Автореферат (1172937)
Текст из файла
На правах рукописиАкперов Руслан ГянджавиевичЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОДК РАСЧЕТУ ВРЕМЕНИ БЛОКИРОВАНИЯ ПУТЕЙ ЭВАКУАЦИИТОКСИЧНЫМИ ПРОДУКТАМИ ГОРЕНИЯ ПРИ ПОЖАРЕВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙСпециальность 05.26.03 «Пожарная и промышленная безопасность»(технические науки, отрасль энергетика)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2018Работа выполнена на кафедре пожарной безопасности в строительстве(в составе Учебно-научного центра проблем пожарной безопасностив строительстве) Академии Государственной противопожарной службыМЧС России.Научный руководитель:Пузач Сергей ВикторовичЗаслуженный деятель науки РФдоктор технических наук, профессорОфициальные оппоненты:Покровская Елена Николаевнадоктор технических наук, профессор,ФГБОУ ВО «Национальныйисследовательский Московскийгосударственный строительныйуниверситет (НИУ МГСУ)»,профессор кафедры комплекснойбезопасности в строительствеТаранцев Александр Алексеевичдоктор технических наук, профессор,ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургскийуниверситет ГПС МЧС России»,профессор кафедры организациипожаротушения и проведения АСРВедущая организация:Федеральное государственноебюджетное образовательноеучреждение высшего образования"Национальныйисследовательскийуниверситет "МЭИ"Зашита состоится « 09 » октября 2018 г.
в 11 часов 30 минут на заседаниидиссертационного совета Д 205.002.02 в Академии ГПС МЧС России по адресу:129366, Москва, ул. Бориса Галушкина д. 4.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии ГПСМЧС России и на сайте:http://academygps.ru/upload/iblock/326/326a6184db8e4e9fd715739d27d12178.pdfАвтореферат разослан « 11 » июля 2018 г.Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направлять в Академию ГПС МЧС России по указанному адресу.Ученый секретарьдиссертационного советаА.Б.
Сивенков2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования. В экономике России задача развитияэнергетики является стратегической, а пожарная безопасность объектов энергетики и работающего на них персонала – актуальной и жизненно необходимой.За период с 2009 по 2015 гг. на предприятиях энергетики зарегистрировано 2762 пожара, из которых 61 пожар в зданиях энергоблока тепловой и гидравлической электростанции (ГЭС).
В результате пожаров погибло 32 человека,а также 100 человек было травмировано. При этом прямой материальныйущерб составил 420377 тыс. руб.Более чем в 70 % случаев, согласно статистике, причинами гибели людейна пожарах является отравление продуктами горения. Поэтому в связи срасширением области использования материалов на основе полимеров, горениеи тление которых сопровождается выделением большого количества токсичныхпродуктов горения, математическое моделирование распространения токсичных продуктов горения при пожаре на гидроэлектростанциях и разработкаэффективных противопожарных профилактических мероприятий становитсявсе более актуальной задачей.Объемно-планировочные и конструктивные решения производственныхзданий ГЭС должны обеспечивать безопасную эвакуацию людей при пожаре.Для решения данной задачи необходимо уметь достоверно рассчитывать динамику изменения концентраций токсичных продуктов горения при пожарев помещениях ГЭС и на путях эвакуации.Моделирование распространения токсичных продуктов горения припожаре на ГЭС опирается на прогнозирование динамики опасных факторов пожара (ОФП).
В настоящее время математические модели расчета динамикиОФП (в том числе и концентраций токсичных продуктов горения) в помещениидостаточно развиты для решения практических задач пожарной безопасности.Однако исходные данные (база типовой пожарной нагрузки)по выделению токсичных продуктов горения, используемые при расчете ОФП,получены в 1970–2000 гг. и не учитывают новые вещества и материалы(в особенности полимерные), активно используемые для отделки путей эвакуации.Объем выделяющихся продуктов горения определяется химическимсоставом твердых и жидких горючих веществ и материалов, а также термогазодинамическими условиями пожара.Удельные коэффициенты выделения токсичных газов приняты постоянными и не зависящими от термогазодинамической картины развития пожара(концентрация кислорода, температура и т.д.).
Кроме того, в различных базахданных вышеуказанные коэффициенты значительно отличаются другот друга, а сведения о теплофизических и химических показателях для многихсовременных материалов отсутствуют.Величиныудельныхкоэффициентоввыделенияполученыв маломасштабных экспериментальных установках. Однако из-за невозможностиполного выполнения положений теории подобия при переходе от маломасштабной модели к натурному помещению отсутствует научное обоснование3равенстваудельныхкоэффициентоввыделениявпомещенияхс существенно отличающимися размерами.Таким образом, разработка экспериментально-теоретической моделирасчета распространения токсичных продуктов горения, учитывающеймасштабный фактор и позволяющей определить время блокирования путейэвакуации токсичными продуктами горения в целях обеспечения безопаснойэвакуации людей из производственных зданий ГЭС, является актуальнойнаучной и практической задачей.Степень разработанности темы исследования.
Значительный вкладв понимание термогазодинамической картины пожара и обеспечениебезопасной эвакуации людей из помещений внесли Ю.А. Кошмаров,Ю.А. Поляков, С.В. Пузач, В.И. Присадков, В.М. Есин, W. K. Chow, T. Tanaka,S. Yamada, K. Matsuyama, G.D. Lougheed и др.В разработку научных основ теории горения полимеров, токсическоговоздействия продуктов горения на организм человека, методов испытанийи контроля пожароопасных и токсических свойств веществ и материаловвнесли А.А. Берлин, П.Г. Демидов, B.C.
Иличкин, А.Я. Корольченко,Д.В. Трушкин, Н.Н. Семенов, В.А. Симонов, Л.М. Шафран, П.П. Щеглов и др.Однако в настоящее время эти проблемы полностью не решены с теоретической и экспериментальной точек зрения из-за сложности физикохимических условий протекания процессов газификации и горения, а такженеопределенности химического состава современных строительных материалов.Научно-обоснованные методики расчета удельных коэффициентов выделения токсичных газов с учетом конкретных термогазодинамических условийпожара (температура, концентрация кислорода и т.д.) отсутствуют.Таким образом, необходимы теоретические и экспериментальные исследования величин концентраций токсичных газов и температуры в смесяхпродуктов горения и воздуха, образующихся в маломасштабной экспериментальной установке, и рассмотрения возможности распространения полученныхрезультатов на реальное полномасштабное помещение.Объектом исследования в диссертации являются тепломассообменныепроцессы, протекающие при пожаре в производственных зданиях ГЭС, которыеявляются основой для выполнения расчета времени блокирования путейэвакуации токсичными продуктами горения.Предметом исследования является время блокирования путей эвакуациитоксичными продуктами горения при пожаре в производственных зданиях ГЭС.Цельюисследованияявляетсяразработкаэкспериментальнотеоретической модели расчета времени блокирования путей эвакуациитоксичными продуктами горения в производственных зданиях ГЭС, учитывающей масштабный фактор, на основе совершенствования стандартнойметодики определения токсичности продуктов горения.Для достижения постановленной цели в работе необходимо решитьследующие основные задачи:– провести анализ литературных источников по прогнозированиюконцентраций продуктов горения на пожарах в зданиях ГЭС, по воздействию4токсичных газов на организм человека, по методам испытаний веществ иматериалов на токсичность продуктов горения;– создать усовершенствованную по сравнению со стандартным методомоценки токсичности продуктов горения маломасштабную экспериментальнуюустановку для определения пожарной опасности веществ и материалов при ихтермическом разложении, используемых в ГЭС, по условно герметичной схеме;– разработать модификации интегральной и зонной математическихмоделей,учитывающиемасштабныйфакторииспользующиеэкспериментальные зависимости плотности токсичных газов от температурыв условно герметичной схеме, для расчета времени блокирования путейэвакуации токсичными продуктами горения на пожаре в производственныхзданиях ГЭС;– разработать методику расчета времени блокирования путей эвакуациитоксичными продуктами горения с использованием модифицированныхинтегральных и зонных моделей;– разработать научно обоснованные рекомендации по расчету времениблокирования путей эвакуации токсичными продуктами горения с учетомреальной пожарной нагрузки, объемно-планировочных и конструктивныхособенностей производственных зданий ГЭС.Научная новизна работы заключается в следующем:– предложено усовершенствование стандартной схемы испытанийна токсичность, позволяющее в дополнение к измерениям концентрацийтоксичных газов и кислорода измерять скорость газификации горючегоматериала и удельный коэффициент образования токсичных газов,необходимые при расчете времени блокирования путей эвакуации токсичнымипродуктами горения;– разработаны модификации интегральной и зонной моделей,используемых при расчете времени блокирования путей эвакуации токсичнымипродуктами горения, в которых с учетом масштабного фактора используютсяэкспериментальные зависимости плотности токсичного газа от температуры безрешения дифференциального уравнения закона сохранения массы токсичного газа;– получены новые экспериментальные и теоретические данныепо зависимости плотности монооксида углерода от среднеобъемнойтемпературы, величинам удельной скорости газификации и удельногокоэффициента образования монооксида углерода для древесины (сосна),трансформаторного масла и оболочек кабелей в условно герметичном объеме,необходимые при расчете времени блокирования путей эвакуации токсичнымипродуктами горения.Теоретическая и практическая значимость работы заключается в:– научном обосновании использования в математической модели расчетавремени блокирования путей эвакуации токсичными продуктами горенияв производственных зданиях ГЭС экспериментальных зависимостей плотноститоксичного газа от температуры, полученных в маломасштабной установке,с учетом масштабного фактора и особенностей термогазодинамическойкартины пожара в полномасштабном помещении;5– совершенствовании научных основ обеспечения безопасной эвакуациилюдей при пожаре в производственных зданиях ГЭС;– создании экспериментальной установки для определения пожарнойопасности веществ и материалов при их термическом разложении,применяющихся в строительстве, на основе оценки по данным химическогоанализа с использованием усовершенствованной методики проведенияиспытаний, что позволит расширить базу данных горючей нагрузкипо свойствам современных строительных материалов;– создании методики расчета времени блокирования путей эвакуациитоксичными продуктами горения на основе модифицированных интегральнойи зонной моделей, используемых для расчета пожарных рисков.Методологияиметодыисследования.Методологическуюи теоретическую основы диссертационных исследований составили трудыученых в области тепломассообмена и прогнозирования ОФП, а также научныеразработки, посвященные методам испытаний на токсичность продуктов горения.Основными методами исследования являются методы газодинамикии тепломассообмена, экспериментальные методы тепломассообмена,численные методы решения систем дифференциальных уравнений, методыобработки и анализа результатов теоретических и экспериментальныхисследований.Реализация работы.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
