Автореферат (1172937), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Пузача, Доан Вьет Мань (2011) показано, что среднеобъемная плотность токсичного газа (в частности, СО) может быть описана следующей зависимостью, полученной из аналитического решения уравнений (1) – (4)интегральной модели при =const и LСО=const:L СО  K СОр ,(5)Qнгде K – коэффициент пропорциональности между среднеобъемной плотностьютоксичного газа и отношением LСО/ Qнр , Дж/м3; LСО – удельный коэффициентвыделения СО; Qнр – низшая рабочая теплота сгорания горючего материала, Дж/кг.V10Коэффициент пропорциональности не зависит от свойств горючего материала, размеров помещения и площади открытой поверхности горючего материала и является функцией только трех параметров, характеризующих термодинамическую картину пожара:K  f Tср , Tв ,  ,(6)где Tв – температура воздуха в помещении, К.Для рассматриваемой условно герметичной схемы пожара:K2,5  10 5 Tср  Tв .(1  )TвПреобразуем выражение (5) к виду:СО  * LСО ,(7)(8)где *  K / Qнр  характерная плотность, зависящая только от схемы термогазодинамической картины пожара, теплофизических параметров пожара и горючего материала, кг/м3.Полученная формула (8), выражающая зависимость среднеобъемнойплотности СО от среднеобъемной температуры, не содержит геометрическихразмеров помещения и поверхностей горючих материалов и, следовательно, является справедливой в условиях как маломасштабного, так и крупномасштабного пожара в помещении.Разработана методика расчета распространения токсичных газов припожаре в производственных зданиях ГЭС, которая включает в себя следующиеэтапы:– сбор исходных данных на основе анализа объемно-планировочныхи конструктивных решений помещений;– выбор наиболее опасных сценариев развития пожара;– выбор математической модели расчета динамики ОФП;– получение экспериментальных зависимостей плотностей токсичныхгазов от среднеобъемной температуры и величин удельных скоростей газификации горючих материалов, по которым нет данных в существующих базахданных пожарной нагрузки или определение удельных массовых коэффициентовобразования токсичных газов;– проведение расчетов на ЭВМ;– анализ результатов расчета определения плотностей токсичных газов ииспользованием уравнения (8) динамики ОФП;– определение времени блокирования путей эвакуации токсичнымипродуктами горения.Таким образом, при практическом использовании предложенной методики расчета необходимо экспериментально определить зависимости среднеобъемных плотностей токсичных газов от температуры для конкретной пожарнойнагрузки.

После этого выполнить расчет зависимости среднеобъемной температуры (интегральная модель) или среднеобъемной температуры припотолочногослоя (зонная модель) от времени, в котором используются вышеуказанные зависимости с учетом поправки на коэффициент теплопотерь в полномасштабномпомещении.11Основным отличием от существующих методик расчета является отсутствие необходимости решения дифференциального уравнения (3), в котороевходит удельный коэффициент выделения токсичного газа.В выводах по второй главе приведены рекомендации по использованиюпредложенных математических моделей для определения времени блокирования путей эвакуации токсичными продуктами горения при пожаре в производственных зданиях ГЭС.В третьей главе диссертации «Экспериментальная установка для определения пожарной опасности веществ и материалов при их термическом разложении» представлено научное обоснование конструктивной схемы новой экспериментальной установки и приведено описание установки и методики проведения экспериментов.Выполнена постановка задачи экспериментального определения зависимости среднеобъемной плотности токсичного газа от среднеобъемной температуры в маломасштабной экспериментальной установке.Предложено усовершенствование стандартного метода испытаний натоксичность продуктов горения по ГОСТ 12.1.044–89 п.4.20, устраняющееосновные его недостатки, перечисленные ранее в главе 1 диссертации.Разработана экспериментальная установка, реализующая схему пожарав условно герметичном маломасштабном объеме.Схема и фотография новой экспериментальной установки представлены,соответственно, на рисунках 1 и 2.Рисунок 1 – Схема экспериментальной установки: 1 – камера сгорания, 2 – электронагревательный излучатель; 3 – держатель образца; 4 – переходной рукав; 5 – дверца экспозиционнойкамеры; 6 – экспозиционная камера; 7 – шиберные отверстия; 8 – вентилятор; 9 – заслонка(перегородка) переходного рукава; 10 – весы; 11 – дверца камеры сгоранияДля непрерывного контроля температуры в экспозиционной камере использовались низко инерционные термопары в количестве 27 штук с диапазономизмерений от –40 до +1100 °С с погрешностью не более ±1,1∙°С.Для контроля плотности теплового потока, падающего на испытуемыйобразец, использовался водоохлаждаемый датчик типа Гордона и регистрирующий прибор с диапазоном измерений от 0 до 100 мВ.

Погрешность измеренияплотности теплового потока не превышает ±8 %.12Для непрерывного контроля состава газовоздушной среды в экспозиционной камере использовался многоканальный газоанализатор, измеряющийконцентрацию оксида углерода с диапазоном измерений от 0 до 1 % об. идопустимой погрешностью ±10 %, диоксида углерода с диапазоном измеренийот 0 до 5 % об. и допустимой погрешностью ±10 %, кислорода с диапазономизмерений от 0 до 21 % об. и допустимой погрешностью ±10 % об.Рисунок 2 – Общий вид установки для определения пожарной опасности веществи материалов при их термическом разложенииГорючие материалы испытывались в режиме пламенного горения.

Режимпламенного горения обеспечивается при температуре испытания 750 °С (плотность падающего теплового потока 60 кВт/м2).Был выбран режим пламенного горения, так как при нем в отличиеот режима тления происходит более быстрое распространение ОФПпо помещению.Предварительно кондиционированный и взвешенный образец материалапомещался в специальный держатель образца (вкладыш).После выхода электронагревательного излучателя на стабилизированныйрежим открывают дверцу камеры сгорания и помещают без задержки вкладышс образцом в держатель образца в установке, после чего дверцу камеры сгорания закрывают, открывают заслонку переходного рукава и подвергают образецтермическому разложению.В процессе испытаний регистрируют показания концентраций СО (% об.),СО2 (% об.), О2 (% об.) с периодичностью 3 секунды, среднеобъемной температуры в экспозиционной камере T (°С), изменение массы образца при испытаниях Δm (г).Удельный коэффициент выделения монооксида углерода в каждыймомент времени определяется по формуле:V d COLCO ,(9) dгде V – внутренний объем установки, м3.Проведено экспериментальное обоснование нахождения места отборагазовой смеси в герметичном объеме камеры, в которой плотность СО равна еесреднеобъемному значению.

При этом предполагается, что в этом местелокальные значения всех параметров равны их среднеобъемным значениям.13Получены зависимости локальных и среднеобъемных температур отвремени горения древесины (сосна), по которым определено место расположения термопары с локальной температурой, совпадающей со среднеобъемнойтемпературой в каждый момент времени. По результатам испытаний установлено, что место отбора проб газовой среды должно находиться на половине высоты экспериментальной камеры напротив переходного рукава установки.В выводах по третьей главе отмечено отличие с научной и практическойточек зрения разработанной экспериментальной установки от аналогичныхустановок по измерению токсичности продуктов горения веществ и материалови возможности ее использования для расчета времени блокирования путейэвакуации токсичными продуктами горения.В четвертой главе «Исследование времени блокирования путей эвакуации токсичными продуктами горения в производственных зданиях ГЭСна примере монооксида углерода» представлены исходные данные и результаты натурных и численных экспериментов по прогнозированию динамики ОФПв модельном производственном здании ГЭС.Приведены исходные данные для математического моделированияраспространения токсичных газов при пожаре в производственных зданиях ГЭС.Рассматривались горючие материалы, характерные для производственных зданий ГЭС: хвойные древесные стройматериалы, оболочка кабелей ПВХи масло трансформаторное.Критическое значение плотности СО равно СО.кр = 1,1610–3 кг/м3.Эксперименты проводились до среднеобъемной температуры газовойсмеси, не превышающей критического значения для человека, равного 70 °С.Представлены результаты экспериментальных исследований по определению основных характеристик образования и распространения монооксида углерода.На рисунке 3 представлены зависимости среднеобъемной плотности СОот повышения среднеобъемной температуры в случае горения хвойных древесных стройматериалов, на рисунке 4 – при горении трансформаторного маслаи на рисунке 5 – оболочки кабелей ПВХ.СО.ср, кг/м3345□–1–2Тср, СРисунок 3 – Зависимости среднеобъемной плотности СО от повышения среднеобъемнойтемпературы при горении хвойных древесных стройматериалов (экспериментальные значения):1 – F=0,0072 м2; 2 – F=0,0145 м2; расчет по формуле (8): 3 – =0,97, F=0,0072 м2;4 – =0,98, F=0,0145 м2; 5 – СО.кр; F – площадь поверхности образца, м214СО.ср, кг/м364□ –1 –25 –37Тср, СРисунок 4 – Зависимости среднеобъемной плотности СО от повышения среднеобъемнойтемпературы при горении трансформаторного масла (F=0,01 м2) (экспериментальные значения):1 – =2,85 мм; 2 – =1,15 мм; 3 – =7,3 мм; расчет по формуле (8): 4 – =0,88; 5 – =0,97;6 – =0,90; 7 – СО.кр;  – толщина слоя трансформаторного масла в кювете, ммСО,ср, кг/м314, 5, 6237Тср, СРисунок 5 – Зависимости среднеобъемной плотности СО от повышения среднеобъемнойтемпературы при горении оболочки кабелей ПВХ (экспериментальные значения):1 – =0,97, F=0,0067 м2; 2 – =0,97, F=0,0059 м2; 3 – =0,98, F=0,012 м2;расчет по формуле (8): 4 – F=0,0067 м2; 5 – F=0,0059 м2; 6 – F=0,012 м2; 7 – СО.кр15При расчете по формуле (8) величина Qнр принималась по базе данныхпожарной нагрузки (Ю.А.

Кошмаров, 2000), а среднее значение LCO – порезультатам проведенных экспериментов.Зависимости удельной массовой скорости газификации (уд, кг/(см2))горючего материала от времени с начала горения приведены на рисунке 6.уд , кг/(м2с)123ауд , кг/(м с), мин24567б, минРисунок 6 – Зависимости удельной массовой скорости газификации горючего материалаот времени с начала горения: а) хвойные древесные стройматериалы:1 – F = 0,0072 м2; 2 – F = 0,0145 м2; 3 – уд = 0,0063 кг/(м2с) (Ю.А. Кошмаров, 2010);б) трансформаторное масло: 4 –  = 2,85 мм; 5 –  = 1,15 мм; 6 –  = 7,3 мм;7 – уд=0,03 кг/(м2с) (Ю.А.

Кошмаров, 2010)Средние за время проведения экспериментов значения уд составляли:– хвойные древесные стройматериалы: уд=0,0072 и 0,0068 кг/(см2)(уд=0,0063 кг/(см2) – Ю.А. Кошмаров, 2010);16– оболочка кабелей ПВХ: данные не получены из-за неопределенностиплощади горения;– масло трансформаторное: уд = 0,022; 0,007 и 0,018 кг/(см2) (уд == 0,03 кг/(см2) – Ю.А. Кошмаров, 2010).Существенные различия в величинах уд при горении трансформаторногомасла объясняются разной толщиной слоя масла в кювете.На рисунке 7 показаны зависимости от времени удельных коэффициентовобразования СО.

Характеристики

Список файлов диссертации