Диссертация (1172945), страница 14

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

Текст из файла (страница 14)

Методика расчета времени блокирования путей эвакуациимонооксидом углерода при пожарев производственных зданиях объектов энергетики ВьетнамаВременем блокирования путей эвакуации опасными факторами пожараназывается промежуток времени от начала пожара до момента временидостижения хотя бы одним опасным фактором пожара своего критическогозначения на высоте рабочей зоны на путях эвакуации [5].Временем блокирования путей эвакуации токсичным продуктом горенияназывается промежуток времени от начала пожара до момента временидостижения данным токсичным продуктом горения критического значения хотябы одной из его характеристик на высоте рабочей зоны на путях эвакуации.Под критическими характеристиками токсичного газа будем понимать егоконцентрацию, токсодозу, поглощенную человеком, и параметр организмачеловека, на который непосредственно влияет данный токсичный газ.В случае монооксида углерода будем рассматривать два варианта выборакритических параметров:- по критической плотности СО [5, 18, 19] (наиболее распространенныйподход);- по критическим значениям (для эвакуации или спасения людей)концентрации карбоксигемоглобина в крови человека (глава 3 данной работы).Определениевремениблокированияпутейэвакуациимонооксидомуглерода в помещениях ОЭ производится в следующей последовательности:94- сбор и анализ исходных данных;- выбор наиболее опасных сценариев развития пожара;- выбор математической модели расчета динамики ОФП;- выбор метода численного решения математической модели (илипрограммы расчета для ЭВМ);- определение удельных массовых коэффициентов выделения токсичныхгазов (при расчете с использованием существующих методик [5, 18, 19]) илиэкспериментальных зависимостей СО.ср=f(O2.ср) (глава 4 данной работы);- проведение расчетов на ЭВМ;- анализ результатов расчёта.Блок-схема методики проведения расчётов представлена на рисунке 2.5.Сбор исходных данных состоит из следующих этапов:- выбор геометрической постановки задачи на основе анализа объемнопланировочных и конструктивных решений помещений здания ОЭ;- определение горючих веществ и материалов, которые находятся впроизводственном здании, и нахождение их теплофизических параметров;- выбор токсичных газов, выделяющихся при пожаре в производственномздании;- анализ характеристик систем пожарной безопасности, находящихся впроизводственном здании;- определение количества и мест размещения обслуживающего персоналаздания.Выбор сценариев развития пожара выполняется для нахождения наиболеенеблагоприятного варианта его развития с точки зрения минимума времениблокирования путей эвакуации ОФП.

Построение дерева событий [80] в даннойработе не рассматривается.Математическаямодельвыбираетсяизособенностейобъемно-планировочных решений рассматриваемых помещений производственного зданияв соответствии с областями применения математических моделей [18-21].95Сбор исходных данныхВыбор сценариев развития пожараВыбор математических моделейОпределение удельных массовых коэффициентоввыделения токсичных газов(при расчете с использованиемсуществующих методик [5, 18, 19] или экспериментальныхзависимостей СО.ср=f(O2.ср) (глава 4 данной работы)Проведение расчетов на ЭВМАнализ результатов расчётаРисунок 2.6. Блок-схема методики проведения расчётовСоответственновыбранноймоделиопределяетсяметодчисленногорешения, который должен удовлетворять следующим основным критериям:- использование полностью консервативных конечно-разностных схем;- оптимизация вычислительного процесса с точки зрения минимальноговремени проведения расчета на ЭВМ.Определение удельных массовых коэффициентов выделения токсичныхгазов проводится по методике [6, 7].

В данной работе (глава 4) определяютсяэкспериментальныезависимостиСО.ср=f(O2.ср)длягорючихвеществиматериалов, находящихся в помещениях ОЭ Вьетнама.Исходные данные вводятся в разработанную или приобретенную программурасчета на ЭВМ.96После проведения расчетов выполняется их анализ, который позволяетопределить время блокирования путей эвакуации токсичными продуктамигорения в производственном здании ОЭ.Из результатов расчета динамики ОФП с использованием моделей пожараопределяются времена блокирования путей эвакуации отдельными токсичнымигазами, в том числе СО.

Время блокирования путей эвакуации равно:O2Тт.г.т.п.бл  min п.в.бл , бл , бл , бл , бл ,(3)Oп.в.Тт.г.т.п.где бл , бл , бл , бл2 , бл  времена блокирования путей эвакуации по потеривидимости, температуре, токсичным продуктам горения, кислороду и тепловомупотоку, с.2.5. Выводы по второй главе1. Все типы математических моделей расчета динамики ОФП используют вдифференциальных уравнениях для расчета концентраций СО удельныекоэффициентыеговыделения,которыеполученывмелкомасштабныхэкспериментальных установках для веществ и материалов, химический составкоторых не соответствует веществам и материалам, находящимся в ОЭ Вьетнама.2.

Для повышения точности расчета времени блокирования путей эвакуациимонооксидом углерода необходимы модификации математических моделей иметодики расчета термогазодинамики пожара, учитывающие физико-химическиесвойства процесса горения веществ и материалов, характерных для ОЭ Вьетнама.3. Критическое значение плотности СО, необходимое для определениявремени блокирования путей эвакуации, не учитывает особенности процессапоступления СО в организм человека и его влияние на состояние человека вовремяегоэвакуацииилиспасения.Поэтомунеобходимаразработкаматематической модели расчета степени отравления организма человека.4.

Необходимо разработать методику расчета времени блокирования путейэвакуации СО с учетом модификаций моделей термогазодинамики пожара истепени отравления организма человека.97ГЛАВА 3. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСЧЕТАКРИТИЧЕСКИХ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЕЙ ПОЖАРА ПОМОНООКСИДУ УГЛЕРОДА В ПОМЕЩЕНИИ3.1. Некоторые особенности поражения организма человекамонооксидом углеродаТоксическое действие СО на организм человека основано на еговзаимодействии с гемоглобином крови и образовании вследствие этогокарбоксигемоглобина (НbСО), неспособного переносить кислород [59].Одна молекула гемоглобина способна присоединить 4 молекулы О2 или СО[60].Образующаясямолекулакарбоксигемоглобинадажеприоднойприсоединенной молекуле СО увеличивает сродство к кислороду остальных трехучастков его связывания, что приводит к тому, что кислород труднее передаетсятканям [40].Степеньпораженияорганизмачеловекамонооксидомуглеродаопределяется содержанием карбоксигемоглобина (таблица 3.1 [59]).Согласно работе [59] отравление считается легким, если содержаниекарбоксигемоглобина в крови не превышает 20%, среднетяжелым - 50%, тяжелым- 60-70%.

Содержание карбоксигемоглобина больше 70% приводит к быстройсмерти.Газообмен между воздухом внешней среды и кровью человека на егозаключительном этапе состоит из поступления воздуха в альвеолы легких ипоследующей диффузией газов через альвеолярно-капиллярную мембрану в кровь[42].В соответствии с [61] критические концентрации токсичных продуктовгорения принимаются по литературным данным для условий одноразовоговоздействия на эвакуирующихся в течение нескольких минут при среднихфизических нагрузках и по критерию сохранения ими способности реальнооцениватьокружающуюсоответствующие решения.обстановку,уверенноприниматьивыполнять98ДлямонооксидауглеродакритическаявеличинапринятаравнойCO.кр=1,1610-3 кг/м3 [5, 18].Таблица3.1-Зависимостьсостояниячеловекаотпроцентногосодержаниякарбоксигемоглобина в крови [59]СимптоматикаHbCO, %0—2Нормальный уровень среди некурящих5—6Нормальный уровень для курильщиков.

Возможно нарушение навыковвождения автомобиля и снижение толерантности к физической нагрузкеу некурящих10—20Головная боль, слабость20—30Сильная головная боль, тошнота, рвота, головокружение, нарушениезрения30—40Тошнота, рвота, обморок, тахикардия и тахипноэ, неврологическаясимптоматика40—50Кома, судороги, нарушения дыхания и сердечно-сосудистойдеятельности50—60Кома, судороги, глубокое угнетение дыхания и сердечной деятельности60—70Кома, судороги, артериальная гипотензия, брадикардия, угнетениедыхания>70Дыхательная недостаточность. СмертьВ работе [62] на основании анализа экспериментальных данных повоздействию СО на человека сделан вывод о том, что непрерывное воздействиемонооксида углерода с концентрацией CO.кр в течение 25 мин.

безопасно длячеловека. Это утверждение, на первый взгляд, подтверждает обоснованностьпринятой величины CO.кр.Однако, экспериментальные исследования влияния СО на человека, какправило, проводились в условиях, когда не было других опасных факторовпожара. В этом случае дыхание человека было спокойным с объемной скоростью99легочной вентиляции порядка W=5-9 л/мин.

[42]. В присутствии повышеннойконцентрации углекислого газа, пониженной концентрации кислорода иинтенсивной работы, воздействующих на нейроны дыхательного центра человека,глубина и частота дыхания существенно изменяются [42, 63], и объемнаяскорость легочной вентиляции может достигать W=100-150 л/мин. [42, 63].Вследствие этого происходит существенное увеличение поглощения СОорганизмом человека.Таким образом, необходима разработка математической модели расчетавлияния концентрации и времени экспозиции (продолжительности действия наорганизм человека) СО на степень интоксикации организма человека приповышенной объемной скорости легочной вентиляции.3.2.

Физико-математическая модель расчета содержаниякарбоксигемоглобина в крови человека при пожареРассматриваем внешнее дыхание, состоящее из обмена воздуха междувнешней средой и альвеолами легких и диффузией газов в легких (обмен газовмежду альвеолярным воздухом и кровью через альвеолярно-капиллярнуюмембрану) [40].Воздух, находящийся в воздухоносных путях (полость рта, носа, глотки,трахеи, бронхов и бронхиол), не участвует в газообмене [40]. Поэтому толькочасть объема воздуха, поступающего в организм человека, передает монооксидуглерода.Принимаемследующиедопущенияусловийпроцессапоступлениямонооксида углерода в кровь человека:- вся масса монооксида углерода, которая поступает в альвеолы легких,диффундирует через альвеолярно-капиллярную мембрану в кровь в случаеколичества СО, меньшего диффузионной способности легких [42];- диффузионная способность легких по СО (Dл.СО, мл/(мм рт.ст.мин.),количество монооксида углерода, проходящее через альвеолярно-капиллярнуюмембрану за минуту из расчета на 1 мм рт.

Характеристики

Список файлов диссертации