yra titulinis, antrasis - kursinio darbo užduotis, trečias - turinys ir kt. Pirmajame kursinio darbo puslapyje skaičius neįrašytas. Kursinio darbo puslapiai, išskyrus titulinį, ir kursinio darbo užduotys turi būti sunumeruoti. Kursinio darbo užduoties forma pateikta 1 priede.

Tituliniame puslapyje turi būti nurodyta:

ministerijos, švietimo įstaigos ir skyriaus, kuriame atliekamas kursinis darbas, pavadinimas;

kursinio darbo tema ir užduoties variantas;

PILNAS VARDAS. klausytojas, baigęs kursinį darbą;

titulas, pareigos, pilnas vardas mokslinis patarėjas;

miestas ir kursinių metų metai.

Darbo pabaigoje būtina nurodyti naudojamą literatūrą (autoriaus pavardė ir inicialai, visas knygos pavadinimas, leidėjas ir išleidimo metai). Studentas turi pasirašyti baigtą kursinį darbą, nurodyti datą ir pateikti ją patikrinti nuotolinio mokymo fakultetui. Priėmimo į apsaugą buvimas yra pagrindas kviesti studentą į laboratorinį egzaminą.

Jei darbas atitinka jam keliamus reikalavimus, vadybininkas leidžia jį ginti. Darbas, pripažintas neatitinkančiu reikalavimų, grąžinamas praktikantui peržiūrėti.

Nuotolinio mokymo fakulteto studentų kursiniai darbai gali būti ginami sesijos metu. Gynybos rezultatai vertinami keturių balų sistema: „puikiai“, „gerai“, „patenkinamai“, „nepatenkinamai“. Projekto vadovas pažymi darbo tituliniame lape, pareiškime, mokinio įrašų knygoje ir patvirtina jį parašu. Skiriami tik teigiami įvertinimai.

Gavęs nepatenkinamą pažymį, mokinys privalo iš naujo atlikti darbą nauja tema arba peržiūrėti seną.

3. Užduoties varianto ir pradinių duomenų pasirinkimas

Užduoties variantas kursiniam darbui nustatomas pagal skaičių studijų grupės sąraše (pagal numerį grupės žurnale). Pasirinkimo numeris nurodytas kursinio darbo tituliniame puslapyje. Priklausomai nuo studentų priėmimo į mokymus metų (nustatyti 2010, 2011 ir kt.), Pirminiai skaičiavimų duomenys (aplinkos oro ir kambario temperatūra, kambario ir angų matmenys, degiosios apkrovos parametrai, ir tt) pateikti 1-5 lentelėse (2 priedas).

Duomenys, gauti naudojant kompiuterinį modeliavimą ir būtini 3 skyriui įgyvendinti, yra išduodami individualiai elektronine forma, atsižvelgiant į galimybes, orientacinėje paskaitoje apie discipliną.

Papildomi visų variantų duomenys:

kritinė stiklinimo temperatūra - 300 ° С;

angų skaičius - 2 (langai ir durys);

mechaninė ventiliacija nuo dūmų - nėra;

automatinio gaisro gesinimo įrenginio (AUP) - nėra;

priimti visus kitus parametrus, nenurodytus pagal numatytuosius nustatymus.

Santrumpos priimtas pristatant kursą „Pavojingų gaisro veiksnių prognozavimas“:

OFP - pavojingi gaisro veiksniai;

PDZ - didžiausia leistina pavojingo gaisro koeficiento vertė;

PRD - vienodo slėgio plokštuma (neutrali plokštuma);

GM yra degi medžiaga.

1. Vadovaudamiesi užduoties variantu, pateiktu kursinio darbo 1 skyriuje, apskaičiuokite pradinius degiosios apkrovos parametrus nagrinėjamoje patalpoje.

2. Nubraižykite pastato planą, plane nurodykite patalpos matmenis ir degiąją apkrovą.

2 skyriuje aprašykite diferencialinių lygčių sistemą, pagal kurią buvo sukurtas vientisas matematinis gaisro kambaryje modelis, išsamiai paaiškinant visus į jį įtrauktus fizinius dydžius.

Pagal kursinio darbo užduoties variantą iš dėstytojo paimkite paruoštus lentelės duomenis (1 lentelė) apie RP vidutinių tūrinių verčių raidos dinamiką laisvai išsivysčius gaisrui. naudojant kompiuterinę programą INTMODEL, kuri įgyvendina vientisą matematinį gaisro kambaryje modelį.

5. Remdamiesi lenteliniais duomenimis, sukurkite atitinkamas vidutinio tūrio parametrų grafines priklausomybes nuo gaisro vystymosi laiko: m (t);

µm (t); l vaizdas (t); t); t); t); su m (t); Y * (t); S ex (t); G (t); G g (t); DP (t).

6. Padarykite gautų grafikų aprašymą ir lyginamąsias išvadas, paaiškinkite šuolius ant grafikų (jei yra).

7. Vadovaudamiesi kompiuterinės programos pagalba apskaičiuotais duomenimis ir grafinėmis RP priklausomybėmis laiku, kursinio darbo 4 skyriuje apibūdinkite atskirų RP vystymosi dinamiką, įvairių įvykių seką ir apskritai apibūdinti gaisro vystymosi prognozę.

Kritinę gaisro trukmę nustatykite pagal sąlygą, kad kiekvienas pavojingas gaisro veiksnys pasiektų didžiausią leistiną (vidutinio tūrio) vertę ir reikiamą laiką žmonėms evakuoti iš svarstomos patalpos:

a) pagal matematinį modeliavimą (rezultatus apibendrinkite 2 lentelėje);

b) pagal metodiką, pagal kurią nustatomas laikas nuo gaisro pradžios iki evakuacijos kelių užblokavimo, kai ant jų išplinta pavojingi gaisro veiksniai, pagal Rusijos ekstremalių situacijų ministerijos įsakymo priedą Nr. 2009 m. liepos 10 d. Nr. 404 į 33 punktą (Apytikslių gaisro rizikos verčių gamybos įrenginiuose nustatymo metodai).

Skaičiavimų rezultatai turėtų būti atspindėti 4 kursinio darbo skyriuje, toje pačioje vietoje, kad būtų padarytos išvados: kokie šių metodų panašumai ir skirtumai, kaip galima paaiškinti skaičiavimo rezultatų skirtumą.

9. Remdamiesi 2 lentelės rezultatais, padarykite išvadą apie patalpoje įrengtų gaisro detektorių savalaikiškumą. Neefektyvaus darbo atveju pasiūlykite alternatyvų pakeitimą (3 priedas).

10. Atlikite darbo zonos lygio (RPL l) RP parametrų skaičiavimus, laisvai įsiplieskiant gaisrui 11 minučių, pagal formulę:

(OFP l - OFP 0) = (OFP m - OFP 0) Z,

kur RPL l yra vietinė RPP vertė;

RPP 0 - pradinė RPP vertė;

RPM m yra vidutinė pavojingo gaisro koeficiento tūrinė vertė; yra be matmenų parametras, apskaičiuojamas pagal formulę:

, H £ 6 m,

kur h- darbo zonos aukštis, m;

H- kambario aukštis, m.

11. Santykinio pralaidumo darbo zonos lygiui apskaičiavimo rezultatai turėtų būti įrašyti į kursinio darbo 5 skyriaus lentelę.

12. Remiantis skaičiavimais, gautais 11 minučių:

a) nurodykite dujų mainų kambaryje schemą, skirtą gaisro vystymuisi 11 minučių, laisvai išsivysčius ugniai;

b) išsamiai aprašo operatyvinę situaciją gaisre pagal RP skaičiavimus pagal darbo zonos lygį, pasiūlo priemones, skirtas saugiai evakuoti žmones.

13. Padarykite bendrą išvadą apie kursinį darbą. Išvada turėtų apimti:

a) trumpas objekto aprašymas;

b) RP analizė, kuri pasiekė didžiausią leistiną vertę per 11 minučių, laisvai įsiplieskiant gaisrui;

c) pavojingų gaisro veiksnių kritinio PDZ pradžios laiko palyginimas pagal kompiuterinės programos INTMODEL skaičiavimus ir metodiką, pagal kurią nustatomas laikas nuo gaisro pradžios iki užblokuotų evakuacijos kelių, plintančių pavojingų gaisro veiksniai pagal juos pagal 2009 m. liepos 10 d. Rusijos nepaprastųjų situacijų ministerijos įsakymo Nr. 404 priedą Nr. 5;

d) patalpoje įrengtų priešgaisrinių jutiklių įjungimo savalaikiškumo analizė, prireikus pasiūlymai juos pakeisti;

e) objekto personalo veiksmų gaisro atveju aprašymas, remiantis skaičiavimais gautais duomenimis;

f) priešgaisrinių tarnybų veiksmų aprašymas, remiantis nuostata, kad jų atvykimo laikas yra 10 minučių nuo gaisro pradžios;

g) patarimas patalpų savininkui ir ugniagesių komandai užtikrinti saugią evakuaciją kilus gaisrui patalpose. Rekomendacijos turėtų būti susietos su tam tikros patalpos RP dinamikos prognozavimo rezultatais;

h) išvada apie kompiuterinių programų naudojimo ir perspektyvų apskaičiavimą RP dinamikai gaisro metu.

14. Kursinio darbo pabaigoje pateikite panaudotos literatūros sąrašą.

5. Kursinio darbo pavyzdys

RUSIJOS AVARINIŲ SITUACIJŲ MINISTRIJA

Federalinis valstybinis biudžetinis švietimas

aukštojo profesinio mokymo įstaiga

„Valstybinės priešgaisrinės tarnybos Uralo institutas

Rusijos Federacijos civilinės gynybos ministerija,

ekstremalios situacijos ir stichinių nelaimių padarinių šalinimas “

Fizikos ir šilumos perdavimo katedra

KURSINIS DARBAS

Tema: Gaisro pavojingų faktorių prognozavimas sandėlyje

Pasirinkimo numeris 35

Baigta:

mokomosios grupės Z-461 studentas

vidaus tarnybos vyresnysis leitenantas Ivanovas I.I.

Patikrinta:

katedros vyresnysis dėstytojas

Fizika ir šilumos perdavimas, daktaras, vidaus tarnybos kapitonas

A.A. Subačiova

Jekaterinburgas

baigti kursinius darbus

disciplinoje „Pavojingų gaisro veiksnių prognozavimas“

Klausytojas Ivanovas Ivanas Ivanovičius

Variantas Nr. 35 Na 4 Grupė Z-461

Objekto pavadinimas: medvilnės rulonų sandėlis

Pradiniai duomenys

Atmosferos blokas
slėgis, mm. rt. Art.		temperatūra, 0 С
Blokuoti kambarį
		aukštis, m
plotis, m		temperatūra, 0 С
atidarymas 1 - standartinis (durys)
apatinis pjūvis, m		∑ plotis, m
viršutinis pjūvis, m		skrodimas, 0 С
2 atidarymas - įprastas (langai)
∑ plotis, m		apatinis pjūvis, m
skrodimas, 0 С		viršutinis pjūvis, m
degių medžiagų rūšis	medvilnė ryšuliuose	dūmų išmetimas Нп * m 2 / kg
		СО išleidimas, kg / kg
plotis, m		išmetimas СО 2, kg / kg
GN kiekis, kg		specifinis degimo greitis, kg / m 2 * s
šilumos išsiskyrimas MJ / kg		liepsnos sklidimo greitis, m / s
		deguonies suvartojimas kg / kg

Terminas: "____"__________

Stažuotojas ____________________ Vadovas _______________

1. Pradiniai duomenys

Priešgaisrinė patalpa yra vieno aukšto pastate. Pastatas pastatytas iš surenkamų betoninių konstrukcijų ir plytų. Pastate kartu su sandėliu yra du biurai. Abi patalpas nuo sandėlio skiria ugnies siena. Svetainės planas parodytas 1 paveiksle.

(Privaloma diagramoje nurodyti kambario matmenis ir apskaičiuotą degiosios apkrovos masę pagal jūsų versiją!)

Ryžiai. 1. Pastato planas

Sandėlio matmenys:

ilgis l 1 = 60 m;

plotis l 2 = 24 m;

aukštis 2h = 6 m.

Sandėlio išorinėse sienose yra 10 identiškų langų angų. Atstumas nuo grindų iki kiekvieno lango angos apatinio krašto YH = 1,2 m. Atstumas nuo grindų iki viršutinio angos krašto YB = 2,4 m. Bendras lango angų plotis = 24 m. langų angos pagamintos iš paprasto stiklo. Stiklas griūva, kai vidutinė patalpos dujinės aplinkos tūrio temperatūra yra lygi 300 ° C.

Sandėlį nuo biurų skiria priešgaisrinės durys, kurių plotis ir aukštis yra 3 m. Gaisro atveju šios angos uždaromos. Sandėlyje yra vienos durys, jungiančios jį su išorine aplinka. Angos plotis yra 3,6 m. Atstumas nuo grindų iki viršutinio durų krašto yra Y in = 3, Y n = 0. Gaisro atveju šios durys yra atviros, t.y. atidarymo temperatūra 20 0 C.

Grindys betoninės, su asfalto danga.

Degi medžiaga ryšuliuose yra medvilnė. Degiosios apkrovos (LF) užimamo ploto dalis = 30%.

Grindų plotas, kurį užima GN, randamas pagal formulę:

kur - grindų plotas.

Degiosios medžiagos kiekis 1 P 0 = 10. Bendra degios medžiagos masė.

Degimas prasideda stačiakampio ploto, kurį užima GM, centre. Šios svetainės matmenys:

GN savybes apibūdina šios vertės:

šilumingumas Q = 16,7;

savitas degimo dažnis = 0,0167;

liepsnos plitimo per GM paviršių greitis;

gebėjimas generuoti dūmus D = 0,6;

deguonies suvartojimas = 1,15;

anglies dioksido emisija = 0,578;

anglies monoksido emisija = 0,0052.

Patalpose nėra mechaninės ventiliacijos. Natūrali ventiliacija užtikrinama per durų ir langų angas.

Šildymas yra centrinis vanduo.

Išorinės atmosferos sąlygos:

nėra vėjo, lauko oro temperatūra 20 0 C = 293 K (pagal pasirinktą variantą);

slėgis (lygyje Y = h) Р а = 760 mm. rt. Art., T.y. = 101300 Pa.

Dujų aplinkos būklės kambario viduje prieš gaisrą parametrai:

T = 293 K. (pagal pasirinktą variantą);

P = 101300 Pa;

Kiti parametrai:

kritinė stiklinimo temperatūra yra 300 ° C;

atitvarų konstrukcijų medžiaga - gelžbetonis ir plyta;

patalpų oro temperatūra - 20 о С;

automatinė gaisro gesinimo sistema - nėra;

mechaninė ventiliacija nuo dūmų - nėra.

2. Integruoto matematinio laisvo gaisro sandėlyje modelio aprašymas

Remiantis darbuose išdėstytomis ugnies lygtimis, buvo sukurtas vientisas patalpos gaisro matematinis modelis. Šios lygtys išplaukia iš pagrindinių fizikos dėsnių: materijos išsaugojimo dėsnio ir pirmojo atviros sistemos termodinamikos dėsnio ir apima:

patalpos dujinės aplinkos medžiagų balanso lygtis:

V (ds m / df) = G B + w - G r, (1)

kur V yra kambario tūris, m 3; su m - vidutinis dujinės terpės tūrinis tankis, kg / m 3; f - laikas, s; G B ir G r - į kambarį patenkančio oro ir iš jo išeinančių dujų masės srautas, kg / s; w yra degiosios apkrovos masės degimo greitis, kg / s;

deguonies balanso lygtis:

Vd (p 1) / df = x 1v G B - x 1 n 1 G r - w L 1 S, (2)

kur x 1 yra vidutinė tūrinė deguonies masės koncentracija patalpoje; х 1в - deguonies koncentracija išmetamosiose dujose; n 1 - koeficientas, atsižvelgiant į deguonies koncentracijos skirtumą išmetamosiose dujose x 1g nuo vidutinės tūrio vertės x 1, n 1 = x 1g / x 1; L 1 - deguonies sunaudojimo greitis degimo metu, p 1 - dalinis deguonies tankis patalpoje;

degimo produktų balanso lygtis:

Vd (p 2) / df = w L 2 10 - x 2 n 2 G r, (3)

kur X i yra i-tojo degimo produkto vidutinė tūrio koncentracija; L i-i-tojo degimo produkto (CO, CO2) išsiskyrimo greitis; n i - koeficientas, atsižvelgiant į i -ojo produkto koncentracijos skirtumą išmetamosiose dujose x iг nuo vidutinės tūrio vertės x i, n i = x iг / х i; p 2 - dalinis degimo produktų tankis patalpoje;

Optinio dūmų kiekio kambaryje pusiausvyros lygtis:

Vd () / d = Dsh - n 4 G r / p m - iki c S w, (4)

kur yra vidutinis tūrinis optinis dūmų tankis; D - GM gebėjimas generuoti dūmus; n 4 yra koeficientas, į kurį atsižvelgiama į dūmų koncentracijos skirtumą įkaitusiose dujose, išeinančiose iš kambario, nuo vidutinės optinės dūmų koncentracijos tūrio, n4 = m mg / m m;

energijos balanso lygtis U:

dU / df = hQ p n w + i g w + C pv T in G in - C p T m m G r - Q w, (5)

kur P m yra vidutinis tūrinis slėgis patalpoje, Pa; С р m, Т m - izobarinės šilumos talpos ir kambario temperatūros vidutinės tūrinės vertės; Q pn- mažiausia darbinė degimo šiluma GN, J / kg; С рв, Т в - izobarinė šilumos talpa ir įeinančio oro temperatūra, К; i g yra GN, J / kg degimo produktų dujinimo entalpija; m yra koeficientas, atsižvelgiant į skirtumą tarp T temperatūros ir izobarinės šilumos talpos C pg iš vidutinės tūrinės temperatūros T m ir vidutinės tūrio izobarinės šilumos talpos C p m,

m = C pg T g / C p m T m;

Yu - GN degimo išsamumo koeficientas; Q w - šilumos srautas į gaubtą, W.

Vidutinė tūrinė temperatūra T m yra susijusi su vidutiniu tūriniu slėgiu P m ir tankiu p m pagal dujinės terpės būsenos lygtį kambaryje:

P m = c m R m T m. (6)

Gaisro medžiagų balanso lygtis, atsižvelgiant į mechaninės ventiliacijos tiekimo ir išmetimo sistemos veikimą, taip pat į tūrinės gaisro gesinimo sistemos veikimą inertinėmis dujomis, bus tokia:

VdP m / dph = w + G B - G r + G pr - G ext + G ov, (7)

Aukščiau pateikta lygčių sistema sprendžiama skaitmeniniais metodais, naudojant kompiuterinę programą. Pavyzdys yra programa INTMODEL.

... RPP dinamikos apskaičiavimas naudojant kompiuterinę programą INTMODEL

Kompiuterinio modeliavimo rezultatai

Mokomoji kompiuterinė programa INTMODEL įgyvendina aukščiau aprašytą matematinį gaisro modelį ir yra skirta apskaičiuoti skystų ir kietų degių medžiagų ir medžiagų gaisro vystymosi dinamiką patalpoje. Programa leidžia atsižvelgti į angų atidarymą, mechaninio vėdinimo sistemų veikimą ir tūrinį gaisro gesinimą inertinėmis dujomis, taip pat atsižvelgiama į gaisro deguonies balansą, leidžia apskaičiuoti anglies oksidų CO ir CO 2, patalpos dūmų kiekis ir matomumo diapazonas.

1 lentelė. Dujinės aplinkos parametrų raidos dinamika patalpoje ir PRD koordinatės

Laikas, min. Temperatūra t m, 0 С Dūmų optinis tankis µ m, Np / m Matomumo diapazonas l m, m,

masė%,

masė%, masė% s m, kg / m 3 Neutralioji plokštuma - PRD Y *, mG c, kg / sG g, kg / sdP, PaS w, m 2

Dujinės terpės vidutinių tūrinių parametrų kitimas laike

Ryžiai. 2. Dujinės terpės vidutinės tūrinės temperatūros kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas: Temperatūros kilimą per pirmąsias 22 gaisro minutes galima paaiškinti degimu PRN režimu, kuris atsiranda dėl pakankamo deguonies kiekio patalpoje. Nuo 23 minučių ugnis pereina į PRV režimą dėl žymiai sumažėjusio deguonies koncentracijos. Nuo 23 minučių iki 50 minučių degimo intensyvumas nuolat mažėja, nepaisant to, kad degimo plotas nuolat didėja. Nuo 50 minučių ugnis vėl persijungia į PRN režimą, kuris yra susijęs su deguonies koncentracijos padidėjimu dėl degios apkrovos perdegimo.

Išvados dėl tvarkaraščio: Temperatūros grafike galima sąlygiškai atskirti 3 ugnies vystymosi etapus. Pirmasis etapas yra temperatūros padidėjimas (iki maždaug 22 minučių), antrasis-beveik stacionarus etapas (nuo 23 minučių iki 50 minučių), o trečiasis-skilimo etapas (nuo 50 minučių iki visiško degimo krūvio) sudegė).

Ryžiai. 3. Optinis dūmų tankio kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas: Pradiniame gaisro etape išsiskiria dūmai nereikšminga, degimo efektyvumas yra didžiausias. Apskritai dūmai pradeda išsiskirti praėjus 22 minutėms nuo uždegimo pradžios, o MPV perteklius, atsižvelgiant į vidutinę dūmų tankio vertę, atsiras maždaug po 34 minučių. Nuo 52 minučių, perėjus į slopinimo režimą, dūmai sumažėja.

Išvados dėl tvarkaraščio: Didelis dūmų kiekis išsiskyrė tik perėjus ugniai į PRV režimą. Sumažėjusio matomumo dūmuose pavojus šioje patalpoje yra nedidelis - PDZ bus viršytas tik praėjus maždaug 34 minutėms nuo gaisro pradžios, o tai taip pat galima paaiškinti didelėmis angomis kambaryje (duryse).

Ryžiai. 4. Laiku keičiant matomumo diapazoną patalpose

Grafiko aprašymas: 26 minutes nuo gaisro atsiradimo matomumo diapazonas degančioje patalpoje išlieka patenkinamas. Perėjus į PRV režimą, degančioje patalpoje matomumas sparčiai blogėja.

Išvados dėl tvarkaraščio: Matomumo diapazonas yra susijęs su dūmų optiniu tankiu pagal santykį. Tai yra, matomumo diapazonas yra atvirkščiai proporcingas dūmų optiniam tankiui, todėl, padidėjus dūmams, matomumo diapazonas mažėja ir atvirkščiai.

Ryžiai. 5. Vidutinės tūrinės deguonies koncentracijos kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas: Per pirmąsias 9 ugnies vystymosi minutes (pradinė stadija) vidutinė tūrinė deguonies koncentracija išlieka beveik nepakitusi, t.y. liepsna sunaudoja mažai deguonies, o tai galima paaiškinti mažu degimo sėdynės dydžiu šiuo metu. Didėjant degimo plotui, deguonies kiekis patalpoje mažėja. Praėjus maždaug 25 minutėms nuo degimo pradžios, deguonies kiekis stabilizuojasi 10–12 masės% lygio ir išlieka beveik nepakitęs iki maždaug 49-osios ugnies minutės. Taigi, nuo 25 iki 49 minutės kambaryje įgyvendinamas PRV režimas, t.y. degimas deguonies trūkumo sąlygomis. Nuo 50 -osios minutės padidėja deguonies kiekis, kuris atitinka skilimo stadiją, kai įeinantis oras palaipsniui vėl užpildo kambarį.

Išvados dėl tvarkaraščio: Deguonies koncentracijos grafikas, panašus į temperatūros grafiką, leidžia nustatyti degimo režimų ir pakopų keitimo momentus. Šio grafiko deguonies MPV viršijimo momento negalima stebėti, todėl reikės perskaičiuoti deguonies masės dalį į jo dalinį tankį, naudojant vidutinio dujų tūrio tankio vertę ir formulę .

Ryžiai. 6. Vidutinės tūrinės CO koncentracijos pokytis gaisro metu

Grafiko aprašymas: pateikite grafikų aprašymą ir išvadas pagal analogiją aukščiau.

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 7. Vidutinės CO 2 tūrinės koncentracijos kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 8. Dujinės terpės vidutinio tūrinio tankio kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 9. Vienodo slėgio plokštumos padėties keitimas laiku

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 10. Šviežio oro srauto į kambarį pokytis nuo gaisro atsiradimo momento

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 11. Šildomų dujų nutekėjimo iš patalpų pokytis nuo gaisro atsiradimo momento

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 12. Slėgio skirtumo kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 13. Degimo zonos pokyčiai gaisro metu laiku

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

11 minučių gaisro situacijos aprašymas

Pagal 1 str. 76 ФЗ-123 „Priešgaisrinės saugos reikalavimų techniniai reikalavimai“, pirmosios priešgaisrinės tarnybos atvykimo į iškvietimo vietą miesto gyvenvietėse ir miesto rajonuose laikas neturi viršyti 10 minučių. Taigi gaisro situacijos aprašymas atliekamas praėjus 11 minučių nuo gaisro pradžios.

Pradiniais laiko momentais, laisvai plėtojantis ugniai, dujinės aplinkos parametrai patalpoje pasiekia šias vertes:

- pasiekiama 97 ° C temperatūra (peržengiama 70 ° C ribinė vertė);

- matomumo diapazonas praktiškai nepasikeitė ir yra 64,62 m, t.y. dar neperžengė 20 m slenksčio;

- dalinis dujų tankis yra:

c = 0,208 kg / m 3, kuris yra mažesnis už deguonies ribinį dalinį tankį;

c = 0,005 kg / m 3, kuris yra mažesnis už ribinį anglies dioksido dalinį tankį;

c = 0,4 * 10 -4 kg / m 3, tai yra mažesnis už anglies monoksido ribinį dalinį tankį;

TRP bus 0,91 m lygio;

degimo plotas bus 24,17 m 2.

Taigi skaičiavimai parodė, kad 11 minučių laisvo ugnies vystymosi metu šie RPT pasieks didžiausią leistiną vertę: vidutinė dujinės terpės tūrinė temperatūra (10 minučių).

... Laikas pasiekti ribines ir kritines RPP vertes

Pagal FZ-123 „Priešgaisrinės saugos reikalavimų techniniai reglamentai“ būtinas evakuacijos laikas laikomas minimaliu laiku, per kurį vienas iš pavojingų gaisro veiksnių pasiekia savo kritinę vertę.

Reikalingas evakuacijos laikas iš patalpų pagal matematinio modeliavimo duomenis

2 lentelė. Laikas pasiekti ribas

	Slenksčiai	Laikas pasiekti, min
	Dujų terpės ribinė temperatūra t = 70 ° C
	Kritinio matomumo diapazonas 1 kr = 20 m
	Didžiausias leistinas dalinis deguonies tankis c = 0,226 kg / m 3 10
	Didžiausias leistinas anglies dioksido dalinis tankis pre = (s) pre = 0,11 kg / m 3 nepasiektas
	Didžiausias leistinas anglies monoksido (-ų) dalinis tankis prieš = (s) prieš = 1,16 * 10 -3 kg / m 3 nepasiekiamas
	Didžiausia vidutinė dujų terpės tūrinė temperatūra T m = 237 + 273 = 510 K
	Kritinė stiklinimo temperatūra t = 300 ° C	nepasiektas
	Šilumos jutiklių slenkstinė temperatūra IP-101-1A t p opor = 70 ° C

Šiuo atveju minimalus evakuacijos iš sandėlio laikas yra laikas pasiekti maksimalią dujų aplinkos temperatūrą, lygią 10 minučių.

Išėjimas:

a) apibūdinti atskirų RP vystymosi dinamiką, įvairių įvykių atsiradimo seką ir apskritai apibūdinti gaisro išsivystymo prognozę;

b) padaryti išvadą apie patalpoje sumontuotų gaisro detektorių savalaikiškumą (žr. 8 punkto 2 lentelę). Jei gaisro jutikliai neveikia efektyviai, pasiūlykite jiems alternatyvą (3 priedas).

Laiko nuo gaisro pradžios iki blokavimo nustatymas
evakuacijos keliai pavojingais gaisro veiksniais

Apskaičiuokime reikiamą evakuacijos laiką patalpai, kurios matmenys 60 · 24 · 6, kurioje gaisro apkrova yra medvilnė ryšuliuose. Pradinė kambario temperatūra yra 20 ° C.

Pradiniai duomenys:

patalpas

laisvas tūris

be matmenų parametras

;

temperatūra t 0 = 20 0 С;

degios medžiagos tipas - medvilnė ryšuliuose - THM, n = 3;

šilumingumas Q = 16,7;

savitasis degimo dažnis = 0,0167

po logaritmo ženklu gaunamas neigiamas skaičius, todėl šis veiksnys nekelia pavojaus.

Kritinė gaisro trukmė:

t cr = miní ý = í746; 772; ý = 746 s.

Kritinė gaisro trukmė priklauso nuo to laiko, kai patalpoje įvyksta didžiausia leistina temperatūra.

Reikalingas laikas evakuoti žmones iš sandėlio:

t HB = 0,8 * t kr / 60 = 0,8 * 746/60 = 9,94 min.

Pagal skaičiavimo duomenis padarykite išvadą apie pakankamą / nepakankamą evakuacijos laiką.

Išėjimas: palyginti reikiamus evakuacijos laikus, gautus skirtingais metodais, ir, jei reikia, paaiškinti rezultatų skirtumus.

... RP dinamikos apskaičiavimas pagal darbo zonos lygį. Situacijos gaisre analizė 11 minučių metu

Darbo zonos lygis atitinka GOST 12.1.004-91 „Priešgaisrinė sauga. Bendrieji reikalavimai "yra 1,7 metro.

11 -tą degimo minutę dujų mainai vyksta pagal šiuos rodiklius: šalto oro srautas yra 3,26 kg / s, o šildomų dujų nutekėjimas iš patalpos - 10,051 kg / s.

Viršutinėje durų angos dalyje iš kambario išeina dūminės šildomos dujos, vienodo slėgio plokštuma yra 1,251 m, kuri yra žemiau darbo zonos lygio.

Išėjimas: remdamiesi skaičiavimų rezultatais, išsamiai apibūdinkite operatyvinę situaciją priešgaisrinės tarnybos atvykimo metu, pasiūlykite priemones, skirtas saugiai evakuoti žmones.

Bendra išvada apie darbą

Padarykite bendrą išvadą apie darbą, įskaitant:

a) trumpas objekto aprašymas;

b) bendros RPP dinamikos savybės laisvo gaisro metu;

c) pavojingų gaisro veiksnių PDZ atsiradimo kritinio laiko palyginimas pagal kompiuterinės programos INTMODEL skaičiavimus ir metodiką, pagal kurią nustatomas laikas nuo gaisro pradžios iki evakuacijos kelių užblokavimo dėl pavojingos ugnies plitimo veiksniai pagal juos pagal 2009 m. liepos 10 d. Rusijos nepaprastųjų situacijų ministerijos įsakymo Nr. 404 priedą Nr. 5;

d) patalpoje įrengtų gaisro detektorių veikimo analizė, prireikus pasiūlymai juos pakeisti;

e) operatyvinės situacijos charakteristikos atvykstant priešgaisrinėms tarnyboms, pasiūlymai dėl saugaus žmonių evakavimo;

f) išvada apie kompiuterinių programų naudojimo ir perspektyvų apskaičiavimą RP dinamikai gaisro metu.

Literatūra

1. Terentjevas D.I. Pavojingų gaisro veiksnių prognozė. Paskaitų eiga / D.I. Terentjevas, A. A. Subačiova, N.A. Tretjakovas, N.M. Barbinas // FGBOU VPO „Rusijos EMERCOM valstybinės priešgaisrinės tarnybos Uralo institutas“. - Jekaterinburgas, 2012.- 182 p.

2. Yu.A. Košmarai ŽVP numatymas kambaryje: vadovėlis / Yu.A. Koshmarovas / - M.: Rusijos vidaus reikalų ministerijos Valstybinės priešgaisrinės tarnybos akademija, 2000. -118 p.

2008 m. Liepos 22 d. Rusijos Federacijos federalinis įstatymas Nr. 123-FZ „Priešgaisrinės saugos reikalavimų techniniai reglamentai“.

2009 m. Liepos 10 d. Rusijos Federacijos ekstremalių situacijų ministerijos įsakymas Nr. 404 (su pakeitimais, padarytais 2010 m. Gruodžio 14 d.) „Dėl apskaičiuotų gaisro pavojaus gamybos įrenginiuose verčių nustatymo metodikos patvirtinimo“. - Priešgaisrinė ir sprogimo sauga. - Nr. 8. - 2009. - p. 7-12.

2009 m. Birželio 30 d. Rusijos Federacijos ekstremalių situacijų ministerijos įsakymas Nr. 382 (su pakeitimais, padarytais 2011 m. Balandžio 11 d.) „Dėl apskaičiuotų gaisro pavojaus pastatuose, statiniuose ir statiniuose verčių nustatymo metodikos patvirtinimo“ įvairių funkcinio gaisro pavojaus klasių “. - Priešgaisrinės saugos numeris 3. - 2009. - p. 7-13.

Įvadas

Būtina numatyti RP:

· kuriant ir tobulinant signalizacijos sistemas ir automatines gaisro gesinimo sistemas;

· rengiant gesinimo operatyvinius planus (planuojant kovinių vienetų veiksmus gaisro metu);

· vertinant faktines atsparumo ugniai ribas;

· gaisro rizikai apskaičiuoti ir daugeliui kitų tikslų.

Šiuolaikiniai santykinio pralaidumo prognozavimo metodai leidžia ne tik numatyti tikėtinus gaisrus, bet ir imituoti gaisrus, kurie jau įvyko jų analizei ir RTP veiksmo įvertinimui.

· Liepsnos ir kibirkštys;

· padidėjusi aplinkos temperatūra;

· sumažėjusi deguonies koncentracija;

· toksiški degimo ir terminio skilimo produktai;

· sumažėjęs matomumas dūmuose;

· Šilumos srautas.

Moksliniu požiūriu gaisro pavojai yra fizinės sąvokos, todėl kiekvieną iš jų kiekybiškai atspindi fizinis kiekis.

Norėdami padaryti moksliškai pagrįstą prognozę, turite kreiptis į vieną ar kitą gaisro modelį. Modelio pasirinkimą lemia prognozės (tyrimo) tikslas (užduotys) tam tikroms unikalumo sąlygoms (patalpos charakteristikos, degi medžiaga ir kt.), Sprendžiant diferencialinių lygčių sistemą, sudarančią modelio pagrindą. pasirinktas matematinis modelis.

Integruotas gaisro modelis leidžia gauti informaciją (ty leidžia prognozuoti) apie vidutines patalpos aplinkos būklės parametrų tūrines vertes bet kuriuo gaisro vystymosi momentu. . Tuo pačiu metu, norint palyginti (koreliuoti) vidutinius (ty tūrio vidurkio) terpės parametrus su jų ribinėmis vertėmis darbo srityje, naudojamos formulės, gautos remiantis eksperimentiniais erdvinio pasiskirstymo tyrimais temperatūros, degimo produktų koncentracijos, optinio dūmų tankio ir kt.

1. Kursinio darbo tema ir uždaviniai

Kursinis darbas studentams nustato šias užduotis:

· įtvirtinti ir pagilinti žinias pavojingų gaisro veiksnių dinamikos matematinio modeliavimo srityje;

· naudojant konkrečius pavyzdžius, kad gautumėte informacijos apie visų gaisrui būdingų fizinių procesų tarpusavio priklausomybę ir tarpusavio ryšį (patalpų dujų mainus su aplinka, šilumos išsiskyrimą liepsnos zonoje ir pastato konstrukcijų šildymą, dūmų išsiskyrimą ir optinių pokyčių laipsnį) dujų aplinkos savybės, toksiškų dujų išsiskyrimas ir plitimas ir kt.);

· įsisavinti RP prognozavimo techniką naudojant kompiuterinę programą, kuri įgyvendina vientisą gaisro matematinį modelį;

· įgyti įgūdžių naudotis kompiuterinėmis programomis tiriant gaisrus.

Kursinio darbo tema ir tikslas yra pavojingų gaisro veiksnių patalpoje prognozavimas (kurio paskirtį ir kitas charakteristikas lemia užduoties galimybė).

2. Kursinio darbo turinio ir dizaino reikalavimai

Reikalinga informacinė medžiaga pateikta instrukcijų prieduose ir rekomenduojamoje literatūroje.

Darbas turi būti atliktas tvarkingai, juodu rašalu arba atspausdintas juodu šriftu ant A4 atspausdintų lapų. Aiškinamojo rašto tekstas turi būti parašytas įskaitomai, be žodžių santrumpų (išskyrus visuotinai priimtas santrumpas), vienoje lapo pusėje. Kompiuterinė darbo versija įvedama teksto rengyklėje „Word“, „Times New Roman“ šriftu su 1–1,5 eilučių atstumu. Teksto šrifto dydis yra 12 arba 14, formulėms - 16, lentelėms - 10, 12 arba 14. Paraštės dydis ant lapo yra 2 cm iš visų pusių. Pastraipos įdubimas yra ne mažesnis kaip 1 cm.

Skaičiuojant reikiamą evakuacijos laiką, į jas pakeistas formules ir vertes, reikėtų pateikti atsakyme gautų fizinių dydžių matavimo vienetus.

Skyrių ir skyrių pavadinimai rašomi didžiąja raide. Poskyrių antraštės - mažosiomis raidėmis (išskyrus pirmąsias didžiąsias raides). Žodžių brūkšneliai antraštėse neleidžiami. Antraštės pabaigoje esantis laikotarpis nenurodomas. Lentelių, paveikslų ir grafikų numeracija turėtų būti tęstinė.

Tituliniame puslapyje turi būti nurodyta:

ministerijos, švietimo įstaigos ir skyriaus, kuriame atliekamas kursinis darbas, pavadinimas;

kursinio darbo tema ir užduoties variantas;

PILNAS VARDAS. klausytojas, baigęs kursinį darbą;

titulas, pareigos, pilnas vardas mokslinis patarėjas;

miestas ir kursinių metų metai.

Darbo pabaigoje turite nurodyti naudojamą literatūrą (autoriaus pavardė ir inicialai, visas knygos pavadinimas, leidėjas ir išleidimo metai). Studentas turi pasirašyti baigtą kursinį darbą, nurodyti datą ir pateikti ją patikrinti korespondencijos fakulteto fakultetui. Priėmimo į apsaugą buvimas yra pagrindas kviesti studentą į laboratorinį egzaminą.

Jei darbas atitinka jam keliamus reikalavimus, vadybininkas leidžia jį ginti. Darbas, pripažintas neatitinkančiu reikalavimų, grąžinamas praktikantui peržiūrėti.

Nuotolinio mokymo fakulteto studentai gali ginti kursinius darbus sesijos metu. Gynybos rezultatai vertinami keturių balų sistema: „puikiai“, „gerai“, „patenkinamai“, „nepatenkinamai“. Projekto vadovas įdeda įvertinimą į titulinį darbo puslapį, pareiškime, mokinio įrašų knygoje ir patvirtina jį parašu. Skiriami tik teigiami įvertinimai.

Gavęs nepatenkinamą pažymį, mokinys privalo iš naujo atlikti darbą nauja tema arba peržiūrėti seną.

3. Užduoties varianto ir pradinių duomenų pasirinkimas

Papildomi visų variantų duomenys:

kritinė stiklinimo temperatūra - 300 ° С;

angų skaičius - 2 (langai ir durys);

mechaninė ventiliacija nuo dūmų - nėra;

automatinio gaisro gesinimo įrenginio (AUP) - nėra;

priimti visus kitus parametrus, nenurodytus pagal numatytuosius nustatymus.

Santrumpospriimtas pristatant kursą „Pavojingų gaisro veiksnių prognozavimas“:

OFP - pavojingi gaisro veiksniai;

PDZ - didžiausia leistina pavojingo gaisro koeficiento vertė;

PRD - vienodo slėgio plokštuma (neutrali plokštuma);

1.Pagal užduoties variantą, pateiktą kursinio darbo 1 skyriuje, apskaičiuokite pradinius degiosios apkrovos parametrus aptariamoje patalpoje.

2.Nubraižykite pastato planą, plane nurodykite kambario matmenis ir degiąją apkrovą.

.2 skyriuje aprašykite diferencialinių lygčių sistemą, pagal kurią buvo sukurtas vientisas matematinis gaisro kambaryje modelis su išsamiu visų į jį įtrauktų fizinių dydžių paaiškinimu.

.Remdamiesi kursinio darbo užduoties variantu, paimkite iš mokytojo paruoštus lentelės duomenis (1 lentelė) apie RPP vidutinių tūrinių verčių raidos dinamiką laisvai vystantis ugniai, apskaičiuotą naudojant kompiuterinę programą INTMODEL, kuri įgyvendina vientisą matematinį gaisro kambaryje modelį.

5. Naudodami lentelės duomenis, sukurkite atitinkamas vidutinio tūrio parametrų grafines priklausomybes nuo gaisro vystymosi laiko: m (t);

µm (t); l rūšis (t); t); t); t); сm (t); Y * (t); Paltas (t); Gv (t); Gg (t); DP (t).

6.Pateikite gautų grafikų aprašymą ir lyginamąsias išvadas, paaiškinkite grafikų šuolius (jei yra).

7.Vadovaudamiesi kompiuterinės programos pagalba apskaičiuotais duomenimis ir grafinėmis RP priklausomybėmis laiku, kursinio darbo 4 skyriuje apibūdinkite atskirų RP vystymosi dinamiką, įvairių įvykių atsiradimo seką ir apskritai apibūdinti gaisro išsivystymo prognozę.

.Kritinę gaisro trukmę nustatykite pagal sąlygą, kad kiekvienas pavojingas gaisro veiksnys pasiektų didžiausią leistiną (vidutinio tūrio) vertę ir reikiamą laiką žmonėms evakuoti iš svarstomos patalpos:

a) pagal matematinį modeliavimą (rezultatus apibendrinkite 2 lentelėje);

b) pagal metodiką, pagal kurią nustatomas laikas nuo gaisro pradžios iki evakuacijos kelių užblokavimo, kai ant jų išplito pavojingi gaisro veiksniai, pagal Rusijos ekstremalių situacijų ministerijos įsakymo priedą Nr. 2009 m. liepos 10 d. Nr. 404 į 33 punktą (Apytikslių gaisro rizikos verčių gamybos įrenginiuose nustatymo metodai).

9.Remdamiesi 2 lentelės rezultatais, padarykite išvadą apie patalpoje sumontuotų gaisro detektorių savalaikiškumą. Neefektyvaus darbo atveju pasiūlykite alternatyvų pakeitimą (3 priedas).

10.Atlikite RP parametrų skaičiavimus pagal darbo zonos lygį (RP) l ), laisvai įsiplieskiant gaisrui 11 minučių, pagal formulę:

(OFP l - OFP 0) = (OFP m - OFP 0) Z,

kur OFP l - OFP vietinė vertė;

OFP 0- pradinė santykinio pralaidumo vertė;

OFP m - vidutinė pavojingo gaisro koeficiento tūrinė vertė; - be matmenų parametras, apskaičiuotas pagal formulę:

At H£ 6 m,

kur h- darbo zonos aukštis, m;

H- kambario aukštis, m.

11.Santykinio pralaidumo darbo zonos lygiui apskaičiavimo rezultatai turėtų būti įrašyti į kursinio darbo 5 skyriaus lentelę.

12.Remiantis skaičiavimais, gautais 11 minučių:

a) nurodykite dujų mainų kambaryje schemą, skirtą gaisro vystymuisi 11 minučių, laisvai išsivysčius ugniai;

b) išsamiai aprašo operatyvinę situaciją gaisre pagal RPE skaičiavimus pagal darbo zonos lygį, pasiūlo priemones, skirtas saugiai evakuoti žmones.

13.Padarykite bendrą išvadą apie kursinį darbą. Išvada turėtų apimti:

a) trumpas objekto aprašymas;

b) RP analizė, kuri pasiekė didžiausią leistiną vertę per 11 minučių, laisvai įsiplieskiant gaisrui;

d) patalpoje įrengtų priešgaisrinių jutiklių veikimo laiku analizė, prireikus pasiūlymai juos pakeisti;

e) objekto personalo veiksmų gaisro atveju aprašymas, remiantis skaičiavimais gautais duomenimis;

f) priešgaisrinių tarnybų veiksmų aprašymas, remiantis nuostata, kad jų atvykimo laikas yra 10 minučių nuo gaisro vystymosi pradžios;

h) išvada apie kompiuterinių programų naudojimo ir perspektyvų apskaičiavimą RP dinamikai gaisro metu.

14.Kurso pabaigoje pateikite naudotos literatūros sąrašą.

5. Kursinio darbo pavyzdys

RUSIJOS AVARINIŲ SITUACIJŲ MINISTRIJA

Federalinis valstybinis biudžetinis švietimas

aukštojo profesinio mokymo įstaiga

„Valstybinės priešgaisrinės tarnybos Uralo institutas

Rusijos Federacijos civilinės gynybos ministerija,

ekstremalios situacijos ir stichinių nelaimių padarinių šalinimas “

Fizikos ir šilumos perdavimo katedra

KURSINIS DARBAS

Tema: Gaisro sandėlyje pavojingų veiksnių prognozavimas

Pasirinkimo numeris 35

Baigta:

mokomosios grupės Z-461 studentas

vidaus tarnybos vyresnysis leitenantas Ivanovas I.I.

Patikrinta:

katedros vyresnysis dėstytojas

Fizika ir šilumos perdavimas, daktaras, vidaus tarnybos kapitonas

A.A. Subačiova

Jekaterinburgas

baigti kursinius darbus

disciplinoje „Pavojingų gaisro veiksnių prognozavimas“

Klausytojas Ivanovas Ivanas Ivanovičius

Variantas Nr. 35 Na 4 Grupė Z-461

Objekto pavadinimas: medvilnės rulonų sandėlis

Pradiniai duomenys

Vieneto atmosferos slėgis, mm rt. 760 stoties temperatūra, 0C 20 Bloko patalpos ilgis, m 60 aukštis, m 6 plotis, m 24 temperatūra, 0C20Atidarome 1 - standartinis (durų) apatinis pjūvis, m0? plotis, m3, 6 viršutinis pjūvis, m3 0C20Atidarome 2 - įprastai (langai)? plotis, m 24 apatinis pjūvis, m 1,2 atidarymas, 0С300 Pjovimas iš viršaus, m2,4 Vieneto apkrova Degios medžiagos tipas Medvilnė ryšuliuose Dūmų išmetimas Nm * m 2/ kg 0,6 ilgis, m 32,9 CO išsiskyrimas, kg / kg 0,0052 plotis, m 13,1 CO išsiskyrimas 2, kg / kg 0,578 GN skaičius, kg 4320 Konkretus degimo greitis, kg / m 2* s 0,0167 šilumos išsiskyrimas MJ / kg 16,7 liepsnos sklidimo greitis, m / s 0,0042 deguonies suvartojimas kg / kg 1,15

Terminas: "____"__________

Stažuotojas ____________________ Vadovas _______________

1. Pradiniai duomenys

(Privaloma diagramoje nurodyti kambario matmenis ir apskaičiuotą degiosios apkrovos masę pagal jūsų versiją!)

Ryžiai. 1. Pastato planas

Sandėlio matmenys:

ilgis l1 = 60 m;

plotis l2 = 24 m;

aukštis 2h = 6 m.

Sandėlio išorinėse sienose yra 10 vienodų langų angų. Atstumas nuo grindų iki kiekvieno lango angos apatinio krašto yra YH = 1,2 m. Atstumas nuo grindų iki viršutinio angos krašto YB = 2,4 m. Bendras langų angų plotis = 24 m. langų angos pagamintos iš paprasto stiklo. Įstiklinimas sugriūna, kai vidutinė patalpos dujinės aplinkos tūrio temperatūra yra lygi 300 ° C.

Sandėlį nuo biurų skiria priešgaisrinės durys, kurių plotis ir aukštis yra 3 m. Gaisro atveju šios angos uždaromos. Sandėlyje yra vienos durys, jungiančios jį su išorine aplinka. Angos plotis yra 3,6 m. Atstumas nuo grindų iki viršutinio durų krašto yra Yw = 3, Yn = 0. Gaisro atveju šios durys yra atviros, t.y. atidarymo temperatūra 20 0C.

Grindys betoninės, su asfalto danga.

Degi medžiaga ryšuliuose yra medvilnė. Degiosios apkrovos (LF) užimamo ploto dalis = 30%.

Grindų plotas, kurį užima GN, randamas pagal formulę:

kur? grindų plotas.

Degiųjų medžiagų kiekis 1 P0 = 10. Bendra degios medžiagos masė.

Degimas prasideda stačiakampio ploto, kurį užima GM, centre. Šios svetainės matmenys:

GN savybes apibūdina šios vertės:

šilumingumas Q = 16,7;

anglies monoksido emisija = 0,0052.

Patalpose nėra mechaninės ventiliacijos. Natūrali ventiliacija užtikrinama per durų ir langų angas.

Šildymas yra centrinis vanduo.

Išorinės atmosferos sąlygos:

be vėjo, lauko temperatūra 20 0C = 293K

slėgis (Y lygyje = h) Р a = 760 mm. rt. Art., T.y. = 101300 Pa.

Dujų aplinkos būklės kambario viduje prieš gaisrą parametrai:

T = 293 K. (pagal pasirinktą variantą);

P = 101300 Pa;

Kiti parametrai:

kritinė stiklinimo temperatūra? Apie 300 SU;

atitvarų konstrukcijų medžiaga - gelžbetonis ir plyta;

patalpų oro temperatūra - 20 o SU;

automatinė gaisro gesinimo sistema? nėra;

mechaninė ventiliacija nuo dūmų? nėra.

2. Integruoto matematinio laisvo gaisro sandėlyje modelio aprašymas

Remiantis darbuose išdėstytomis ugnies lygtimis, buvo sukurtas neatskiriamas patalpos gaisro matematinis modelis. Šios lygtys išplaukia iš pagrindinių fizikos dėsnių: materijos išsaugojimo dėsnio ir pirmojo atviros sistemos termodinamikos dėsnio ir apima:

patalpos dujinės aplinkos medžiagų balanso lygtis:

V (dsm / df) = GB + w - Gr, (1)

kur V yra kambario tūris, m 3; su m - vidutinis dujinės terpės tūrinis tankis, kg / m 3; f - laikas, s; G B ir G. r - į kambarį patenkančio oro ir iš jo išeinančių dujų masės srautas, kg / s; w yra degiosios apkrovos masės degimo greitis, kg / s;

deguonies balanso lygtis:

Vd (p 1) / df = x 1c G B - x 1n 1G r - w L. 1Yu, (2)

kur x 1- vidutinė tūrinė deguonies masės koncentracija patalpoje; NS 1c - deguonies koncentracija išmetamosiose dujose; n 1- koeficientas, atsižvelgiant į deguonies koncentracijos skirtumą išmetamosiose dujose x 1 g 1, n 1 = x 1 g / x 1; L 1yra deguonies sunaudojimo greitis degimo metu, p 1- dalinis deguonies tankis kambaryje;

degimo produktų balanso lygtis:

Vd (p2) / dph = w L2Ю - x2n2Gr, (3)

kur X i - i-tojo degimo produkto vidutinė tūrio koncentracija; L i - i-tojo degimo produkto (CO, CO2) išsiskyrimo greitis; n i - koeficientas, atsižvelgiant į i-ojo produkto koncentracijos skirtumą išmetamosiose dujose x iг nuo vidutinės tūrio vertės x i , n i = x iг /NS i ; R 2- dalinis degimo produktų tankis patalpoje;

Optinio dūmų kiekio kambaryje pusiausvyros lygtis:

Vd () / d = Dш - n4 Gr / рm - кcSw, (4)

kur yra vidutinis tūrinis optinis dūmų tankis; D - GM gebėjimas generuoti dūmus; n4 yra koeficientas, į kurį atsižvelgiama į dūmų koncentracijos skirtumą įkaitusiose dujose, išeinančiose iš kambario, nuo vidutinės optinės dūmų koncentracijos tūrio, n4 = mg / mm;

energijos balanso lygtis U:

dU / df = h Q p n w + i G w + S pv T v G v - SU R T m m Gr - Q w , (5)

kur P. m - vidutinis tūrinis slėgis patalpoje, Pa; SU po pietų , T. m - izobarinės šilumos talpos ir kambario temperatūros vidutinės tūrinės vertės; Qpn- mažiausia darbinė degimo šiluma GN, J / kg; SU pv , T. v - įeinančio oro izobarinė šilumos talpa ir temperatūra, K; i G - HH degimo produktų dujinimo entalpija, J / kg; m - koeficientas, atsižvelgiant į temperatūros T ir izobarinės šilumos talpos C skirtumą pr išmetamųjų dujų iš vidutinės tūrinės temperatūros T m ir vidutinė tūrinė izobarinė šilumos talpa Срm ,

m = C pr T G / Срm T m ;

Yu - GN degimo išsamumo koeficientas; Q w - šilumos srautas į gaubtą, W.

Vidutinė tūrinė temperatūra T m yra susijęs su vidutiniu tūriniu slėgiu P m ir tankis p m patalpoje esančios dujinės aplinkos būsenos lygtis:

P m = su m R m Tm .(6)

VdP m / df = w + G B - G. r + G. NS - G. vyt + G. s, (7)

Aukščiau pateikta lygčių sistema sprendžiama skaitmeniniais metodais, naudojant kompiuterinę programą. Pavyzdys yra programa INTMODEL.

... RPP dinamikos skaičiavimas naudojant kompiuterinę programą INTMODEL

Kompiuterinio modeliavimo rezultatai

1 lentelė. Dujinės aplinkos parametrų raidos dinamika patalpoje ir PRD koordinatės

Laikas, min. Temperatūra tm, 0С Dūmų optinis tankis µm, Np / m Matomumo diapazonas lm, m,

masės% , masės% s m, kg / m 3Neutrali plokštuma - PRD Y *, mG v , kg / sG G , kg / sDP, PaS esu , m 2020064,6223001,20531,50,0080,00800120064,6222,999001,2051,150,160,3290,010,2221064,6222,99400,0031,20261,040,411,0650,050,8322064,6222,9800,0091,19620,960,6762,0720,181,8425064,6222,95100,0221,18410,910,9493,2480,433,19530064,6222,90300,0451,16580,891,2374,490,824,99636064,6222,8290,0010,0781,14120,871,5485,7021,347,18745064,6222,7240,0010,1271,11090,881,896,8111,979,78855064,6222,580,0020,1921,0760,892,267,7722,6812,77967064,6222,3910,0030,2791,03850,912,658,5563,4216,171081064,6222,1490,0040,390,99760,912,9319,3914,2719,9711970,00164,6221,8450,0050,530,95410,913,2610,0515,1524,17 121150,00164,6221,4710,0060,7020,90950,933,63110,5276,0128,78131350,00164,6221,0190,0080,9110,86550,954,03610,8256,8333,81141560,00164,6220,4830,011,1610,82350,984,46610,9677,5739,25151770,00164,6219,8620,0131,4550,78461,014,91510,9778,2245,11161980,00264,6219,1580,0161,7950,74991,045,37210,8828,7451,41172180,00364,6218,3820,022,180,72021,085,83710,7019,1458,14182350,00464,6217,5540,0232,6080,69591,126,29810,4639,4165,29192480,00664,6216,7020,0283,0750,67741,166,73710,1969,5572,87202580,00964,6215,8590,0323,5710,66481,197,1469,9169,5980,83212640,01364,6215,0580,0374,0880,65771,237,5059,6479,5389,13222660,01864,6214,3270,0414,6120,65531,267,7979,4089,4197,71232650,02564,6213,680,0465,1340,65681,288,0289,1989,25106,5242610,03364,6213,1210,0515,6450,66121,38,1299,0789,1115,41252560,04257,0812,6480,0556,1380,66761,38,089,0698,99124,38262500,05146,7512,2510,0596,6110,67481,338,3348,7958,7133,33272450,0639,4711,9180,0647,060,68241,439,2347,9978,05141,51282430,0734,0111,5990,0687,5260,68492,0716,033,6534,76149,08292410,0829,7911,3370,0727,9760,68742,116,3183,4874,59156,38302370,0926,5811,1320,0758,390,69252,0315,4353,8924,9163,28312320,09924,1410,970,0798,7650,69991,8513,3834,9785,69169,74322250,10722,310,8480,0829,0950,70921,5410,0637,1147,1175,72332190,11420,9210,7580,0849,3840,71851,358,1848,5217,87181,31342140,1219,8610,6750,0879,6540,72591,37,6418,9198,01186,62352100,12519,0210,5950,0899,9120,73141,287,4549,0297,99191,74362070,1318,3110,5190,09110,1570,73581,287,3819,0497,94196,69372050,13417,7110,4480,09310,3920,73941,277,3319,0577,89201,5382030,13817,210,3840,09510,6150,74241,277,2859,0667,85206,18392010,14216,7510,3240,09710,8270,7451,277,2449,0757,82210,76402000,14616,3510,2690,09911,030,74731,277,2079,0847,79215,24411980,14915,9910,2190,10111,2230,74921,267,1749,0927,76219,62421970,15215,6810,1720,10311,4080,7511,267,1449,17,74223,92431960,15515,3910,1280,10411,5840,75261,267,1179,1087,72228,14441960,15715,1310,0880,10611,7530,7541,267,0929,1157,71232,3451950,1614,8910,0490,10711,9140,75521,267,079,1217,69236,38461940,16214,6810,0130,10912,0690,75631,267,059,1277,68240,4471930,16414,489,9790,1112,2170,75731,267,0319,1337,67244,36481890,16614,3510,0550,1112,2490,76531,448,5737,6846,73248,07491740,16314,5710,4160,10811,9570,78951,579,4396,6955,85250,96501570,15715,210,9260,10311,4720,82081,659,8145,9975,09253,06511400,14716,211,5050,09810,8920,85581,729,9275,4134,4254,53521230,13617,5212,1040,09310,2830,89291,779,8384,8973,77255,54531060,12419,1312,6920,0879,6890,93081,819,5584,4453,2256,2254920,11321,0113,2440,0829,1370,96811,849,0994,0612,69256,6655790,10323,1513,7460,0788,6421,00351,868,4953,742,26256,9556680,09325,5514,1910,0748,2081,0361,867,7953,471,89257,1457590,08428,2114,5780,077,8351,06471,836,9213,3411,62257,2557,5550,0829,7514,7590,0697,6621,07771,816,5173,2621,49257,3

Dujinės terpės vidutinių tūrinių parametrų kitimas laike

Ryžiai. 2. Dujinės terpės vidutinės tūrinės temperatūros kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas:Temperatūros kilimą per pirmąsias 22 gaisro minutes galima paaiškinti degimu PRN režimu, kuris atsiranda dėl pakankamo deguonies kiekio patalpoje. Nuo 23 minučių ugnis pereina į PRV režimą dėl žymiai sumažėjusio deguonies koncentracijos. Nuo 23 minučių iki 50 minučių degimo intensyvumas nuolat mažėja, nepaisant to, kad degimo plotas nuolat didėja. Nuo 50 minučių ugnis vėl persijungia į PRN režimą, kuris yra susijęs su deguonies koncentracijos padidėjimu dėl degios apkrovos perdegimo.

Išvados dėl tvarkaraščio:Temperatūros grafike galima sąlygiškai atskirti 3 ugnies vystymosi etapus. Pirmasis etapas yra temperatūros padidėjimas (iki maždaug 22 minučių), antrasis-beveik stacionarus etapas (nuo 23 minučių iki 50 minučių), o trečiasis-skilimo etapas (nuo 50 minučių iki visiško degimo krūvio) sudegė).

Ryžiai. 3. Optinis dūmų tankio kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas:Pradiniame gaisro etape išsiskiria dūmai nereikšminga, degimo efektyvumas yra didžiausias. Apskritai dūmai pradeda išsiskirti praėjus 22 minutėms nuo uždegimo pradžios, o MPV perteklius, atsižvelgiant į vidutinę dūmų tankio vertę, atsiras maždaug po 34 minučių. Nuo 52 minučių, perėjus į slopinimo režimą, dūmai sumažėja.

Išvados dėl tvarkaraščio:Didelis dūmų kiekis išsiskyrė tik perėjus ugniai į PRV režimą. Sumažėjusio matomumo dūmuose pavojus šioje patalpoje yra nedidelis - PDZ bus viršytas tik praėjus maždaug 34 minutėms nuo gaisro pradžios, o tai taip pat galima paaiškinti didelėmis angomis kambaryje (duryse).

Ryžiai. 4. Laiku keičiant matomumo diapazoną patalpose

Grafiko aprašymas:26 minutes nuo gaisro atsiradimo matomumo diapazonas degančioje patalpoje išlieka patenkinamas. Perėjus į PRV režimą, degančioje patalpoje matomumas sparčiai blogėja.

Ryžiai. 5. Vidutinės tūrinės deguonies koncentracijos kitimas laikui bėgant

Ryžiai. 6. Vidutinės tūrinės CO koncentracijos pokytis gaisro metu

Grafiko aprašymas: pateikite grafikų aprašymą ir išvadas pagal analogiją aukščiau.

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 7. Vidutinės CO2 tūrinės koncentracijos kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 8. Dujinės terpės vidutinio tūrinio tankio kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 9. Vienodo slėgio plokštumos padėties keitimas laiku

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 10. Šviežio oro srauto į kambarį pokytis nuo gaisro atsiradimo momento

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 11. Šildomų dujų nutekėjimo iš patalpų pokytis nuo gaisro atsiradimo momento

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 12. Slėgio skirtumo kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 13. Degimo zonos pokyčiai gaisro metu laiku

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

11 minučių gaisro situacijos aprašymas

Pradiniais laiko momentais, laisvai plėtojantis ugniai, dujinės aplinkos parametrai patalpoje pasiekia šias vertes:

Pasiekiama 97 ° C temperatūra (peržengiama 70 ° C ribinė vertė);

Matomumo diapazonas praktiškai nepasikeitė ir yra 64,62 m, t.y. dar neperžengė 20 m slenksčio;

Dalinis dujų tankis yra:

c = 0,208 kg / m3, kuris yra mažesnis už deguonies ribinį dalinį tankį;

c = 0,005 kg / m3, kuris yra mažesnis už ribinį anglies dioksido dalinį tankį;

c = 0,4 * 10-4 kg / m3, kuris yra mažesnis už anglies monoksido ribinį dalinį tankį;

TRP bus 0,91 m lygio;

degimo plotas bus 24,17 m2 .

Taigi skaičiavimai parodė, kad 11 minučių laisvo ugnies vystymosi metu šie RPT pasieks didžiausią leistiną vertę: vidutinė dujinės terpės tūrinė temperatūra (10 minučių).

... Laikas pasiekti ribines ir kritines RPP vertes

Reikalingas evakuacijos laikas iš patalpų pagal matematinio modeliavimo duomenis

2 lentelė. Laikas pasiekti ribas

Ribinės vertės Laikas pasiekti, min1 Dujinės terpės ribinė temperatūra t = 70 ° C102 Kritinio matomumo diapazonas 1 kr = 20 m 333 Didžiausias leistinas dalinis deguonies tankis su = 0,226 kg / m 3104 Didžiausias leistinas anglies dioksido dalinis tankis (c )anksčiau = (su )anksčiau = 0,11 kg / m 3nepasiektas 5 Didžiausias leistinas anglies monoksido dalinis tankis (su )anksčiau = (su )anksčiau = 1,16*10 -3kg / m 3nepasiekta 6 Didžiausia dujų terpės vidutinė tūrinė temperatūra T m = 237 + 273 = 510 К307 Kritinė stiklinimo temperatūra t = 300 ° C nepasiekta 8 Šilumos jutiklių slenkstinė temperatūra IP-101-1A tpopor = 70 ° C 9

Šiuo atveju minimalus evakuacijos iš sandėlio laikas yra laikas pasiekti maksimalią dujų aplinkos temperatūrą, lygią 10 minučių.

Išėjimas:

a) apibūdinti atskirų RP vystymosi dinamiką, įvairių įvykių atsiradimo seką ir apskritai apibūdinti gaisro išsivystymo prognozę;

b) padaryti išvadą apie patalpoje įrengtų gaisro detektorių savalaikiškumą (žr. 8 punkto 2 lentelę). Jei gaisro jutikliai neveikia efektyviai, pasiūlykite jiems alternatyvą (3 priedas).

Laiko nuo gaisro pradžios iki blokavimo nustatymas
evakuacijos keliai pavojingais gaisro veiksniais Apskaičiuokime reikiamą evakuacijos laiką patalpai, kurios matmenys 60 · 24 · 6, kurioje gaisro apkrova yra medvilnė ryšuliuose. Pradinė kambario temperatūra yra 20 ° C.

Pradiniai duomenys:

patalpas

laisvas tūris

be matmenų parametras

temperatūra t0 = 20 0С;

degios medžiagos tipas - medvilnė ryšuliuose - THM, n = 3;

šilumingumas Q = 16,7;

savitas degimo dažnis = 0,0167;

liepsnos plitimo per GM paviršių greitis;

gebėjimas generuoti dūmus D = 0,6;

deguonies suvartojimas = 1,15;

anglies dioksido emisija = 0,578;

anglies monoksido išmetimas = 0,0052;

GM deginimo išsamumas;

kiti parametrai

atspindžio koeficientas b = 0,3;

pradinis apšvietimas E = 50 Lx;

specifinė izobarinė šilumos talpa Cp = 1,003? 10 -3 MJ / kg? K;

didžiausias matomumo diapazonas = 20 m;

toksiškų dujų koncentracijos ribinės vertės:

0,11 kg / m3;

1,16 × 10-3 kg / m3;

Pagalbinių parametrų apskaičiavimas

A = 1,05 ?? = 1,05? 0,0167? (0,0042) 2 = 3,093 × 10-7 kg / s3

В = 353? Ср? V / (1-) ?? Q = 353? 1,003? 10-3? 6912 / (1-0,6)? 0,97? 16,7 = 377,6 kg

B / A = 377,69 / 3,093 × 10-7 = 1,22 × 109 c3

PDZ OFP atsiradimo laiko apskaičiavimas:

1)dėl pakilusios temperatūros:

2)praradus matomumą:

3)sumažinti deguonies kiekį:

4)dėl anglies dioksido CO2

po logaritmo ženklu gaunamas neigiamas skaičius, todėl šis veiksnys nekelia pavojaus.

5)anglies monoksidas CO

po logaritmo ženklu gaunamas neigiamas skaičius, todėl šis veiksnys nekelia pavojaus.

Kritinė gaisro trukmė:

tcr = miníý = í746; 772; ý = 746 s.

Kritinė gaisro trukmė priklauso nuo to laiko, kai patalpoje įvyksta didžiausia leistina temperatūra.

Reikalingas laikas evakuoti žmones iš sandėlio:

tnv = 0,8 * tcr / 60 = 0,8 * 746/60 = 9,94 min.

Pagal skaičiavimo duomenis padarykite išvadą apie pakankamą / nepakankamą evakuacijos laiką.

Išėjimas: palyginti reikiamus evakuacijos laikus, gautus skirtingais metodais, ir, jei reikia, paaiškinti rezultatų skirtumus.

... RP dinamikos apskaičiavimas pagal darbo zonos lygį. Situacijos gaisre analizė 11 minučių metu

Darbo zonos lygis atitinka GOST 12.1.004-91 „Priešgaisrinė sauga. Bendrieji reikalavimai "yra 1,7 metro.

Santykis tarp vietos ir tūrio vidutinių santykinio pralaidumo patalpos aukščio verčių yra toks:

(OFP? OFPo) = (OFP? OFPo) Z,

kur yra OFP? vietinė (ribinė) RPP vertė;

OFPo? pradinė RPP vertė;

OFP? vidutinė pavojingo veiksnio tūrio vertė;

Z? be matmenų parametras, apskaičiuotas pagal formulę (žr. 4.2 skyrių).

3 lentelė. Bendrojo fizinio rengimo dinamika darbo zonos lygiu

Laikas, min. M, оС, masė%,

Np / m , m , masė% , masė% , kg / m 3, m. 122,9790,0000064,620,000000,009271,196371,251524,222,9590,0000064,620,000000,018961,188661,243626,722,9280,0000064,620,000420,032861,178301,235730,522, 8840,0000064,620,000420,053501,165531,239834,722,8230,0000064,620,000840,080891,150831,243939,822,7430,0000064,620,001260,117541,135031,2511045,722,6410, 0000064,620,001690,164301,117801,251 1152,422,5130,0004264,620,002110,223281,099481,251 1260,022,3560,0004264,620,002530,295741,080691,260

Gaisro plotas 24,17 m2.

Temperatūra darbo zonos lygyje yra 52,4 0C, kuris nepasiekia 70 0 PDZ SU.

Matomumo diapazonas kambaryje nepasikeitė ir yra

2,38 / 0,00042 = 5666 m.

Deguonies koncentracija yra normali: 22,513 masės%.

Dalinis О2, СО ir СО2 tankis darbo zonos lygyje yra atitinkamai lygus:

1,09948? 22,513 / 100 = 0,247 kg / m3;

1,09948? 0,00211 / 100 = 2,3 * 10-5 kg / m3;

1,09948? 0,22328 / 100 = 0,00245 kg / m3.

Taigi skaičiavimai parodė, kad dalinis deguonies tankis yra didesnis nei PDV, o toksiškų dujų - mažesnis.

Ryžiai. 14. Dujų mainų kambaryje schema 11 minučių metu

11 -tą degimo minutę dujų mainai vyksta pagal šiuos rodiklius: šalto oro srautas yra 3,26 kg / s, o šildomų dujų nutekėjimas iš patalpos - 10,051 kg / s.

Viršutinėje durų angos dalyje iš kambario išeina dūminės šildomos dujos, vienodo slėgio plokštuma yra 1,251 m, kuri yra žemiau darbo zonos lygio.

Išėjimas: remdamiesi skaičiavimų rezultatais, išsamiai apibūdinkite operatyvinę situaciją priešgaisrinės tarnybos atvykimo metu, pasiūlykite priemones, skirtas saugiai evakuoti žmones.

Bendra išvada apie darbą

Padarykite bendrą išvadą apie darbą, įskaitant:

a) trumpas objekto aprašymas;

b) bendros RPP dinamikos savybės laisvo gaisro metu;

d) patalpoje įrengtų gaisro detektorių veikimo analizė, prireikus pasiūlymai juos pakeisti;

e) operatyvinės situacijos charakteristikos atvykstant priešgaisrinėms tarnyboms, pasiūlymai dėl saugaus žmonių evakavimo;

f) išvada dėl kompiuterinių programų naudojimo ir perspektyvų apskaičiuojant RP dinamiką gaisro metu.

Literatūra

2. Koshmarovas Yu.A. ŽVP numatymas kambaryje: vadovėlis / Yu.A. Koshmarovas / - M.: Rusijos vidaus reikalų ministerijos Valstybinės priešgaisrinės tarnybos akademija, 2000. -118 p.

2008 m. Liepos 22 d. Rusijos Federacijos federalinis įstatymas Nr. 123-FZ „Priešgaisrinės saugos reikalavimų techniniai reglamentai“.

Mokymas

Reikia pagalbos tiriant temą?

Mūsų ekspertai patars ar suteiks mokymo paslaugas jus dominančiomis temomis.
Siųsti užklausą nurodydami temą dabar, kad sužinotumėte apie galimybę gauti konsultaciją.

RUSIJOS AVARINIŲ SITUACIJŲ MINISTRIJA

Federalinis valstybinis biudžetinis švietimas

aukštojo profesinio mokymo įstaiga

„Valstybinės priešgaisrinės tarnybos Uralo institutas

Rusijos Federacijos civilinės gynybos ministerija,

ekstremalios situacijos ir stichinių nelaimių padarinių šalinimas “

Fizikos ir šilumos perdavimo katedra

KURSINIS DARBAS

Tema: Gaisro pavojingų faktorių prognozavimas sandėlyje

Pasirinkimo numeris 35

Baigta:

mokomosios grupės Z-461 studentas

vidaus tarnybos vyresnysis leitenantas Ivanovas I.I.

Patikrinta:

katedros vyresnysis dėstytojas

Fizika ir šilumos perdavimas, daktaras, vidaus tarnybos kapitonas

A.A. Subačiova

Jekaterinburgas

baigti kursinius darbus

disciplinoje „Pavojingų gaisro veiksnių prognozavimas“

Klausytojas Ivanovas Ivanas Ivanovičius

Variantas Nr. 35 Na 4 Grupė Z-461

Objekto pavadinimas: medvilnės rulonų sandėlis

Pradiniai duomenys

Atmosferos blokas
slėgis, mm. rt. Art.		temperatūra, 0 С
Blokuoti kambarį
		aukštis, m
plotis, m		temperatūra, 0 С
atidarymas 1 - standartinis (durys)
apatinis pjūvis, m		Plotis, m
viršutinis pjūvis, m		skrodimas, 0 С
2 atidarymas - įprastas (langai)
Plotis, m		apatinis pjūvis, m
skrodimas, 0 С		viršutinis pjūvis, m
degių medžiagų rūšis	medvilnė ryšuliuose	dūmų išmetimas Нп * m 2 / kg
		СО išleidimas, kg / kg
plotis, m		išmetimas СО 2, kg / kg
GN kiekis, kg		specifinis degimo greitis, kg / m 2 * s
šilumos išsiskyrimas MJ / kg		liepsnos sklidimo greitis, m / s
deguonies suvartojimas kg / kg

Terminas: "____"__________

Stažuotojas ____________________ Vadovas _______________

1. Pradiniai duomenys

(Privaloma diagramoje nurodyti kambario matmenis ir apskaičiuotą degiosios apkrovos masę pagal jūsų versiją!)

Ryžiai. 1. Pastato planas

Sandėlio matmenys:

ilgis l 1 = 60 m;

plotis l 2 = 24 m;

aukštis 2h = 6 m.

Sandėlio išorinėse sienose yra 10 vienodų langų angų. Atstumas nuo grindų iki kiekvieno lango angos apatinio krašto YH = 1,2 m. Atstumas nuo grindų iki viršutinio angos krašto YB = 2,4 m. Bendras lango angų plotis = 24 m. langų angos pagamintos iš paprasto stiklo. Stiklas griūva, kai vidutinė patalpos dujinės aplinkos tūrio temperatūra yra lygi 300 ° C.

Grindys betoninės, su asfalto danga.

Degi medžiaga ryšuliuose yra medvilnė. Degiosios apkrovos (LF) užimamo ploto dalis = 30%.

Grindų plotas, kurį užima GN, randamas pagal formulę:

kur? grindų plotas.

Degiosios medžiagos kiekis 1 P 0 = 10. Bendra degios medžiagos masė.

Degimas prasideda stačiakampio ploto, kurį užima GM, centre. Šios svetainės matmenys:

GN savybes apibūdina šios vertės:

šilumingumas Q = 16,7;

anglies monoksido emisija = 0,0052.

Patalpose nėra mechaninės ventiliacijos. Natūrali ventiliacija užtikrinama per durų ir langų angas.

Šildymas yra centrinis vanduo.

Išorinės atmosferos sąlygos:

nėra vėjo, lauko oro temperatūra 20 0 C = 293 K

slėgis (lygyje Y = h) Р а = 760 mm. rt. Art., T.y. = 101300 Pa.

Dujų aplinkos būklės kambario viduje prieš gaisrą parametrai:

T = 293 K. (pagal pasirinktą variantą);

P = 101300 Pa;

Kiti parametrai:

kritinė stiklinimo temperatūra? 300 apie C;

atitvarų konstrukcijų medžiaga - gelžbetonis ir plyta;

patalpų oro temperatūra - 20 о С;

automatinė gaisro gesinimo sistema? nėra;

mechaninė ventiliacija nuo dūmų? nėra.

2. Integruoto matematinio laisvo gaisro sandėlyje modelio aprašymas

patalpos dujinės aplinkos medžiagų balanso lygtis:

V (dс m / df) = G B + w - G r, (1)

deguonies balanso lygtis:

Vd (p 1) / df = x 1v G B - x 1 n 1 G r - w L 1 S, (2)

kur x 1 yra vidutinė tūrinė deguonies masės koncentracija patalpoje; x 1b - deguonies koncentracija išmetamosiose dujose; n 1 - koeficientas, atsižvelgiant į deguonies koncentracijos skirtumą išmetamosiose dujose x 1g nuo vidutinės tūrio vertės x 1, n 1 = x 1g / x 1; L 1 - deguonies sunaudojimo greitis degimo metu, p 1 - dalinis deguonies tankis patalpoje;

degimo produktų balanso lygtis:

Vd (p 2) / df = w L 2 10 - x 2 n 2 G r, (3)

Optinio dūmų kiekio kambaryje pusiausvyros lygtis:

Vd () / d = Dsh - n 4 G r / p m - iki c S w, (4)

energijos balanso lygtis U:

dU / df = Q p n w + i g w + C pv T in G in - C p T m m G r - Q w, (5)

kur P m yra vidutinis tūrinis slėgis patalpoje, Pa; С рm, Т m - izobarinės šilumos talpos ir kambario temperatūros vidutinės tūrinės vertės; Q p n - mažiausia darbinė degimo šiluma GN, J / kg; С рв, Т в - izobarinė šilumos talpa ir įeinančio oro temperatūra, К; i g yra GN, J / kg degimo produktų dujinimo entalpija; m yra koeficientas, atsižvelgiant į skirtumą tarp T temperatūros ir izobarinės šilumos talpos C pg iš vidutinės tūrinės temperatūros T m ir vidutinio tūrio izobarinės šilumos talpos C pm,

m = C pr T g / C pm T m;

Yu - GN degimo išsamumo koeficientas; Q w - šilumos srautas į gaubtą, W.

Vidutinė tūrinė temperatūra T m yra susijusi su vidutiniu tūriniu slėgiu P m ir tankiu p m pagal dujinės terpės būsenos lygtį kambaryje:

P m = c m R m T m. (6)

VdP m / dph = w + G B - G r + G pr - G ext + G ov, (7)

Aukščiau pateikta lygčių sistema sprendžiama skaitmeniniais metodais, naudojant kompiuterinę programą. Pavyzdys yra programa INTMODEL.

3. RP dinamikos apskaičiavimas naudojant kompiuterinę programą INTMODEL

Kompiuterinio modeliavimo rezultatai

1 lentelė. Dujinės aplinkos parametrų raidos dinamika patalpoje ir PRD koordinatės

Laikas, min

Temperatūra

Dūmų optinis tankis

Matomumo diapazonas

Neutrali plokštuma - PRD Y *, m

Dujinės terpės vidutinių tūrinių parametrų kitimas laike

Ryžiai. 2.

Ryžiai. 3.

Ryžiai. 4.

Grafiko aprašymas: 26 minutes nuo gaisro atsiradimo matomumo diapazonas degančioje patalpoje išlieka patenkinamas. Perėjus į PRV režimą, degančioje patalpoje matomumas sparčiai blogėja.

Ryžiai. 5.

Ryžiai. 6.

Grafiko aprašymas: pateikite grafikų aprašymą ir išvadas pagal analogiją aukščiau.

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 7. Vidutinės CO 2 tūrinės koncentracijos kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. aštuoni. Dujinės terpės vidutinio tūrinio tankio kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. devyni. Vienodo slėgio plokštumos padėties pokytis laike

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. dešimt. Šviežio oro srauto į kambarį pokytis nuo gaisro atsiradimo momento

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. vienuolika. Šildomų dujų nutekėjimo iš kambario pokytis nuo gaisro atsiradimo momento

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 12. Slėgio skirtumo kitimas laikui bėgant

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

Ryžiai. 13.

Grafiko aprašymas:

Išvados dėl tvarkaraščio:

11 minučių gaisro situacijos aprašymas

Pradiniais laiko momentais, laisvai plėtojantis ugniai, dujinės aplinkos parametrai patalpoje pasiekia šias vertes:

Pasiekiama 97 ° C temperatūra (peržengiama 70 ° C ribinė vertė);

Matomumo diapazonas praktiškai nepasikeitė ir yra 64,62 m, t.y. dar neperžengė 20 m slenksčio;

Dalinis dujų tankis yra:

c = 0,208 kg / m 3, kuris yra mažesnis už deguonies ribinį dalinį tankį;

c = 0,005 kg / m 3, kuris yra mažesnis už ribinį anglies dioksido dalinį tankį;

c = 0,4 * 10 -4 kg / m 3, tai yra mažesnis už anglies monoksido ribinį dalinį tankį;

TRP bus 0,91 m lygio;

Degimo plotas bus 24,17 m 2.

Taigi skaičiavimai parodė, kad 11 minučių laisvo ugnies vystymosi metu šie RPT pasieks didžiausią leistiną vertę: vidutinė dujinės terpės tūrinė temperatūra (10 minučių).

4. Laikas pasiekti ribines ir kritines RPP reikšmes

Reikalingas evakuacijos laikas iš patalpų pagal matematinio modeliavimo duomenis

2 lentelė. Laikas pasiekti ribas

	Slenksčiai	Laikas pasiekti, min
	Dujų terpės ribinė temperatūra t = 70 ° C
	Kritinio matomumo diapazonas 1 kr = 20 m
	Didžiausias leistinas dalinis deguonies tankis c = 0,226 kg / m 3
	Didžiausias leistinas anglies dioksido (-ų) dalinis tankis pre = (s) pre = 0,11 kg / m 3	nepasiektas
	Didžiausias leistinas anglies monoksido (-ų) dalinis tankis pre = (s) pre = 1,16 * 10 -3 kg / m 3	nepasiektas
	Didžiausia vidutinė dujų terpės tūrinė temperatūra T m = 237 + 273 = 510 K
	Kritinė stiklinimo temperatūra t = 300 ° C	nepasiektas
	Šilumos jutiklių slenkstinė temperatūra IP-101-1A t popor = 70 ° C

Šiuo atveju minimalus evakuacijos iš sandėlio laikas yra laikas pasiekti maksimalią dujų aplinkos temperatūrą, lygią 10 minučių.

Išėjimas:

a) apibūdinti atskirų RP vystymosi dinamiką, įvairių įvykių atsiradimo seką ir apskritai apibūdinti gaisro išsivystymo prognozę;

b) padaryti išvadą apie patalpoje įrengtų gaisro detektorių savalaikiškumą (žr. 8 punkto 2 lentelę). Jei gaisro jutikliai neveikia efektyviai, pasiūlykite jiems alternatyvą (3 priedas).

Laiko nuo gaisro pradžios iki evakuacijos kelių blokavimo pavojingais gaisro veiksniais nustatymas

Apskaičiuokime reikiamą evakuacijos laiką patalpai, kurios matmenys 60 · 24 · 6, kurioje gaisro apkrova yra medvilnė ryšuliuose. Pradinė kambario temperatūra yra 20 ° C.

Pradiniai duomenys:

patalpas

laisvas tūris

be matmenų parametras

temperatūra t 0 = 20 0 С;

degios medžiagos tipas - medvilnė ryšuliuose - THM, n = 3;

šilumingumas Q = 16,7;

savitas degimo dažnis = 0,0167;

liepsnos plitimo per GM paviršių greitis;

gebėjimas generuoti dūmus D = 0,6;

deguonies suvartojimas = 1,15;

anglies dioksido emisija = 0,578;

anglies monoksido išmetimas = 0,0052;

GM deginimo išsamumas;

kiti parametrai

atspindžio koeficientas b = 0,3;

pradinis apšvietimas E = 50 Lx;

specifinė izobarinė šilumos talpa С р = 1,003? 10 -3 MJ / kg? К;

didžiausias matomumo diapazonas = 20 m;

toksiškų dujų koncentracijos ribinės vertės:

0,11 kg / m 3;

1,16 × 10 -3 kg / m 3;

Pagalbinių parametrų apskaičiavimas

A = 1,05 ?? = 1,05? 0,0167? (0,0042) 2 = 3,093 × 10-7 kg / s 3

В = 353? С р? V / (1-) ?? Q = 353? 1,003? 10 -3? 6912 / (1-0,6)? 0,97? 16,7 = 377,6 kg

B / A = 377,69 / 3,093 × 10-7 = 1,22 × 10 9 s 3

PDZ OFP atsiradimo laiko apskaičiavimas:

1) pakilus temperatūrai:

2) praradus matomumą:

3) dėl sumažėjusio deguonies kiekio:

4) anglies dioksidui CO 2

po logaritmo ženklu gaunamas neigiamas skaičius, todėl šis veiksnys nekelia pavojaus.

5) anglies monoksido CO

po logaritmo ženklu gaunamas neigiamas skaičius, todėl šis veiksnys nekelia pavojaus.

Kritinė gaisro trukmė:

kr = min = 746; 772; = 746 s.

Kritinė gaisro trukmė priklauso nuo to laiko, kai patalpoje įvyksta didžiausia leistina temperatūra.

Reikalingas laikas evakuoti žmones iš sandėlio:

HB = 0,8 * cr / 60 = 0,8 * 746/60 = 9,94 min.

Pagal skaičiavimo duomenis padarykite išvadą apie pakankamą / nepakankamą evakuacijos laiką.

Išėjimas: palyginti reikiamus evakuacijos laikus, gautus skirtingais metodais, ir, jei reikia, paaiškinti rezultatų skirtumus.

5. RP dinamikos apskaičiavimas pagal darbo zonos lygį. Situacijos gaisre analizė 11 minučių metu

Darbo zonos lygis atitinka GOST 12.1.004-91 „Priešgaisrinė sauga. Bendrieji reikalavimai "yra 1,7 metro.

Santykis tarp vietos ir tūrio vidutinių santykinio pralaidumo patalpos aukščio verčių yra toks:

(OFP? OFP o) = (OFP? OFP o) Z,

kur yra OFP? vietinė (ribinė) RPP vertė;

OFP apie? pradinė RPP vertė;

OFP? vidutinė pavojingo veiksnio tūrio vertė;

Z? be matmenų parametras, apskaičiuotas pagal formulę (žr. 4.2 skyrių).

3 lentelė. Bendrojo fizinio rengimo dinamika darbo zonos lygiu

Laikas, min

Gaisro plotas 24,17 m2.

Temperatūra darbo zonos lygyje yra 52,4 0 С, o tai nepasiekia 70 0 С PDZ.

Matomumo diapazonas kambaryje nepasikeitė ir yra

2,38 / 0,00042 = 5666 m.

Deguonies koncentracija yra normali: 22,513 masės%.

Dalinis O 2, CO ir CO 2 tankis darbo zonos lygyje yra atitinkamai vienodi:

1,09948-22,513 / 100 = 0,247 kg / m 3;

1,09948-0,00211 / 100 = 2,3 * 10 -5 kg / m 3;

1,09948-0,22328 / 100 = 0,00245 kg / m 3.

Taigi skaičiavimai parodė, kad dalinis deguonies tankis yra didesnis nei PDV, o toksiškų dujų - mažesnis.

Ryžiai. keturiolika.

11 -tą degimo minutę dujų mainai vyksta pagal šiuos rodiklius: šalto oro srautas yra 3,26 kg / s, o šildomų dujų nutekėjimas iš patalpos - 10,051 kg / s.

Viršutinėje durų angos dalyje iš kambario išeina dūminės šildomos dujos, vienodo slėgio plokštuma yra 1,251 m, kuri yra žemiau darbo zonos lygio.

Išėjimas: remdamiesi skaičiavimų rezultatais, išsamiai apibūdinkite operatyvinę situaciją priešgaisrinės tarnybos atvykimo metu, pasiūlykite priemones, skirtas saugiai evakuoti žmones.

Bendra išvada apie darbą

Padarykite bendrą išvadą apie darbą, įskaitant:

a) trumpas objekto aprašymas;

b) bendros RPP dinamikos savybės laisvo gaisro metu;

d) patalpoje įrengtų gaisro detektorių veikimo analizė, prireikus pasiūlymai juos pakeisti;

e) operatyvinės situacijos charakteristikos atvykstant priešgaisrinėms tarnyboms, pasiūlymai dėl saugaus žmonių evakavimo;

f) išvada dėl kompiuterinių programų naudojimo ir perspektyvų apskaičiuojant RP dinamiką gaisro metu.

Integruotas gaisro modelis
Gaisro zonos modelis

Bendra informacija apie gaisrų skaičiavimą. Pavojingi gaisro veiksniai.

Gaisro skaičiavimas (pavojingų veiksnių prognozavimas) yra būtinas norint įvertinti evakuacijos savalaikiškumą ir priemonių, kaip ją pagerinti, kūrimą, kuriant ir tobulinant signalizacijos sistemas, įspėjamuosius ir gesinančius gaisrus, rengiant gaisro gesinimo planus (planuojant kovos veiksmus priešgaisrinėse tarnybose gaisro atveju), įvertinti faktines atsparumo ugniai ribas, atlikti priešgaisrines technines ekspertizes ir kitais tikslais.
Kuriant gaisrą kambaryje, paprastai išskiriami trys etapai:
- pradinis etapas - nuo vietinio nekontroliuojamo degimo centro atsiradimo iki visiško patalpos uždengimo liepsna; tuo pačiu metu vidutinė aplinkos temperatūra kambaryje nėra aukšta, tačiau degimo zonoje ir aplink ją temperatūra yra tokia, kad šilumos išsiskyrimo greitis yra didesnis nei šilumos pašalinimo iš degimo zonos greitis, dėl kurio pats degimo proceso pagreitis;
- visiško gaisro vystymosi etapas - dega visos patalpoje esančios degios medžiagos ir medžiagos; šilumos išsiskyrimo iš degančių objektų intensyvumas pasiekia maksimumą, o tai lemia greitą kambario aplinkos temperatūros padidėjimą iki maksimalių verčių;
- gaisro gesinimo stadija - degimo proceso intensyvumas patalpoje mažėja dėl jame esančių degių medžiagų masės suvartojimo arba gaisro gesinimo medžiagų poveikio.
Tačiau bet kokiu atveju, kaip rodo „standartinio gaisro“ lygtis, temperatūra gaisro sėdynėje per 1,125 minutes pasiekia 365ºС vertę. Todėl akivaizdu, kad galimas žmonių evakavimo iš patalpų laikas negali viršyti pradinio gaisro etapo trukmės.
Pradiniame gaisro vystymosi etape žmogui pavojingi veiksniai yra liepsna, aukšta temperatūra, šiluminės spinduliuotės intensyvumas, toksiški degimo produktai, dūmai, deguonies kiekio ore sumažėjimas, nes pasiekus tam tikrą lygį , jie veikia organizmą, ypač turintys sinergetinį poveikį.
Vidaus ir užsienio mokslininkų tyrimai parodė, kad maksimali trumpalaikė žmogaus toleruojama temperatūra sausoje atmosferoje yra 149 ° C, drėgnoje atmosferoje antrąjį nudegimo laipsnį sukėlė 55 ° C temperatūra 20 sekundžių ir 70 ° C, veikiant 1 s; o 3500 W / m2 spinduliavimo šilumos srautų tankis sukelia beveik akimirksnius kvėpavimo takų ir atvirų odos sričių nudegimus; nuodingų medžiagų koncentracija ore yra mirtina: anglies monoksidas (CO) per 1,0% per 2-3 minutes, anglies dioksidas (CO2) per 5% per 5 minutes, vandenilio cianidas (HCN) 0,005% beveik akimirksniu; esant vandenilio chlorido (HCL) koncentracijai 0,01-0,015%, kvėpavimas sustoja; sumažėjus deguonies koncentracijai ore nuo 23% iki 16%, pablogėja kūno motorinės funkcijos ir sutrinka raumenų koordinacija, todėl savarankiškas žmonių judėjimas tampa neįmanomas, o deguonies koncentracija sumažėja iki 9 % veda prie mirties per 5 minutes.
Bendras kai kurių veiksnių poveikis sustiprina jų poveikį žmogaus organizmui (sinergetinis poveikis). Taigi anglies monoksido toksiškumas padidėja esant dūmams, aplinkos drėgmei, sumažėjus deguonies koncentracijai ir padidėjus temperatūrai. Sinergetinis poveikis taip pat pastebimas kartu veikiant azoto dioksidui ir mažėjant deguonies koncentracijai aukštoje temperatūroje, taip pat kartu veikiant vandenilio cianidui ir anglies monoksidui.
Dūmai daro ypatingą poveikį žmonėms. Dūmai yra nesudegusių anglies dalelių mišinys, kurio dalelių dydis svyruoja nuo 0,05 iki 5,0 mikronų. Ant šių dalelių kondensuojasi toksiškos dujos. Todėl žmogaus dūmų poveikis taip pat turi sinergetinį poveikį.
Tiesą sakant, gaisro metu išsiskiria daug daugiau toksinų, kurių poveikis buvo gerai ištirtas (1, 2 lentelė). Maksimalus leistinas pavojingų (pagrindinių) gaisro veiksnių lygis, kurio poveikis nekenkia žmonėms (3 lentelė), yra standartizuotas. Pabėgdami iš patalpų, pavojingi gaisro veiksniai, pirmiausia dūmai, sparčiai plinta pastato susisiekimo keliais.

Šaltiniai. 1-4, 6-GOST 12.1.004-91; 5 - GOST 12.3.047-98; 7 - Yu. A. Koshmarov. Pavojingų gaisro veiksnių prognozė kambaryje: vadovėlis. pašalpa. - M.: Rusijos Federacijos vidaus reikalų ministerijos Valstybinės priešgaisrinės tarnybos akademija, 2000 m.

Numatyti pavojingus gaisro veiksnius, integralus (prognozuoti vidutines aplinkos būklės parametrų reikšmes kambaryje bet kuriuo gaisro išsivystymo momentu. Zonų pavyzdžiai - plotas prie lubų, šildomų dujų srautas, kylantis ant degimo šaltinio ir nerūkančio šalčio zonos ploto) ir lauko (diferencinis) gaisro modeliai (prognozė, kaip patalpoje vyksta temperatūros ir laiko pasiskirstymas erdvėje ir laike) , tankis bet kuriame kambario taške).
Norint atlikti skaičiavimus, būtina išanalizuoti šiuos duomenis:
- objekto erdvės planavimo sprendimai;
- objekte esančių atitvarinių konstrukcijų ir įrangos termofizinės charakteristikos;
- degiųjų medžiagų rūšis, kiekis ir vieta;
- žmonių skaičius ir tikėtina vieta pastate;
- objekto materialinė ir socialinė reikšmė;
- gaisro aptikimo ir gesinimo, apsaugos nuo dūmų ir priešgaisrinės sistemos, žmonių saugumo užtikrinimo sistemos.
Tai atsižvelgiama į:
- gaisro tikimybė;
- galima gaisro vystymosi dinamika;
- priešgaisrinių sistemų (SPPS) prieinamumas ir charakteristikos;
- gaisro poveikio žmonėms tikimybę ir galimas pasekmes, pastato konstrukciją ir materialines vertybes;
- įrenginio ir jo SPPZ atitiktis priešgaisrinės saugos standartams.

Toliau būtina pagrįsti gaisro vystymosi scenarijų. Gaisro vystymosi scenarijaus sudarymas apima šiuos etapus:
- pirminio priešgaisrinio centro vietos pasirinkimas ir jo plėtros modeliai;
- skaičiavimo srities priskyrimas (skaičiuojant atsižvelgiama į patalpų sistemą, nustatant patalpų vidinės struktūros elementus, į kuriuos atsižvelgiama skaičiuojant, nustatant angų būklę);
- aplinkos parametrų ir pradinių parametrų reikšmių nustatymas patalpų viduje.

Integruotas gaisro modelis

Integruotas matematinis gaisro modelis bendriausia forma apibūdina dujinės aplinkos būsenos keitimo procesą kambaryje laikui bėgant.
Termodinamikos požiūriu dujinė terpė, užpildanti kambarį angomis (langais, durimis ir pan.), Kaip tyrimo objektas, yra atvira termodinaminė sistema. Aptveriančios konstrukcijos (grindys, lubos, sienos) ir išorinis oras (atmosfera) yra išorinė aplinka šios termodinaminės sistemos atžvilgiu. Ši sistema sąveikauja su išorine aplinka per šilumos ir masės perdavimą. Vykdant gaisrą, kai kurios angos iš kambario išstumia šildomas dujas, o pro kitas patenka šaltas oras. Medžiagos kiekis, t.y. dujų masė nagrinėjamoje termodinaminėje sistemoje laikui bėgant kinta. Šalto oro įsiurbimas atsiranda dėl išorinės aplinkos atliekamų stūmimo darbų. Termo -dinaminė sistema savo ruožtu atlieka darbą, stumdama įkaitusias dujas į išorinę atmosferą. Ši termodinaminė sistema taip pat sąveikauja su gaubiančiomis konstrukcijomis šilumos mainų būdu. Be to, dujinių degimo produktų pavidalo medžiaga patenka į šią sistemą iš degančios medžiagos paviršiaus (t. Y. Iš liepsnos zonos).
Laikomos termodinaminės sistemos būsena keičiasi dėl sąveikos su aplinka. Integruotas termodinaminės sistemos, kuri yra dujinė terpė patalpoje, būklės aprašymo metodas naudoja „integralius“ būsenos parametrus, tokius kaip visos dujinės terpės masė ir jos vidinė šiluminė energija. Šių dviejų vientisų parametrų santykis leidžia vidutiniškai įvertinti dujinės terpės įkaitimo laipsnį. Kuriant gaisrą, keičiasi šių vientisų būsenos parametrų vertės.

Gaisro zonos modelis

RPP dinamikos apskaičiavimo zonos metodas grindžiamas pagrindiniais gamtos dėsniais - masės, impulso ir energijos išsaugojimo dėsniais. Dujinė patalpų aplinka yra atvira termodinaminė sistema, keičianti masę ir energiją su aplinka per atviras angas pastato apvalkale. Dujinė terpė yra daugiafazė, nes susideda iš dujų mišinio (deguonies, azoto, degimo produktų ir degiųjų medžiagų dujinimo, dujinės gesinimo medžiagos) ir smulkių dūmų ir gesinimo medžiagų dalelių (kietos arba skystos).
Zonų matematiniame modelyje patalpos dujų tūris yra padalintas į būdingas zonas, kuriose šilumos ir masės perdavimui apibūdinti naudojamos atitinkamos išsaugojimo dėsnių lygtys. Zonų dydis ir skaičius parenkamas taip, kad kiekvienoje iš jų būtų kuo mažesnis temperatūros ir kitų dujinės terpės parametrų laukų nevienalytiškumas arba remiantis kai kuriomis kitomis prielaidomis, kurias lemia tyrimo užduotys ir vieta. degią medžiagą.
Labiausiai paplitęs yra trijų zonų modelis, kuriame kambario tūris yra padalintas į šias zonas: konvekcinę koloną, sluoksnį prie lubų ir šalto oro zoną, pav. 1.

1 paveikslas.

Skaičiuojant pagal zonos modelį, nustatomos šių šilumos ir masės perdavimo parametrų priklausomybės nuo laiko:
- vidutinės temperatūros, slėgio, deguonies, azoto, gaisro gesinimo dujų ir degimo produktų masės tūrinės vertės, taip pat optinis dūmų tankis ir matomumas įkaitintame dūmų pripildytame sluoksnyje prie lubų kambaryje;
- apatinė šildomo dūminio šalia lubų sluoksnio riba;
- masės srauto pasiskirstymas išilgai stulpelio aukščio, vidutiniškai apskaičiuojant temperatūros verčių kolonėlės skerspjūvį ir dujų mišinio faktinį spinduliavimą;
- dujų nutekėjimo į išorę masės srautus ir išorinio oro įtekėjimą į vidų per angas;
- šilumos srautai, nukreipiantys į lubas, sienas ir grindis, taip pat skleidžiami per angas;
- atitvarų konstrukcijų temperatūra (temperatūros laukai);
Modelio matematinis aparatas aprašytas šio skyriaus skyriuje „Literatūra“ pateiktuose moksliniuose ir metodiniuose vadovuose.

Lauko (diferencialo) skaičiavimo metodas

Lauko metodas yra universaliausias iš esamų deterministinių metodų, nes jis pagrįstas dalinių diferencialinių lygčių, išreiškiančių pagrindinius išsaugojimo dėsnius, sprendimu kiekviename skaičiavimo srities taške. Jis gali būti naudojamas apskaičiuojant temperatūrą, greitį, greitį, mišinio komponentų koncentracijas ir tt kiekviename skaičiavimo srities taške, žr. 2. Šiuo atžvilgiu galima naudoti lauko metodą:
... moksliniams tyrimams, siekiant nustatyti gaisro vystymosi modelius;
... atlikti lyginamuosius skaičiavimus, siekiant išbandyti ir patobulinti mažiau universalius ir zoninius bei vientisus modelius, patikrinti jų pagrįstumą ir taikymą;
... Racionalios konkrečių objektų apsaugos nuo gaisro parinkties pasirinkimas:
... modeliuoti gaisro plitimą patalpose, kurių aukštis didesnis nei 6 m.

Ryžiai. 2. Skaičiavimai naudojant lauko modelį.

Iš esmės lauko metodas neapima jokių a priori prielaidų apie srauto struktūrą, todėl šiuo atžvilgiu iš esmės tinka apsvarstyti bet kokį gaisro vystymosi scenarijų.
Tačiau reikia pažymėti, kad jo naudojimas reikalauja didelių skaičiavimo išteklių. Tai numato daugybę apribojimų nagrinėjamos sistemos dydžiui ir sumažina galimybę atlikti daugiamatį skaičiavimą. Todėl integralūs ir zoniniai modeliavimo metodai taip pat yra svarbios priemonės vertinant objektų gaisro pavojų tais atvejais, kai jie turi pakankamą informacijos turinį ir jų formavimo metu padarytos prielaidos neprieštarauja gaisro vystymosi vaizdui.
Tačiau, remiantis atliktais tyrimais, galima teigti, kad kadangi zonos modelių a priori prielaidos gali sukelti didelių klaidų vertinant objekto gaisro pavojų, geriau naudoti lauko modeliavimo metodą šiais atvejais:
... patalpoms su sudėtinga geometrine konfigūracija, taip pat patalpoms, kuriose yra daug vidinių užtvarų;
... kambariai, kuriuose vienas iš geometrinių matmenų yra daug didesnis už kitus;
... patalpos, kuriose yra galimybė formuoti recirkuliacijos srautus nesudarius viršutinio šildomo sluoksnio (tai yra pagrindinė klasikinių zonų modelių prielaida);
... kitais atvejais, kai zoniniai ir vientisieji modeliai yra nepakankamai informatyvūs sprendžiant pavestas užduotis, arba yra pagrindo manyti, kad gaisro išsivystymas gali smarkiai skirtis nuo zoninių ir vientisų gaisro modelių prielaidų.

Modelio matematinis aparatas aprašytas šio skyriaus skyriuje „Literatūra“ pateiktuose moksliniuose ir metodiniuose vadovuose.

Priešgaisrinių modelių pasirinkimo kriterijai skaičiavimams

Vadovaujantis dokumento „Viešųjų pastatų rizikos vertinimo metodika“ projektu, apibūdinamos trys pagrindinės deterministinių modelių grupės, apibūdinančios gaisro termo -dinaminius parametrus: vientisas, zoninis (zoninis) ir laukas.
Konkretus evakuacijos kelių blokavimo laiko skaičiavimo modelis turėtų būti pasirinktas remiantis šiomis prielaidomis:
vientisas metodas:
 pastatams ir statiniams, kuriuose yra sukurta paprastos geometrinės konfigūracijos nedidelių patalpų sistema
 modeliavimo modeliavimas tais atvejais, kai atsižvelgiama į stochastinį gaisro pobūdį, o ne tikslią ir išsamią jo charakteristikų prognozę;
 patalpoms, kuriose būdingas gaisrinės centro dydis atitinka būdingą patalpos dydį;

Zonos metodas:
 paprastos geometrinės konfigūracijos patalpoms ir patalpų sistemoms, kurių linijiniai matmenys yra proporcingi vienas kitam;
 didelio tūrio patalpoms, kai gaisrinės centras yra žymiai mažesnis už patalpos dydį;
 toje pačioje patalpoje skirtinguose lygiuose esančioms darbo zonoms (pasvirusi kino teatro auditorija, antresolė ir pan.);

Lauko metodas:
- patalpoms su sudėtinga geometrine konfigūracija, taip pat patalpoms su daugybe vidinių užtvarų (prieširdžiai su galerijų sistema ir gretimais koridoriais, daugiafunkciniai centrai su sudėtinga vertikalių ir horizontalių jungčių sistema ir kt.);
- patalpoms, kuriose vienas iš geometrinių matmenų yra daug didesnis (mažesnis) nei kiti (tuneliai, didelės teritorijos uždaros automobilių stovėjimo aikštelės ir pan.);
- kitais atvejais, kai kyla abejonių dėl zonos ir vientisų modelių pritaikomumo ar informacijos turinio (unikalios konstrukcijos, ugnies plitimas palei pastato fasadą, būtinybė atsižvelgti į priešgaisrinių sistemų veikimą, kurios gali kokybiškai pasikeisti) gaisro nuotrauka ir kt.).

Tipinės gaisro apkrovos charakteristikos (pavyzdžiai)

Pastatai I-II g. Ugnis; baldai + namų apyvokos daiktai
Grynoji šiluminė vertė, kJ / kg 13800,0
Tiesinis liepsnos greitis, m / s / GF tankis, kg / m3 0,0108
Specifinis degimo greitis, kg / m2-s 0,01450
Dūmų generavimo pajėgumas, Npm2 / kg 270,00
Deguonies suvartojimas (О2), kg / kg -1,0300
Dujų išsiskyrimas:
anglies dioksidas (COg), kg / kg 0,20300
anglies monoksidas (CO), kg / kg 0,00220
vandenilio chloridas (HC1), kg / kg 0,01400

Pastato I-II g. Ugnis; baldai + audiniai
Grynoji šiluminė vertė, kJ / kg 14700,0
Tiesinis liepsnos greitis, m / s / GZh tankis, kg / m3. 0,0108
Specifinis degimo greitis, kg / m2 0,01450
Dūmų generavimo pajėgumas, Npm2 / kg. ... 82.00
Deguonies suvartojimas (O2), kg / kg -1,4370
Dujų išsiskyrimas:
anglies dioksidas (CO2). kg / kg ...... 1.28500
anglies monoksidas (CO), kg / kg 0,00220
vandenilio chloridas (HC1), kg / kg. 0,00600

Viešieji pastatai; baldai + PVC linoleumas (0,9 + 0,1)
Grynoji šiluminė vertė, kJ / kg 14000,0
Tiesinis liepsnos greitis, m / s / GF tankis, kg / m3 0,015
Specifinis degimo greitis, kg / m2s.-. 0,01370
Dūmų generavimo pajėgumas, Npm2 / kg 47.70
Deguonies suvartojimas (Og), kg / kg -1,3690
Dujų išsiskyrimas:
anglies dioksidas (СО2), kg / kg 1.47800
anglies monoksidas (CO), kg / kg 0,03000
vandenilio chloridas (HC1), kg / kg .. 0,00580

Bibliotekos, archyvai; knygos, žurnalai lentynose
Grynasis šilumingumas, kJ / kg 14500,0
Tiesinis liepsnos greitis, m / s / GF tankis, kg / m3 0,0103
Specifinis degimo greitis, kg / m2 0,01100
Dūmų generavimo pajėgumas, Npm2 / kg 49.50
Deguonies suvartojimas (О2), kg / kg -1,1540
Dujų išsiskyrimas:
anglies dioksidas (СО2), kg / kg 1.10870
anglies monoksidas (CO), kg / kg 0,09740
vandenilio chloridas (HC1), kg / kg. .0.00000

Viršutiniai drabužiai; krūva, audiniai (vilna + nailonas)
Grynoji šiluminė vertė, kJ / kg 23300,0
Tiesinis liepsnos greitis, m / s / GF tankis, kg / m3 0,0835
Specifinis degimo greitis, kg / m2-s 0,01300
Dujų formavimo talpa, Npm2 / kg 129,00
Deguonies suvartojimas (О2), kg / kg -3.6980
Dujų išsiskyrimas:
anglies dioksidas (СО2), kg / kg 0,46700
anglies monoksidas (CO), kg / kg 0,01450
vandenilio chloridas (HС1), kg / kg 0,00000

Rezinotekhn. Produktai; guma, gaminiai iš jos
Grynoji šiluminė vertė, kJ / kg 36000,0
Tiesinis liepsnos greitis, m / s / GF tankis, kg / m3 .... 0,0184
Specifinis degimo greitis, kg / m2-s 0,01120
Dūmų generavimo pajėgumas, Np m2 / kg 850,00
Deguonies sąnaudos (О2), kg / kg -2,9900
Dujų išsiskyrimas:
anglies dioksidas (СО2), kg / kg 0,41600
anglies monoksidas (CO), kg / kg .. 0,01500
vandenilio chloridas (HC1), kg / kg 0,00000

Automobilis; 0,3 * (guma, benzinas) + 0,15 * (poliuretano putos, PVC) + 0,1 * emalio
Grynoji šilumingumo vertė, kJ / kg 31700,0
Tiesinis liepsnos greitis, m / s / GF tankis, kg / m3 0,0068
Specifinis degimo greitis, kg / m2 s 0,02330
Dūmų generavimo pajėgumas, Np m2 / kg 487,00
Deguonies suvartojimas (О2), kg / kg. -2,600
Dujų išsiskyrimas:
anglies dioksidas (СО2), kg / kg 1.29500
anglies monoksidas (CO), kg / kg 0,09700

Kabinetas; baldai + popierius (0,75 + 0,25)
Grynasis šilumingumas, kJ / kg. 14002.0
Tiesinis liepsnos greitis, m / s / GF tankis, kg / m3 0,042
Specifinis degimo greitis, kg / m2 0,01290
Dūmų generavimo pajėgumas, Npm2 / kg .. 53.00
Deguonies suvartojimas (О2), kg / kg. .-1.1610
Dujų išsiskyrimas:
anglies dioksidas (СО2), kg / kg ... 0,64200
anglies monoksidas (CO), kg / kg ....... 0,03170
vandenilio chloridas (HC1), kg / kg. , 0,00000

Kambarys išklotas plokštėmis; pluošto plokščių plokštės
Grynoji šiluminė vertė, kJ / kg 18100,0
Tiesinis liepsnos greitis, m / s / GZ tankis, kg / m3 0,0405
Specifinis degimo greitis, kg / m2 0,01430
Dūmų generavimo pajėgumas, Npm2 / kg 130,00
Deguonies suvartojimas (О2), kg / kg -1,1500
Dujų išsiskyrimas:
anglies dioksidas (СО2), kg / kg 0.68600
anglies monoksidas (CO), kg / kg 0,02150
vandenilio chloridas (НС1), kg / kg .... g .. 0,00000

Literatūra

2008 m. Liepos 22 d. Rusijos Federacijos federalinis įstatymas Nr. 123-FZ „Priešgaisrinės saugos reikalavimų techniniai reglamentai“.
GOST 12.1.004-91 * Priešgaisrinė sauga. Bendrieji reikalavimai.
GOST 12.1.033-81 * Priešgaisrinė sauga. Sąvokos ir apibrėžimai.
SP 118.13330.2012 Viešieji pastatai ir statiniai.
SNiP 21-01-97 * Pastatų ir konstrukcijų priešgaisrinė sauga.
V. V. Cholščevnikovas, D. A. Samošinas Parfenenko A.P., Kudrin I.S., Istratov R.N., Beloskhov I.R. Žmonių evakuacija ir elgesys gaisrų metu: vadovėlis. pašalpa. - M.: Rusijos nepaprastųjų situacijų ministerijos Valstybinės priešgaisrinės tarnybos akademija, 2015 m.- 262 p.

Pavojingų gaisro veiksnių prognozė. Kursinio darbo pavyzdys Integralūs metodai ne teritorijos dinamikai apskaičiuoti

Mokymas

Klasikinės beržo salotos: receptai

Krevetės kreminiame padaže Tigrinės krevetės kreminiame padaže keptuvėje