Диссертация (1172945)
Текст из файла
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМИ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙАКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫМЧС РОССИИНа правах рукописиНгуен Тат ДатВРЕМЯ БЛОКИРОВАНИЯ ПУТЕЙ ЭВАКУАЦИИ МОНООКСИДОМУГЛЕРОДА ПРИ ПОЖАРЕ НА ОБЪЕКТАХ ЭНЕРГЕТИКИ ВЬЕТНАМАСпециальность: 05.26.03 - Пожарная и промышленная безопасность(технические науки, отрасль энергетика)ДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:Заслуженный деятель науки РФдоктор технических наук, профессорПузач Сергей ВикторовичМосква – 20182ОГЛАВЛЕНИЕВведение5Глава 1. Современное состояние проблемы расчета времени блокированияпутей эвакуации токсичными продуктами горения при пожаре на объектахэнергетики Вьетнама……………………………………………………………...1.1.
Особенности пожарной опасности объектов энергетики Вьетнама1.2.Токсичностьпродуктовгорениявеществи1313материалов,находящихся на объектах энергетики……………………………………..251.3. Методы оценки токсичности продуктов горения……………………411.4. Особенности воздействия монооксида углерода на организмчеловека……………………………………………………………………..451.5.
Математические модели расчета концентраций токсичных газовпри пожаре ………………………………………………………………….541.6. Выводы по первой главе………………………………………………65Глава 2. Математические модели и методика расчета времени блокированияпутей эвакуации монооксидом углерода при пожаре на объектах энергетикиВьетнама……………………………………………………………………………682.1. Интегральная модель ………………………………………………….682.1.1. Основные положения и уравнения………………………………….682.1.2.
Особенности расчета концентраций токсичных газов…………….742.2. Зонная модель ………………………………………………………….762.2.1. Особенности и упрощения термогазодинамическойкартины пожара …………………………………………………………….762.2.2. Основные уравнения…………………………………………………792.2.3. Условия однозначности и метод численного решения……………832.3. Полевая модель ………………………………………………………..842.3.1. Основные особенности и упрощения термогазодинамическойкартины пожара……………………………………………………………..842.3.2. Основные уравнения…………………………………………………8632.3.3. Условия однозначности……………………………………………..902.4. Методика расчета времени блокирования путей эвакуациимонооксидом углерода при пожаре в производственных зданияхобъектов энергетики Вьетнама…………………………………………….932.5. Выводы по второй главе ………………………………………………96Глава3.Физико-математическаямодельрасчетакритическихпродолжительностей пожара по монооксиду углерода в помещении…………3.1.Некоторыеособенностипораженияорганизмачеловекамонооксидом углерода …………………………………………………….3.2.Физико-математическаямодельрасчета9797содержаниякарбоксигемоглобина в крови человека при пожаре…………………….993.3.
Критические времена воздействия СО на человека при пожаре …..1023.4. Исходные данные для численных экспериментов…………………..1033.5. Результаты численных и натурных экспериментов при спокойномдыхании …………………………………………………………………….. 1043.6. Результаты и анализ численных экспериментов при повышеннойобъемной скорости вентиляции легких при постоянной концентрациимонооксида углерода ………………………………………………………1053.7.
Результаты и анализ численных экспериментов при повышеннойобъемной скорости вентиляции легких при переменной концентрациимонооксида углерода……………………………………………………….1103.8. Выводы по третьей главе……………………………………………...114Глава4.Экспериментально-теоретическаямодельрасчетавремениблокирования путей эвакуации монооксидом углерода на объектахэнергетики Вьетнама при пожаре………………………………………………... 1154.1. Постановка задачи……………………………………………………..4.2.Экспериментальнаяустановкаиметодика115проведенияэкспериментов………………………………………………………………1164.3. Математическая модель ………………………………………………1184.4.
Исходные данные для численных и натурных экспериментов ……. 12144.5. Результаты численных и натурных экспериментов и их анализ…… 1224.6.Результатыматематическомуианализмоделированиючисленныхпожараэкспериментоввпополномасштабныхпомещениях объектов энергетики Вьетнама……………………………..1294.7.
Методика расчета времени блокирования путей эвакуациимонооксидом углерода при пожаре ……………………………………… 1384.8. Практические рекомендации по обеспечению безопасности людейот воздействия монооксида углерода при пожарах на объектахэнергетики Вьетнама ………………………………………………………1404.9. Выводы по четвертой главе…………………………………………...142Заключение ……………………………………………………………………….
144Литература ……………………………………………………………………...146Приложение. Акты внедрения результатов диссертационного исследования. 1565ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследования. Рост экономики Вьетнама в последниегоды сопровождается увеличением потребности в электроэнергии около 10-15 % вгод, и в ближайшем будущем во Вьетнаме возникнет серьёзный дефицитэлектроэнергии (он уже равен 1000-1500 МВт) [1]. Поэтому необходимостроительство новых гидроэлектростанций (ГЭС), атомных электростанций(АЭС) и тепловых электростанций (ТЭС).За 2006-2015 гг. большое количество крупных пожаров произошло наобъектах энергетики Вьетнама, что привело к гибели людей и причинениюбольшого материального ущерба. В том числе 16 пожаров зарегистрировано наГЭС, на ТЭС зафиксировано 58, на электроподстанциях – 67. При этом погибли 5чел., травмированными оказались 29 чел., общий ущерб равнялся 15,7 млн.долларов.Причинами смерти людей на пожарах более чем в 80 % случаев согласностатистическим данным является отравление продуктами горения, среди которыхмонооксид углерода наиболее часто оказывает решающее негативное влияние [24].
Поэтому обеспечение безопасности людей при пожарах на объектахэнергетики(ОЭ)Вьетнаманаосновеиспользованияматематическогомоделирования времени блокирования путей эвакуации СО является актуальнойзадачей.Степень разработанности темы исследования. В настоящее времяматематические модели расчета динамики опасных факторов пожара (в том числеи концентраций токсичных продуктов горения) в помещении достаточно развитыдля решения практических задач пожарной безопасности, в частности, расчетапожарных рисков.Существенный вклад в развитие теории математического моделированияпожаров внесли Кошмаров Ю.А., Рыжов А.М., Молчадский И.С., Матюшин А.В.,Меркушкина Т.Г., Есин В.М., Снегирев А. Ю., Пузач С.В., Chow W.
K., Tanaka T.,Turner, J. S., You Fei и др.6Исследования образования и распространения токсичных продуктовгорения на пожарах проводились в работах Кошмарова Ю.А., Иличкина В.С.,Белешникова И.Л., Щеглова П.П., Пузача С.В., Исаевой Л.К., Levin B.C.,Kuligovski E.D., Hartzell G.E., Priest D.N., Morikawa T. и др.Времяблокированияпутейэвакуациимонооксидомуглеродавсовременных методах расчета определяется по достижению концентрацией СОили токсодозой СО ее критического значения для человека на высоте органовдыхания. При этом для обоснования критических значений вышеуказанныхпараметровнеучитываютсярезкоеувеличениеконцентрациикарбоксигемоглобина в крови (степень интоксикации организма), а такжеповышенная скорость легочной вентиляции, характерная для условий пожара впомещении.Существующие базы данных по выделению токсичных газов при пожаре(например, работа [5]) содержат данные для ограниченного количества веществ иматериалов.
При этом удельные коэффициенты выделения токсичных газовполученыприпроведениимелкомасштабныхэкспериментовипринятыпостоянными, не зависящими от термогазодинамической картины развитияпожара (концентрации кислорода, температуры и т.д.). Кроме того, использованиевышеуказанных коэффициентов выделения при расчете пожара в реальномполномасштабном помещении требует научного обоснования.В работах [6, 7] предложен новый подход к расчету концентрацийтоксичныхпродуктовгорения,которыйзаключаетсявопределениисреднеобъемных плотностей токсичных газов в каждый момент времени по ихэкспериментальным зависимостям от среднеобъемной температуры, полученнымв разработанной экспериментальной установке.
При этом отпадает необходимостьв решении дифференциальных уравнений законов сохранения масс токсичныхгазов, и, следовательно, в определении удельных коэффициентов выделениягазов. Однако точность предложенного подхода в значительной степени зависитот погрешности определения коэффициента теплопотерь в экспериментальноймелкомасштабной установке и в реальном полномасштабном помещении.7Поэтому необходимо развитие вышеуказанного подхода к расчетураспространения СО при пожаре в помещении с учетом теплофизических свойствконкретной пожарной нагрузки, характерной для ОЭ Вьетнама.Объектом исследования в диссертации являются тепломассообменныепроцессы, протекающие при пожаре на ОЭ Вьетнама и определяющие величинувремени блокирования путей эвакуации монооксидом углерода.Предметом исследования является время блокирования путей эвакуациимонооксидом углерода на ОЭ Вьетнама при пожаре.Целью диссертационной работы является разработка методики расчетавремени блокирования путей эвакуации монооксидом углерода на ОЭ Вьетнама,использующей экспериментальные данные по параметрам горения характерныхдля ОЭ горючих веществ и материалов и учитывающей непосредственноевоздействие СО на организм человека, для обеспечения безопасной эвакуации испасения людей при пожаре.Для достижения постановленной цели в работе необходимо решитьследующие основные задачи:-провестианализ литературных источников порасчету времениблокирования путей эвакуации монооксидом углерода при пожаре в помещении, атакже по воздействию СО на организм человека с целью обоснованиякритических значений концентрации СО во время эвакуации и спасения людейпри пожаре;- разработать методику расчета времени блокирования путей эвакуациимонооксидом углерода на основе применения модифицированных интегральной изонноймоделейпрогнозированиятермогазодинамикипожара,которыеиспользуют теплофизические и химические свойства горючих веществ иматериалов, характерных для ОЭ Вьетнама, а также учета степени отравленияорганизма человека во время его эвакуации и спасения;- провести экспериментальные исследования в мелкомасштабной опытнойустановке горючих веществ и материалов, характерных для ОЭ Вьетнама, с цельюполучения экспериментальных зависимостей, необходимых для замыкания8предложенных модифицированных интегральной и зонной математическихмоделей;-выполнитьчисленныеэкспериментыпоопределениювремениблокирования путей эвакуации монооксидом углерода в типовых помещениях ОЭВьетнама с использованием предложенных и существующих математическихмоделей, а также провести сопоставление с экспериментальными данными ирезультатами расчетов в мелкомасштабной опытной установке;- разработать научно-обоснованные рекомендации по расчету времениблокированияпутейэвакуациимонооксидомуглеродадляобеспечениябезопасной эвакуации и спасения людей во время пожара на объектах энергетикиВьетнама с учётом их объёмно-планировочных и конструктивных решений.Научная новизна работы заключается в следующем:- получены новые теоретические и экспериментальные зависимостисреднеобъемной плотности монооксида углерода от среднеобъемной плотностикислорода, позволяющие проводить расчет среднеобъемной плотности СО ипоказателя токсичности по совместному воздействию СО и О2 при горениихарактерныхдляОЭгорючихвеществиматериаловвреальномполномасштабном помещении ОЭ, не решая дифференциальное уравнение законасохранения массы СО;- впервые научно обоснованы с введением новых критериев критическиевремена воздействия СО на человека во время его эвакуации и спасения на ОЭпри повышенной скорости легочной вентиляции, характерной для условийпожара в помещении, с использованием разработанной физико-математическоймодели расчета концентрации карбоксигемоглобина в крови человека;-разработанымодифицированныеинтегральнаяизоннаямоделипрогнозирования термогазодинамики пожара и методика расчета времениблокирования путей эвакуации ОЭ монооксидом углерода, которые используютэкспериментальныезависимостисреднеобъемнойплотностиСОотсреднеобъемной плотности О2 для характерных для ОЭ горючих веществ иматериалов;9- предложена методика расчета критических времен воздействия СО начеловека во время его эвакуации и спасения, которая учитывает степеньотравления организма человека во время его эвакуации и спасения.Теоретическая и практическая значимость работы заключается:- в совершенствовании научных основ обеспечения безопасной эвакуациилюдей при пожаре на ОЭ Вьетнама.
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}
