Диссертация (1172861), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Традиционный подход приводит к значительнойпогрешности в определении распределения массовых расходов газовой смесипо высоте колонки, и, соответственно, к существенной ошибке (порядка в 100700%) в расчете величины объемного расхода удаляемого дыма СДУ.Точность расчета динамики ОФП в большой степени определяетсядостоверностью исходных данных по свойствам пожарной нагрузки. Одной изнаименее изученных проблем является определение удельной массовойскоростивыгораниятвердыхгорючихматериаловижидкостипринеустановившемся процессе ее горения с учетом работы СДУ, времени еевключения и объемного расхода.Следовательно,длядостоверногопрогнозированиявремениблокирования путей эвакуации ОФП в помещениях МЦ актуальнымипроблемамиявляютсяразработкааналитическогометодавусловияхфункционирования СДУ, модификация зонной модели с учетом влиянияограждающих конструкций на параметры конвективной колонки и получениеэкспериментальных данных по удельной массовой скорости выгораниягорючихматериалов.

Решение вышеуказанных проблем имеет важноезначение при выборе объемно-планировочных и технических решений,обеспечивающих безопасную эксплуатацию МЦ.Анализсостоянияпроблемыпозволилсформулироватьобщуюконцепцию исследования: разработка научных основ для создания комплексаматематических моделей расчета динамики ОФП, позволяющего определитьвремя блокирования путей эвакуации ОФП при работе СДУ с целью сниженияпожарного риска вМЦ за счет оптимизации объемно-планировочных и8конструктивных решений МЦ.Объектом исследования являются тепло- и массообменные процессы,возникающие при пожаре в МЦ в условиях работы СДУ и являющиеся основойдля прогнозирования времени блокирования путей эвакуации ОФП.Предметом исследования в диссертации является прогнозированиевремени блокирования путей эвакуации ОФП в МЦ в условиях работы СДУ.Цель и задачи работы. Цель диссертационной работы заключается вразработке комплекса уточненных моделей пожара и методики расчетадинамикиОФП,учитывающихспецификуобъемно-планировочныхиконструктивных решений МЦ, например, работу СДУ, неустановившуюсяскорость выгорания горючих веществ и форму конвективной колонки.Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:с учетом особенностей пожарной опасности МЦ провести анализизвестных методик расчета критического времени эвакуации людей изпомещений, работ по безопасной эвакуации людей при пожаре в условияхфункционирования СДУ, методов расчета параметров СДУ, и на основаниианализасформулироватьнаиболееактуальныенерешенныезадачивсуществующих методах расчета;разработать модифицированную зонную модель с учетом влиянияограждающих конструкций помещения на параметры конвективной колонки;провести экспериментальные исследования на макете помещения и выполнитьтестирование предложенной модели на полученных опытных данных;получитьнаосновеинтегральноймоделианалитическиезависимости для определения критической продолжительности пожара наначальной стадии его развития по условиям достижения величинами ОФП ихкритических значений в помещении с очагом возгорания и в смежных с нимпомещениях,провестианализполученныханалитическихвыражений,описывающих динамику задымления помещений, в зависимости от измененияисходных параметров задачи;провести экспериментальные исследования динамики удельной9массовой скорости выгорания в условиях горения твердых горючих материалови неустановившегося процесса выгорания жидкости с учетом работы СДУ,времени ее включения и объемного расхода с целью разработки регрессионныхуравнений для использования в аналитических зависимостях расчета значенийОФП для начальной стадии развития пожара;на базе уточненной интегральной математической модели пожаравыполнить теоретические исследования по изучению влияния работы СДУ надинамику ОФП с учетом объемного расхода и времени включенияпротиводымной вытяжной вентиляции в условиях горения твердых горючихматериалов и неустановившегося процесса выгорания жидкости;рассмотреть примеры расчета и анализа динамики ОФП в МЦ сиспользованием полевой модели пожара с целью выявления закономерностейразвития пожара, которые существенно влияют на обеспечение безопаснойэвакуации людей.Научная новизна.1.Разработана уточненная зонная модель расчета величин ОФП впомещениях с учетом работы СДУ, учитывающая форму конвективнойколонки с помощью зависимости локального угла полураскрытия колонки отвысоты ее поперечного сечения.2.Полученыновыеэкспериментальныеданныепоуглуполураскрытия конвективной колонки, позволяющие более точно, чем всуществующих подходах, определить объемный расход СДУ.3.уравненийС помощью аналитических решений системы дифференциальныхинтегральнойматематическоймоделиполученыновыефункциональные зависимости, описывающие процесс задымления помещений,смежных с очагом возгорания, и позволяющие прогнозировать динамику ОФПс получением исходных параметров для оптимизации работы СДУ.4.Полученыновыеэкспериментальныеданныеподинамикеизменения удельной массовой скорости газификации в условиях горениятвердых горючих материалов и при неустановившемся процессе горения10жидкости с учетом работы СДУ, а также ее объемного расхода и временивключения.5.Опираясьнарезультатыпроведенногоэкспериментальногоисследования, получено аналитическое уравнение регрессии, определяющеезависимость изменения удельной массовой скорости выгорания твердыхматериалов и жидкости с учетом времени включения СДУ и ее объемногорасхода.Достоверность результатов.

При получении новых функциональныхзависимостей применялись уточненные интегральные и зонные моделипожаров,широкотеоретическогоиспользуемыхисследованиявработахопиралисьнадругихавторов.фундаментальныеМетодызаконысохранения массы, энергии и импульса. При планировании экспериментаразработан композиционный план Бокса-Уилсона 3-го порядка с дополнением ввиде «звездных точек» с целью получения достоверного регрессионногоуравнения, а также сокращения количества опытов при определениипоследовательности проведения экспериментальных исследований.

С помощьювыбранного плана выполнена первичная статистическая обработка результатовпроведенных серий эксперимента. Результаты экспериментальных данных итеоретических расчетов имеют удовлетворительную сходимость.Теоретическая и практическая значимость работы.

Разработанныйдля МЦ комплекс математических моделей расчета динамики ОФП сразработанной на его основе методикой определения времени блокированияпутей эвакуации ОФП, использующий модифицированные интегральную изонную модели, позволяет спрогнозировать критическое время блокированияпутей эвакуации с учетом работы систем СДУ и приточной вентиляции,реальных свойств горючих веществ и материалов строительных конструкций, атакже формы конвективной колонки.Предложенные модификации интегральной и зонной моделей позволятзначительно сократить (на 1-2 порядка) время расчета на ЭВМ при выполнениимноговариантных расчетов термогазодинамики пожара с целью нахождения11времени блокирования путей эвакуации ОФП, которое служит основойпроверки выполнения условия безопасной эвакуации людей из МЦ.Разработанные уточненные интегральная и зонная математическиемодели, новые функциональные зависимости по удельной скорости выгораниятвердых горючих материалов и жидкости могут быть использованы при выбореобъемно-планировочных и технических решений МЦ, для определенияпредельных значений огнестойкости строительных конструкций, для расчетавеличин пожарного риска, для расчета параметров СДУ, в процессе анализапоследствий и экспертизе пожаров и т.

д.В среде пакета Matlab на базе интегральной математической моделипожара,учитывающейфункционированиеСДУпригорениитвердыхматериалов и жидкости при неустановившемся процессе ее горения, разработанпрограммный комплекс, позволяющий моделировать протекание пожаров приразнообразных условиях и сокращать временные затраты при определениивеличины пожарного риска. Возможности, заложенные в программныйкомплекс, позволяют использовать разработанную программу при решенииразличных задач, в том числе научно-исследовательских, проектных и учебных.Результаты диссертации использованы:Главным управлением МЧС России по Воронежской области(г.

Воронеж, ул. Куцыгина, д. 28) для выполнения комплекса мероприятий,направленных на снижение временных показателей оперативного реагированияна пожарах;ООО“Научно-техническийцентр«Пожарныеинновации»”(Московская обл., г. Долгопрудный, ул. Жуковского, д.

3) для расчетапожарных рисков при реконструкции ФГУК «Государственный Кремлевскийдворец» (г. Москва, Кремль, ГКД) и при проектировании объекта “Торговоразвлекательный комплекс «Вегас-II»” (Московская обл., г. Красногорск, п/о«Красногорск-4», Мякининская пойма, 65-66 км МКАД);Воронежским институтом ГПС МЧС России (г. Воронеж, ул.Краснознаменная, д. 231) в учебно-методическом обеспечении учебной12дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара»;ООО «Бастион», ООО «МИНЭПС» (г.

Воронеж, ул. Октябрьскойреволюции, д. 64) при разработке противопожарных мероприятий;ООО «Сервис-Безопасность» (г. Воронеж, Ленинский проспект, д.2, корп. 3) при оценке величины пожарного риска;ООО «ПГС проект» (г. Воронеж, ул. Текстильщиков, д. 5Б) приопределении времени блокирования путей эвакуации опасными факторамипожара в помещениях зданий с массовым пребыванием людей.Методологияиметодыисследования.Методытеоретическогоисследования опирались на фундаментальные законы сохранения массы,энергии и импульса.

Характеристики

Список файлов диссертации