Диссертация (1172945), страница 10

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

Текст из файла (страница 10)

При этомотпадает необходимость в решении дифференциальных уравнений законовсохранения масс токсичных газов, и, следовательно, в определении удельныхкоэффициентов выделения газов.Точность предложенного подхода [6, 7] в значительной степени зависит отпогрешности определения коэффициента теплопотерь в экспериментальноймелкомасштабной установке и в реальном полномасштабном помещении.В результате анализа можно сделать следующие выводы:1. полевой метод расчета является наиболее точным для прогнозированиятоксикологической обстановки в зданиях и сооружения, однако не позволяетвыполнять многовариантные расчеты динамики концентрационных полейтоксичных газов для обоснования объемно-планировочных и конструктивныхрешений, обеспечивающих безопасную эвакуацию людей из объектов энергетикиВьетнама, из-за большой трудоемкости при работе с программой и существеннойпродолжительности расчетов и обработки полученных результатов на ЭВМ;2.

необходима модификация интегральных и зонных моделей с учетомтермогазодинамических условий пожара и широкого спектра выделения иобразования токсичных газов для конкретных объемно-планировочных решенийзданий и сооружений;3. во всех типах математических моделей принятые допущения иупрощения реальной термогазодинамической картины приводят к существенномуснижению точности расчетов концентраций токсичных газов; поэтому длявыполнения достаточно точного расчета параметров тепломассообмена припожаре в помещении необходимо уточнение методов определения удельныхкоэффициентов образования токсичных газов к конкретным условиям задачи;4.отсутствуюткоэффициентовнаучно-обоснованныевыделениятоксичныхметодикигазов,расчетаучитывающиеудельныхконкретныетермогазодинамические условия пожара (температура, концентрация кислорода ит.п.);5.

использование коммерческих программных продуктов:65- требует необходимой квалификации пользователя;- не позволяет оптимизировать вычислительный процесс при решениинетривиальных задач (в том числе в случае производственных зданий ОЭ);- может привести к существенным погрешностям в определении величиныпожарного риска и получении физически ошибочным результатам.1.6. Выводы по первой главеИз анализа литературных источников сделаны следующие основныевыводы.1. Проблема обеспечения безопасности людей при пожарах на объектахэнергетики Вьетнама является наиболее актуальной и острой среди другихпроблем пожарной безопасности вышеуказанных объектов.2.

Наиболее опасным токсичным газом, образующемся при сгораниихарактерных для объектов энергетики горючих веществ и материалов ивоздействующим на людей во время их эвакуации и спасения, являетсямонооксид углерода.3. Отсутствуют оценки влияния концентрации и времени экспозиции СОпри физической нагрузке и повышенной скорости вентиляции легких на степеньинтоксикации организма человека. Необходим научно-обоснованный выборкритических величин плотности СО по условиям безопасной эвакуации испасения людей при пожаре.4. Современные математические модели расчета времени блокированияпутей эвакуации монооксидом углерода не учитывают в полной мере реальныехарактеристики характерных для объектов энергетики горючих веществ иматериалов по выделению СО, а также непосредственное воздействие СО наорганизм человека.5.

Современные базы данных по удельному коэффициенту выделения СО (идругих токсичных газов) составлены по результатам экспериментов, проведенныхвмелкомасштабныхэкспериментальныхустановках,иограниченныпоколичеству горючих веществ и материалов. При этом недостаточное научное66обоснование имеет методика получения осредненных величин коэффициентоввыделения, а также возможности использования коэффициентов образованиятоксичныхгазов,полученныхвмелкомасштабныхэкспериментальныхустановках, при расчете пожара в полномасштабных помещениях.6.

Для обеспечения безопасной эвакуации и спасения людей при пожарах наобъектах энергетики Вьетнама необходимо разработать научно-обоснованныерекомендации по расчету времени блокирования путей эвакуации СО с цельюобеспечения безопасной эвакуации и спасения людей с учётом объёмнопланировочных и конструктивных решений зданий объектов.По результатам проведенных исследований можно сформулировать цельдиссертационной работы: разработка методики расчета времени блокированияпутей эвакуации монооксидом углерода на ОЭ Вьетнама, использующейэкспериментальные данные по параметрам процесса горения характерных для ОЭгорючих веществ и материалов и учитывающей непосредственное воздействиеСО на организм человека, для обеспечения безопасной эвакуации и спасениялюдей 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;67- провести экспериментальные исследования в мелкомасштабной опытнойустановке горючих веществ и материалов, характерных для ОЭ Вьетнама, с цельюполучения экспериментальных зависимостей, необходимых для замыканияпредложенных 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 времениблокирования путей эвакуации СО для обеспечения безопасной эвакуации испасения людей при пожаре на ОЭ Вьетнама с учётом их объёмно-планировочныхи конструктивных решений.68ГЛАВА 2.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДИКА РАСЧЕТАВРЕМЕНИ БЛОКИРОВАНИЯ ПУТЕЙ ЭВАКУАЦИИ МОНООКСИДОМУГЛЕРОДА ПРИ ПОЖАРЕ НА ОБЪЕКТАХ ЭНЕРГЕТИКИ ВЬЕТНАМА2.1. Интегральная модель2.1.1. Основные положения и уравненияВ соответствии с работой [5], в интегральной математической моделипожара описывается процесс изменения во времени состояния газовой среды впомещении ОЭ в самом общем виде. Интегральная модель пожара позволяетполучить информацию о средних значениях параметров состояния газовой средыпомещении в любой момент развития пожара. При этом для сопоставлениясреднеобъемных параметров среды с их предельно допустимыми значениями врабочей зоне, применяются формулы, которые получены с использованиемэкспериментальныхисследованийпространственногораспределенияконцентраций продуктов горения, температур, оптической плотности дыма и т. п.Считаем, что с точки зрения термодинамики газовая среда, находящаяся впомещении с проемами, является открытой термодинамической системой(рисунок 2.1 [16]).Интегральная модель, используемая для помещений МЗ ОЭ с высотой,большей 6 м, не позволяет достоверно провести расчет распределения величинОФП вдоль высоты МЗ.

Однако расчет среднеобъемных величин параметровфизически обоснован из-за того, что основные уравнения модели являютсявыражением законов сохранения энергии и массы для газовой среды помещенияМЗ.В условиях однозначности задачи физическими условиями интегральноймодели являются:- теплофизические свойства газовой среды помещения, воздуха иогнетушащего вещества;69- теплофизические свойства каждого слоя материалов ограждающихконструкций;- удельные параметры процесса горения горючего материала;- температуры вскрытия проемов, которые разрушаются под воздействиемповышенной температуры.Рисунок 2.1 - Схема расчета тепломассообмена в помещении с использованием интегральноймодели [16]: 1 – стены; 2 – перекрытие; 3 - открытый проем; 4 - горючий материал; 5 - очаггорения; 6 - нейтральная плоскость; 7 - система пожаротушения; 8 - механическая приточновытяжная вентиляция; Ga, Gm – массовые расходы поступающего воздуха и вытекающихнаружу газов при естественном газообмене, кг/с; Wa, Wm – объемные расходы приточнойвентиляции и дымоудаления, м3/сНа границах открытой термодинамической системы, совпадающей свнутреннимиповерхностямиограждающихконструкцийиоткрытойповерхностью горючего материала, граничными условиями являются следующие:- массовая скорость выгорания горючего материала;- величина теплового потока, который отводится от газовой средыпомещения в ограждающие конструкции.На границах открытой термодинамической системы, которые совпадают свнутреннимиявляются:поверхностямиоткрытыхпроемов,граничнымиусловиями70- массовые расходы газовой смеси, вытекающей наружу, и притоканаружного воздуха;- тепловой поток, излучаемый через проемы наружу;- температура наружного воздуха;- объемные расходы системы дымоудаления и приточной вентиляции.Структура интегральной модели приведена на рисунке 2.2 [16].Основные уравненияинтегральной моделиМодель прогреваограждающихстроительныхконструкцийМодельтепломассообменачерез открытыепроемыДополнительныесоотношения интегральноймоделиМодельгазификациигорючегоматериалаМодельгоренияРисунок 2.2– Структура интегральной моделиИнтегральный метод расчета основан на фундаментальных законахприроды (законы сохранения массы, импульса и энергии).Состояние рассматриваемой в интегральной модели термодинамическойсистемы изменяется в результате взаимодействия с окружающей средой.Приступая к изложению сути интегрального метода описания процессаизменения состояния рассматриваемой термодинамической системы, отметимпрежде всего следующие два факта.Во-первых, всегда можно считать с большой точностью, что при пожарегазовая среда внутри помещения есть смесь идеальных газов [5].Во-вторых, в любой момент времени в каждой точке пространства внутрипомещения реализуется локальное равновесие [5].

Характеристики

Список файлов диссертации