Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1172861), страница 16

Файл №1172861 Диссертация (Прогнозирование времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара в многофункциональных центрах) 16 страницаДиссертация (1172861) страница 162020-05-14СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

Интегральная модель пожара разработана в середине 70-хгодов профессором Ю.А. Кошмаровым [42] и получила дальнейшее развитие вработах В.М. Астапенко, И.Д. Гуско, С.И. Зернова, Ю.С. Зотова, В.С. Козлова,М.Ю. Кошмарова, А.В. Матюшина, С.В. Пузача, А.Н. Шевлякова и др. Какотдельный вид можно рассматривать интегральную модель для начальнойстадии пожара [45]. Актуальность исследования начальной стадии пожараобусловленапроблемойобеспечениябезопаснойэвакуациилюдейизпомещения.Интегральный подход к описанию состояния среды позволяет нерассматриватьотдельныенеоднородныеполясотличающимисятермодинамическими параметрами состояния, при этом состояние газовойсреды описывается в самом общем виде. В интегральной модели пожарарассматривается изменение с течением времени средних (интегральных)значений параметров состояния среды в помещении, таких, как: рm –среднеобъемное давление (Н·м2); Тm – среднемассовая температура (К);среднеобъемные плотности (кг/м3) ρm – газовой среды в целом,  mО2 –кислорода,  mт.г.

– токсичных газов; μm – среднеобъемная оптическая плотностьдыма (Нп/м). Интегральная модель пожара позволяет получить эти средниезначения параметров состояния среды в помещении в произвольный моментвремени развития пожара.С формальных позиций среднеобъемное давление – это осреднение всехзначений локальных давлений в объеме помещенияpm 1pdV .V (V )112Аналогичносреднеобъемнаяплотностьгазовойсредывцеломпредставляет собой осреднение всех значений локальной плотности в объемепомещенияm 1dV .V (V )Среднеобъемную плотность можно также представить как отношениемассы М всего газа, заполняющего помещение, к его объему Vm М.VПри этом среднеобъемные плотности кислорода и токсичных газовгдеО2mМ т. г .М О2т. г ., m ,VVМ О2 , М т.г.

– массы кислорода и токсичных газов соответственно,находящихся в данном помещении объема V.Среднемассовуютемпературуможновыразитьизуравненияусредненного состояния газовой среды рm = ρmRТm, совпадающего по виду суравнением Клайперона для локальных параметров состояния p = ρRT, где R –газовая постоянная. В результате получимТm рm.m RПодставляя в последнее равенство интегральное представление среднейплотности, приходим к равенствуТm рm1RdVV (V )1V (V )С учетом того, что р ≈ рm, окончательно получимТm 113V.1 T dV(V )1.pdVp mTПоследнее равенство позволяет вычислять среднемассовую температуру внатурном эксперименте, если известно распределение локальных температур вдостаточно большом количестве точек по всему объему помещения.По аналогии с интегральными равенствами для среднеобъемногодавления и среднеобъемной плотности можно ввести понятие среднеобъемнойтемпературы газовой среды, определяемой равенствомTmV 1TdV .V (V )При однородном температурном поле среднеобъемная и среднемассоваятемпературы равны друг другу.

Чем больше неоднородность температурногополя, тем больше их различие. В реальных пожарах среднеобъемнаятемпература всегда несколько выше среднемассовой, их относительнаяразность, как правило, не превышает 5-6%.Среднеобъемнаяоптическаяплотностьдымапредставляетсобойпроизведение средней концентрации твердых частиц на объем помещения(число частиц, приходящихся на единицу объема) N (Нп/м3) и эффективногосечения экстинкции частиц χ (м2) m  N .Чем выше оптическая плотность дыма, тем хуже видимость в помещении.При этом дальность видимости связана с концентрацией дыма следующимприближенным соотношениемlв ид  2,38 /  m .Дифференциальные уравнения интегральной математической моделипожара в общем виде представлены в п.

2.1. При рассмотрении начальнойстадии пожара разрешающую систему примем в виде шести обыкновенныхдифференциальных уравнений пожара, которые предложены в работахпрофессора Кошмарова Ю.А. [41, 45].Первое уравнение вытекает из закона сохранения массы для газовойсреды: в данной термодинамической системе изменение массы газовой среды в114помещениизаединицувремениравноалгебраическойсуммемасспоступающих и уходящих потоков. Уравнение материального баланса длягазовой среды в помещении записывается в виде:d (  mV )   Ga  Gm ,d(4.2)где V(м3) – объем помещения;ρmV(кг) – масса газа, заполняющего данный объем;ψ (кг/с) – скорость выгорания (количество горючего материала, сгорающего вединицу времени);Ga, Gm (кг/с) – массовые расходы поступающего из вне воздуха и исходящихнаружу газов в рассматриваемый момент времени соответственно приестественном газообменном процессе.Второе уравнение – уравнение энергии пожара, которое выводится наоснове первого закона термодинамики.

При этом предполагается, чтотермодинамическая система не совершает работы расширения. Кинетическаяэнергия движения газовой среды в помещении мала по сравнению с еепотенциальнойэнергией.Удельнаякинетическаяэнергиягазаприпрохождении потоков через проемы пренебрежимо мала по сравнению судельной энтальпией. С учетом этого получаем уравнение1 d ( pmV ) Qнр  iэ  с рaТ a Ga  с рmaT Т mGm  Qо.к. ,k m  1 d(4.3)гдеkm – среднеобъемный показатель адиабаты газовой среды помещения(отношение изобарной и изохорной теплоемкостей идеального газа: km=cp/cv);Qнр (Дж/кг) – низшая рабочая теплота сгорания горючего материала;iэ (Дж/кг) – энтальпия продуктов газификации (пиролиз, испарение) горючегоматериала;срa, срm (Дж/кг·К) – удельные изобарные теплоемкости для воздушной ивозникающей при горении газовой среды соответственно;Тa (К) – температура воздуха снаружи;115aT – коэффициент, с помощью которого учитывается различие среднемассовойтемпературы выталкиваемых газов от среднеобъемной температуры газовойсреды в целом;Qо.к.(Дж/с) – тепловой поток, поглощаемый ограждающими конструкциями иизлучаемый через проемы.Выражение в левой части уравнения (4.3) представляет собой скоростьизменения тепловой энергии смеси газов в помещении в течение малогопромежуток времени dτ1 d ( pmV ) dU.k m  1 ddПервое слагаемое в правой части уравнения (4.3) определяет скоростьтепловыделения, то есть то количество тепла, которое поступает в газовуюсреду в процессе горения за единицу времени.

Второе слагаемое определяетпоток энергии, поступающий в помещение вместе с продуктами газификациигорящего материала. Третье слагаемое суммирует внутреннюю тепловуюэнергию поступающего в единицу времени воздуха и работу проталкивания,которую совершает внешняя атмосфера. Четвертый член правой частиуравнения (4.3) определяет совокупность внутренней тепловой энергии,уносимой в единицу времени уходящими газами, и работы выталкивания,которую совершает рассматриваемая термодинамическая система.Дифференциальные уравнения баланса оптического количества дыма,балансамассыкислородаибалансатоксичныхпродуктовгорениязаписываются аналогично уравнению (4.2).Уравнение баланса оптического количества дыма:d (  mV ) k D  m д Gm  kc S о.к.

,dmгдеD (Нп·м2/кг) – дымообразующая способность горючего материала;Dψ (Нп·м2/с) – оптическое количество дыма;116(4.4)kд – коэффициент, учитывающий отличие оптической концентрации дыма вуходящих газах от μm;kс (Нп/с) – коэффициент седиментации, который учитывает осаждение частицдыма на ограждающие конструкции;Sо.к. (м2) – площадь поверхности ограждающих элементов помещения (стен,потолка, пола).Уравнение баланса массы кислорода:d (  mO2V )  O2 mO2G kG  LO2 ,d a О2  m m(4.5)где отношения  О2 /  и  mО2 /  m представляют собой средние массовые доликислорода в поступающем воздухе и в помещении соответственно;kО2–коэффициент, учитывающий отличие содержание кислорода ввыталкиваемых газах от среднеобъемной концентрации кислорода  mО2 ;LO2(кг/кг) – потребление кислорода (количество кислорода, котороенеобходимо для обеспечения полного сгорания единицы массы горючегоматериала);η – коэффициент полноты сгорания.Уравнение баланса токсического продукта горения:d (  mт.г.V ) mт.г. Lт.г.  k т.г.G ,dm m(4.6)гдеLт.г.

(кг/кг) – количество выделяемых токсичных газов при сгорании единицымассы горючего материала;kт.г. – коэффициент, учитывающий отличие концентрации токсичных продуктовгорения в уходящих газах от среднеобъемной концентрации токсичных газов mт.г. ;отношение  mт.г. /  m определяет среднюю массовую долю токсичного газа впомещении.117Система пяти дифференциальных уравнений (4.2) – (4.6) относительношести неизвестных функцийρm(τ), рm(τ), Тm(τ), μm(τ),  mО2 ( ) ,  mт.г. ( )замыкается алгебраическим усредненным уравнением состояния газовой средыв помещенииpm   m RTm ,(4.7)где R (Дж/кг·К) – газовая постоянная. Это уравнение связывает между собойтри усредненных параметра состояния газовой среды так же, как связываетуравнение Клайперона локальные значения основных термодинамическихпараметров состояния: давление, плотность, температуру.Константы интегрирования дифференциальных уравнений (4.2) – (4.6)определяются начальными условиями до развития пожара в помещении: m (0)  0 , рm (0)  р0 ,  m (0)  0 ,  mО2 (0)   0О2 ,  mт.г.

Характеристики

Список файлов диссертации

Прогнозирование времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара в многофункциональных центрах
Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6480
Авторов
на СтудИзбе
303
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее