Автореферат (Время блокирования путей эвакуации монооксидом углерода при пожаре на объектах энергетики Вьетнама)

На правах рукописиНгуен Тат ДатВРЕМЯ БЛОКИРОВАНИЯ ПУТЕЙ ЭВАКУАЦИИМОНООКСИДОМ УГЛЕРОДА ПРИ ПОЖАРЕНА ОБЪЕКТАХ ЭНЕРГЕТИКИ ВЬЕТНАМАСпециальность: 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность(технические науки, отрасль энергетика)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква - 20182Работа выполнена на кафедре инженерной теплофизики и гидравликиАкадемии государственной противопожарной службы МЧС России.Научный руководитель:Заслуженный деятель науки РФдоктор технических наук, профессорПузач С. В.Официальные оппоненты:Таранцев Александр Алексеевичдоктор технических наук, профессор,ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургскийуниверситет ГПС МЧС России»,профессор кафедры организациипожаротушения и проведения АСРОднолько Андрей Андреевичкандидат технических наук, доцентФГБОУ ВО «Воронежскийгосударственный технический университет»,профессор кафедры техносферной ипожарной безопасностиВедущая организация:Национальный исследовательскийуниверситет «Московский энергетическийинститут» (НИУ "МЭИ")Зашита состоится « 06 » декабря 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 ГПС МЧС Россиии на сайте:https://academygps.ru/upload/iblock/34a/34ad46c3c2f71f71b7853c549480f43d.pdfАвтореферат разослан « 05 » октября 2018 г.Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направлять вАкадемию ГПС МЧС России по указанному адресу.Учёный секретарьдиссертационного советаА.

Б. Сивенков3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования.Развитие экономики Вьетнама в последние годы сопровождается ростомпотребности в электроэнергии на 10-15 % в год, и скоро Вьетнам окажется всерьёзной ситуации по дефициту электроэнергии (каждый год этот дефицит ужесоставляет около 1000-1500 МВт). Поэтому быстро строятся гидроэлектростанции(ГЭС), атомные электростанции (АЭС) и тепловые электростанции (ТЭС).За 2006-2015 гг. на объектах энергетики (ОЭ) Вьетнама произошло многокрупных пожаров, приведших к гибели людей и причинивших большойматериальный ущерб. Например, на ГЭС зарегистрировано 16 пожаров, на ТЭС – 58,на электроподстанциях – 67.

Погибло 5 чел., травмировано – 29 чел., суммарныйущерб составил 15,7 млн. долларов.По статистике более чем в 80 % случаев причинами смерти людей на пожарахявляется отравление продуктами горения, среди которых монооксид углероданаиболее часто оказывает решающее негативное влияние. Поэтому обеспечениебезопасности людей при пожарах на ОЭ Вьетнама на основе использованияматематического моделирования времени блокирования путей эвакуации СОявляется актуальной задачей.Степень разработанности темы исследования.

В настоящее времяматематические модели расчета динамики опасных факторов пожара (в том числе иконцентраций токсичных продуктов горения) в помещении достаточно развиты длярешения практических задач пожарной безопасности, в частности, расчета пожарныхрисков.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.Исследования образования и распространения токсичных продуктов горения напожарах 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.Время блокирования путей эвакуации монооксидом углерода в современныхметодах расчета определяется по достижению концентрацией СО или токсодозой СОее критического для человека значения на высоте органов дыхания. Однако приобосновании критических значений вышеуказанных параметров не учитываютсярезкое увеличение концентрации карбоксигемоглобина в крови (степеньинтоксикации организма), а также повышенная скорость легочной вентиляции,характерная для условий пожара в помещении.Существующие базы данных по выделению токсичных газов при пожаре(например, Кошмаров Ю.А., 2010 г.) содержат данные для ограниченного количествавеществ и материалов.

При этом удельные коэффициенты выделения токсичныхгазов получены при проведении мелкомасштабных экспериментов и принятыпостоянными, не зависящими от термогазодинамической картины развития пожара(концентрации кислорода, температуры и т.д.). Кроме того, использование4вышеуказанных коэффициентов выделения при расчете пожара в реальномполномасштабном помещении требует научного обоснования.В работах (Пузач С.В., Акперов Р.Г., 2016 г. и Пузач С.В., Сулейкин Е.В., 2016г.) предложен новый подход к расчету концентраций токсичных продуктов горения,который заключается в определении среднеобъемных плотностей токсичных газов вкаждый момент времени по их экспериментальным зависимостям от среднеобъемнойтемпературы, полученным в разработанной экспериментальной установке.

При этомотпадает необходимость в решении дифференциальных уравнений законовсохранения масс токсичных газов, и, следовательно, в определении удельныхкоэффициентов выделения газов. Однако точность предложенного подхода взначительной степени зависит от точности определения коэффициента теплопотерь вэкспериментальной мелкомасштабной установке и в реальном полномасштабномпомещении. Поэтому 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 являющиеся основой длявыполнения расчета времени 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, использующейэкспериментальные данные по параметрам процесса горения характерных для ОЭгорючих веществ и материалов и учитывающей непосредственное воздействие СО наорганизм человека, для обеспечения безопасной эвакуации и спасения людей припожаре на ОЭ Вьетнама.Для достижения постановленной цели в работе необходимо решить следующиеосновные задачи:- провести анализ литературных источников по расчету времени блокированияпутей эвакуации монооксидом углерода при пожаре в помещении, а также повоздействию СО на организм человека с целью обоснования критических значенийконцентрации СО во время эвакуации и спасения людей при пожаре;- разработать методику расчета времени блокирования путей эвакуациимонооксидом углерода на основе применения модифицированных интегральной изонной моделей прогнозирования термогазодинамики пожара, которые используюттеплофизические и химические свойства горючих веществ и материалов,характерных для ОЭ Вьетнама, а также учета степени отравления организма человекаво 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 замыканияпредложенных модифицированных интегральной и зонной математических моделей;- выполнить численные эксперименты по определению времени блокированияпутей эвакуации монооксидом углерода в типовых помещениях ОЭ Вьетнама сиспользованием предложенных и существующих математических моделей, а также5провести сопоставление с экспериментальными данными и результатами расчетов вмелкомасштабной опытной установке;- разработать научно-обоснованные рекомендации по расчету времениблокирования путей эвакуации СО с целью обеспечения безопасной эвакуации испасения людей при пожаре на ОЭ Вьетнама с учётом их объёмно-планировочных иконструктивных 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 О 2 при горениихарактерных для объектов энергетики горючих веществ и материалов в реальномполномасштабном 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 ОЭ приповышенной скорости легочной вентиляции, характерной для условий пожара впомещении, с использованием разработанной физико-математической моделирасчета концентрации карбоксигемоглобина в крови человека;- разработаны модифицированные интегральная и зонная моделипрогнозирования термогазодинамики пожара и методика расчета времениблокирования путей эвакуации ОЭ монооксидом углерода, которые используютэкспериментальные зависимости среднеобъемной плотности СО от среднеобъемнойплотности О2 для характерных для ОЭ горючих веществ и материалов;- предложена методика расчета критических времен воздействия СО начеловека во время его эвакуации и спасения, которая учитывает степень отравленияорганизма 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.

Предложенные физико-математические моделипозволяют учесть при расчете концентраций СО экспериментальные параметрыхарактерных для ОЭ горючих веществ и материалов, а также закономерностивоздействия СО на организм человека при повышенной скорости легочнойвентиляции, характерной для условий пожара в помещении;- в более надежном по сравнению с использованием существующих методикрасчете времени блокирования путей эвакуации ОЭ Вьетнама монооксидом углеродас целью обеспечения безопасной эвакуации людей, что позволяет разрабатыватьнаучно-обоснованные практические рекомендации для конкретного ОЭ с учетом егообъемно-планировочных и конструктивных решений, а также его пожарной нагрузкис целью обеспечения требуемого уровня пожарного риска;- в определении времени спасения людей, подвергающихся воздействию СО,которые не смогли эвакуироваться или исполняют на ОЭ свои функциональныеобязанности во время пожара.Методология и методы исследования.