задачи. 259 задачи. Задача 4 Задача 9 Задача 12 Задача 16
 Скачать 250.77 Kb.
|
 , Вт; где - теплота сгорания, Дж·к-1;количеством генерируемых за единицу времени в пламенной зоне токсичных газов ψLi, кг·с-1, где Li - количество i-го токсичного газа, образующегося при сгорании единицы массы ГМ; количеством кислорода, потребляемого в зоне горения ψL1, кг·с-1, где L1 - количество кислорода, необходимое для сгорания (окисления) единицы массы ГМ; оптическим количеством дыма, образующегося в очаге горения ψD, Непер·м2·с-1, где D - дымообразующая способность горючего материала, Непер·м2·кг-1. Второй опасный фактор - повышенная температура среды. Температура среды, заполняющей помещение, является параметром состояния. Физическое содержание этого параметра рассмотрено в книге [2], он обозначается Т, если используется размерность Кельвин или t, если используется размерность градусы Цельсия. Третий опасный фактор - токсичные продукты горения. Этот фактор количественно характеризуется парциальной плотностью (или концентрацией) каждого токсичного газа. Парциальная плотность компонент газовой среды в помещении является параметром состояния. Обозначается ρi, размерность - кг·м-3 . Сумма парциальных плотностей всех компонентов газовой среды равна плотности газа ρ. Концентрацией токсичного i-ro газа обычно называют отношение парциальной плотности этого газа ρi к плотности газа ρ, т. е.  .Если умножить отношение  на 100, то получим значение концентрации продукта в процентах.Четвертый опасный фактор пожара - дым. Этот фактор количественно представляют параметром, называемым оптической концентрацией дыма. Этот параметр обозначают буквой μ, его размерность - Непер·м-1. (Иногда параметр μ называют натуральным показателем ослабления.) Расстояние видимости в дыму lвид и оптическая концентрация дыма связаны между собой простым соотношением  .Пятый опасный фактор - пониженная концентрация кислорода в помещении. Этот фактор количественно характеризуется значением парциальной плотности кислорода ρ1, или отношением ее к плотности газовой среды в помещении, т.е.  .Вышеприведенные величины: температура среды, парциальные плотности (концентрации) токсичных газов и кислорода, оптическая плотность дыма - являются параметрами состояния среды, заполняющей помещение при пожаре. Они характеризуют свойства газовой среды в помещении. Начиная с возникновения пожара в процессе его развития эти параметры состояния непрерывно изменяются во времени, т.е.     Совокупность этих зависимостей составляет суть динамики ОФП. При рассмотрении воздействия ОФП на людей используются так называемые предельно допустимые значения (ПДЗ) параметров состояния среды в зоне пребывания людей (рабочей зоне). Предельно допустимые значения ОФП получены в результате обширных медико-биологических исследований, в процессе которых установлен характер воздействия ОФП на людей в зависимости от значений их количественных характеристик. Так, например, установлено, что если концентрация кислорода уменьшится вдвое по сравнению с нормальной концентрацией его в воздухе (нормальная концентрация составляет 23 %, т.е. приблизительно 270 г О2, в м3 воздуха), т.е. будет составлять 135 г О2 в м3 воздуха, то нарушается деятельность сердечно-сосудистой системы и органов дыхания человека, а также он теряет способность реальной оценки событий. При уменьшении концентрации кислорода в 3 раза по сравнению с нормальной концентрацией останавливается дыхание и через 5 мин останавливается работа сердца. (Руководство по борьбе за живучесть подводной лодки. - М. Воениздат, 1983.) Следует подчеркнуть, что в условиях пожара имеет место одновременное воздействие на человека всех ОФП. Вследствие этого опасность многократно увеличивается. Предельно допустимые значения ОФП указаны в ГОСТ 12.1.004-91. Ниже они представлены в виде таблицы. При рассмотрении воздействия ОФП на элементы конструкций и оборудование используются критические значения параметров, характеризующих термическое воздействие пожара на них. Например, при оценке воздействия пожара па железобетонные конструкции применяется понятие критического значения температуры арматуры этих конструкций. Обычно считается, что при нагревании арматуры до температуры, равной 400 -450°С, происходит разрушение железобетонной конструкции. При оценке воздействия пожара на остекление предполагается, что при температуре газовой среды в помещении, равной 300 - 350°С, будет происходить разрушение остекления. 4. Проемность, определение и величины ее описывающие. В начальной стадии пожара, возникающего в помещении с малой проемностью, наблюдается специфический режим газообмена. Особенности этого режима заключаются в том, что процесс газообмена идет в одном направлении через все имеющиеся проемы и щели. Поступление воздуха в помещение из окружающей среды в этот период развития пожара совсем отсутствует. Лишь спустя некоторое время, когда средняя температура среды в помещении достигает определенного значения. Процесс газообмена становится двусторонним, т.е. через одни проемы из помещения вытекают нагретые газы, а через другие поступает свежий воздух. Продолжительность начальной стадии пожара, при которой наблюдается «односторонний» газообмен, зависит от размеров проемов. В этом параграфе исследуется динамика ОФП в начальной стадии пожара при условиях, когда отсутствует поступление воздуха извне. Это означает, что в дифференциальных уравнениях пожара- можно отбросить члены, содержащие расход воздуха так как GB =0 Кроме того, будем рассматривать негерметичные помещения, в которых среднее давление среды остается практически постоянным, равным давлению наружного воздуха, так что с достаточной точностью можно принять, что:  где r0 , Т0 – плотность и температура среды перед началом пожара; rm, Тm – соответственно средние значения плотности и температуры среды в рассматриваемый момент времени; Рm – среднее давление в помещении.Интервал времени, в течении которого наблюдается односторонний газообмен, является относительно небольшим. Средняя температура и концентрация кислорода в помещении изменяются за этот промежуток времени незначительно. По этой причине можно принять, что величины h, D, R в этой стадии пожара остаются неизменными. Кроме того, примем, что n1 = n2 = n3 = m = 1 и V = const. С учетом сказанного, уравнения пожара для начальной его стадии в помещении с малой проемностью, принимают следующий вид:   В дальнейшем принимается еще одно допущение, а именно: сР= сРВ = const Для того чтобы получить аналитическое решение этих уравнений, используется прием, заключающийся в следующем. Вариант 6 Модификация базовой интегральной модели для определения ОФП по зонам Интегральная математическая модель пожара описывает в самом общем виде процесс изменения во времени состояния газовой среды в помещении. С позиций термодинамики газовая среда, заполняющая помещение с проемами (окна, двери и т.п.), как объект исследования есть открытая термодинамическая система. Ограждающие конструкции (пол, потолок, стены) и наружный воздух (атмосфера) является внешней средой по отношению в этой термодинамической системе. Эта система взаимодействует с внешней средой путем тепло- и массообмена. В процессе развития пожара через одни проемы выталкивается из помещения нагретые газы, а через другие поступает холодных воздух. Количество вещества, т.е. масса газа в рассматриваемой термодинамической системе, в течении времени изменяется. Поступление холодного воздуха обусловлено работой проталкивания, которую совершает внешняя среда. Термогазодинамическая система в свою очередь совершает работу, выталкивая нагретые газы во внешнюю атмосферу. Эта термодинамическая система взаимодействует также с ограждающими конструкциями путем теплообмена. Кроме того, в эту систему с поверхности горящего материала (т.е. из пламенной зоны) поступает вещество в виде газообразных продуктов горения. Состояние рассматриваемой термодинамической системы изменяется в результате взаимодействия с окружающей средой. В интегральном методе описания состояния термодинамической системы, коей является газовая среда в помещении, используются «интегральные» параметры состояния – такие, как масса всей газовой среды и ее внутренняя тепловая энергия. Отношение этих двух интегральных параметров позволяет оценивать в среднем степень нагретости газовой среды. В процесс развития пожара, значения указанных интегральных параметров состояния изменяются. Математический аппарат модели изложен в научно-методических пособиях, приведенных в разделе «Литература» настоящего раздела. |