Гидрогазодинамика отчет. Аналитическое решение интегральной математической модели пожара
 Скачать 99.18 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный технический университет» ОТЧЕТ О САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ ПО ГИДРОГАЗОДИНАМИКЕ по теме: «Аналитическое решение интегральной математической модели пожара» Выполнила Проверил Воронеж 2020 Задания к самостоятельной работе Вариант № 15 Исходные данные:
Задание: рассчитать время наступления предельно-допустимого значения каждого опасного фактора пожара; по 6 расчетным точкам построить график изменения значений основных параметров газовой среды от времени. СОДЕРЖАНИЕ 1.Определения 2.Обозначения и сокращения 3.Введение 4.Аналитическое решение интегральной математической модели пожара 5.Заключение 6.Список используемых источников 4 6 7 8 17 19 ОПРЕДЕЛЕНИЯ Пожар - неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства; Безопасная зона - зона, в которой люди защищены от воздействия опасных факторов пожара или в которой опасные факторы пожара отсутствуют либо не превышают предельно допустимых значений; Необходимое время эвакуации - время с момента возникновения пожара, в течение которого люди должны эвакуироваться в безопасную зону без причинения вреда жизни и здоровью людей в результате воздействия опасных факторов пожара; Опасные факторы пожара - факторы пожара, воздействие которых может привести к травме, отравлению или гибели человека и (или) к материальному ущербу; Система пожарной сигнализации - совокупность установок пожарной сигнализации, смонтированных на одном объекте и контролируемых с общего пожарного поста; Система противодымной защиты - комплекс организационных мероприятий, объемно-планировочных решений, инженерных систем и технических средств, направленных на предотвращение или ограничение опасности задымления зданий и сооружений при пожаре, а также воздействия опасных факторов пожара на людей и материальные ценности; Система противопожарной защиты - комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на защиту людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение последствий воздействия опасных факторов пожара на объект защиты (продукцию); Эвакуационный выход - выход, ведущий на путь эвакуации, непосредственно наружу или в безопасную зону; Эвакуационный путь (путь эвакуации) - путь движения и (или) перемещения людей, ведущий непосредственно наружу или в безопасную зону, удовлетворяющий требованиям безопасной эвакуации людей при пожаре; Эвакуация - процесс организованного самостоятельного движения людей непосредственно наружу или в безопасную зону из помещений, в которых имеется возможность воздействия на людей опасных факторов пожара. Противопожарная преграда - строительная конструкция с нормированными пределом огнестойкости и классом конструктивной пожарной опасности конструкции, объемный элемент здания или иное инженерное решение, предназначенные для предотвращения распространения пожара из одной части здания, сооружения в другую или между зданиями, сооружениями, зелеными насаждениями; Аварийный выход - дверь, люк или иной выход, которые ведут на путь эвакуации, непосредственно наружу или в безопасную зону, используются как дополнительный выход для спасания людей, но не учитываются при оценке соответствия необходимого количества и размеров эвакуационных путей и эвакуационных выходов и которые удовлетворяют требованиям безопасной эвакуации людей при пожаре. ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ КПП - критическая продолжительность пожара; КЗП - критическое значение плотности. ОФП - опасные факторы пожара ГЖ- горючая жидкость ГС - газовая среда ТГМ - твердые горючие материалы ВВЕДЕНИЕ В ходе самостоятельной научно-исследовательской работы будут рассмотрены основные математические модели динамики опасных факторов пожара (среднеобъемная температура газовой среды, среднеобъемная парциальной плотность кислорода, угарного газа, углекислого газа, хлористого водорода), а именно среднеобъемную парциальную плотность температуры воздуха и некоторых газов, выделяющихся в помещении во время горения жидкости с установившейся скоростью выгорания. Так же будет произведен расчет времени наступления предельно-допустимого значения каждого опасного фактора пожара. По результатам работы станет возможным рассчитать необходимое время эвакуации и количество первичных средств пожаротушения. Также данная работа полезна для расчетов систем пожаротушения, противодымной защиты и пожарной сигнализации. АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОЖАРА Расчетные формулы Свободный объем помещения:  (1)где a, b и c – длина, ширина и высота помещения соответственно. Размерный параметр – А для случая горения жидкости с установившейся скоростью( круговое распространение):  (2)где  – удельная скорость выгорания; – линейная скорость пламя;n – показатель степени, учитывающий изменения выгорающего материала во времени. Размерный комплекс – В:  (3)где  – начальная среднеобъемная плотность газовой среды( =1,225 кг/м^3); – начальная температура газовой среды ( = 293 К); – удельная изобарная скорость газа (Ср=0,001006 МДж/кг*К); – объем помещения; – Коэффициент теплопотерь; – коэффициент полноты сгорания; – низшая теплота сгорания материала.Среднеобъемная температура:  (4)где – начальная температура газовой среды ( = 293 К);А – размерный параметр; В – размерный комплекс;  – время развития пожара;Среднеобъемная парциальная плотность кислорода:  (5)где Lo2 – потребление кислорода. Среднеобъемная парциальная плотность угарного газа:  (6)Пороговая плотность угарного газа  (7)где Lco – выделение монооксида углерода Среднеобъемная парциальная плотность углекислого газа:  (8)Пороговая плотность углекислого газа:  (9)где Lco2 – выделение диоксида углерода. Среднеобъемная парциальная плотность хлористого водорода:  (10)Пороговая плотность хлористого водорода:  (11)Среднеобъемная оптическая плотность газовой среды:  (12)Пороговая плотность оптической плотности газовой среды:  (13)где D – дымообразующая способность. КПП по температуре:  (14)КПП по кислороду:  (15)КПП по угарному газу:  (16)КПП по углекислому газу:  (17)КПП по хлористому водороду:  (18)КПП по оптической плотности газовой среды:  (19)Расчеты представлены в Таблице 1. Таблица 1 - Аналитическое решение интегральной математической модели пожара
Зависимость среднеобъёмной температуры от времени развития пожара представлена на рисунке 1.  Рисунок 1 – Зависимость среднеобъёмной температуры от времени развития пожара. Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности кислорода от времени развития пожара представлена на рисунке 2.  Рисунок 2 – Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности кислорода от времени развития пожара. Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности монооксида углерода от времени развития пожара представлена на рисунке 3.  Рисунок 3 – Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности монооксида углерода от времени развития пожара. Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности диоксида углерода от времени развития пожара представлена на рисунке 4.  Рисунок 4 – Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности диоксида углерода от времени развития пожара. Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности хлористого водорода от времени развития пожара представлена на рисунке 5.  Рисунок 5 – Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности хлористого водорода от времени развития пожара. Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности газовой среды от времени развития пожара представлена на рисунке 6.  Рисунок 6 – Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности газовой среды от времени развития пожара. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В научно-исследовательской работе представлены расчеты предельно-допустимого значения опасных факторов пожара, таких как: - среднеобъемная температура газовой среды; - среднеобъемная парциальная плотность кислорода; - среднеобъемная парциальная плотность моноксида углерода; - среднеобъемная парциальная плотность диоксид углерода; - среднеобъемная парциальная плотность хлористого водорода; - среднеобъемная парциальная плотность газовой среды. Также, представлены графики возможного сценария развития пожара по опасным факторам. На основании результатов расчетов опасных факторов пожара, стало возможным рассчитать КПП по: - температуре; - кислороду; - угарному газу; - углекислому газу; - хлористому водороду; - оптической плотности газовой среды. Научно-исследовательская работа полезна тем, что показывает зависимость всех представленных данных в Таблице 1. На основании полученных данных можно рассчитать необходимое время эвакуации, данная информация будет при составлении планов эвакуации с безопасными зонами, противопожарными преградами, эвакуационными и аварийными (запасными) выходами. В ходе работы были задействованы компьютерные программы Word и Excel. Получены полезные навыки использования данных программ. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении: Учебное пособие. М.: Академия ГПС МВД России, 2000. 118с. 2. Федеральный закон "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" от 22.07.2008 №123-ФЗ; 3. Федеральный закон "О пожарной безопасности" от 21.12.1994 №69-ФЗ 4. ГОСТ 7.32-2001.Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления. |