Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении склада бытовых изделий

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Ноября 2013 в 11:57, курсовая работа

Краткое описание

Математические модели пожара состоят из дифференциальных уравнений, отображающих фундаментальные законы природы: закон сохранения массы и закон сохранения энергии.
Математические модели пожара в помещении делятся на три класса: интегральные, зонные и дифференциальные. В математическом отношении вышеназванные три вида моделей пожара характеризуются разным уровнем сложности. Для проведения расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении склада бытовых изделий выбираем интегральную математическую модель развития пожара в помещении.

Содержание

Введение………………………………………………………………………3
1. Исходные данные…………………………………………………………….4
2. Описание математической модели развития пожара в помещении………6
3. Расчет динамики опасных факторов пожара в помещении……………….8
4. Определение критической продолжительности пожара и времени блокирования эвакуационных путей………………………………………17
5. Прогнозирование обстановки на пожаре к моменту прибытия первых подразделений на тушение…………………………………………………22
6. Расчет огнестойкости ограждающих строительных конструкций с учетом параметров реального пожара……………………………………………...24
Литература

Прикрепленные файлы: 1 файл

курсовой прогнозирование.doc

— 264.00 Кб (Скачать документ)

МИНИСТЕРСТВО  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ  ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ 

И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ  СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

Академия Государственной  противопожарной службы МЧС России

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ПРОГНОЗИРОВАНИЮ ОФП

                                                                                          Шифр задания………….01

                                                                                          Дата выдачи…25.07.2012г.

Тема. Прогнозирование  опасных факторов пожара в помещении склада  бытовых изделий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исполнитель: старший сержант внутренней службы Травкина Л.Г.

группа …55106   курс …4Б   подпись…………………..

Руководитель:…………………………………………………………………….......

…………………………………………………………………………………………

/личная подпись/……………………………………………………………………

 

 

Москва 2013г.

Содержание

Введение………………………………………………………………………3

  1. Исходные данные…………………………………………………………….4
  2. Описание математической модели развития пожара в помещении………6
  3. Расчет динамики опасных факторов пожара в помещении……………….8
  4. Определение критической продолжительности пожара и времени блокирования эвакуационных путей………………………………………17
  5. Прогнозирование обстановки на пожаре к моменту прибытия первых подразделений на тушение…………………………………………………22
  6. Расчет огнестойкости ограждающих строительных конструкций с учетом параметров реального пожара……………………………………………...24

Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Для разработки экономически оптимальных  и эффективных противопожарных  мероприятий необходим научно-обоснованный прогноз динамики опасных факторов пожара. Прогнозирование динамики опасных факторов пожара необходимо:

- при разработке рекомендаций  по обеспечению безопасной эвакуации  людей при пожаре;

- при создании и  совершенствовании систем сигнализации  и автоматических систем пожаротушения;

- при разработке оперативных планов пожаротушения;

- при оценке фактических  пределов огнестойкости;

и для многих других целей.

Современные научные  методы прогнозирования динамики опасных  факторов пожара основываются на математических моделях пожара. Математическая модель пожара описывает в самом общем виде изменения параметров состояния среды в помещении с течением времени, а также состояние ограждающих конструкций этого помещения и различных элементов технологического оборудования.

Математические модели пожара состоят из дифференциальных уравнений, отображающих фундаментальные законы природы: закон сохранения массы и закон сохранения энергии.

Математические модели пожара в помещении делятся на три класса: интегральные, зонные и  дифференциальные. В математическом отношении вышеназванные три вида моделей пожара характеризуются разным уровнем сложности. Для проведения расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении склада бытовых изделий выбираем интегральную математическую модель развития пожара в помещении.

 

 

 

  1. Исходные данные

Краткая характеристика объекта

Склад бытовых изделий расположен в одноэтажном здании 1-2 степени огнестойкости.

Размеры склада в плане:

- ширина = 12м;

- длина = 36м;

- высота = 6м.

План помещения показан на рисунке 1.

Рис. 1 План помещения  склада бытовых изделий 

В наружных стенах помещения имеется 3 одинаковых оконных проема, один из которых открытый. Расстояние от пола до нижнего края каждого оконного проема = 1,2 м. Высота оконных проемов = 3,2 м. Ширина каждого оконного проема = 4,0 м. Остекление оконных проемов выполнено из обычного стекла, разрушается при среднеобъемной температуре газовой среды в помещении, равной 300 0С и 250 0С.

Помещение имеет два  одинаковых дверных проема, соединяющих  помещение с наружной средой. Их ширина = 1,2 м и высота = 2,2 м. При пожаре дверные проемы открыты.

Горючий материал представляет собой мебель и бытовые изделия. Горючий материал расположен на полу. Размер площадки, занятой горючим  материалом: длина = 9 м, ширина = 6 м, количество = 1000 кг.

 

Сбор исходных данных

Геометрические характеристики объекта.

Выбирается положение  центра ортогональной системы координат  в левом нижнем углу помещения  на плане (рисунок 1). Координатная ось x направлена вдоль длины помещения, ось у – вдоль его ширины, ось z – вертикально вдоль высоты помещения.

Геометрические характеристики:

помещение: длина L = 36м; ширина B = 12м; высота H = 6м;

двери (количество дверей Nдо = 2): высота hд1,2 = 2,2м; ширина bд1,2 = 1,2м; координаты левого нижнего угла двери: yд1 = 5м; хд1 = 0м; уд2 = 12м; хд2 = 10м;

открытые окна (количество открытых окон Nоо = 1): высота hоо1 = 3,2м; ширина bоо1 = 4,0м; координаты левого нижнего угла окна: хоо1 = 15м; yоо1 = 0м; z оо1 = 1,2м;

закрытые окна (количество закрытых окон Nзо = 2): высота hзо1,2 = 3,2 м; ширина bзо1,2 = 4,0 м; координаты левого нижнего угла окна: хзо1 = 10 м; yзо1 = 12 м; z зо1 = 1,2 м; температура разрушения остекления Ткр = 300 0С; хзо2 = 20 м; yзо2 = 12 м; z зо2 = 1,2 м; температура разрушения остекления Ткр = 250 0С.

Свойства горючей нагрузки выбираем по типовой базе горючей нагрузки (приложение 5 МУ, №1: здание 1-2 СО; мебель + бытовые изделия):

низшая рабочая теплота сгорания Qрн = 13,8 МДж/кг;

скорость распространения  пламени Vл = 0,0108 м/с;

удельная скорость выгорания Ψо = 0,0145 кг/(м2·с);

удельное дымовыделение D = 270 Нп·м2/кг;

удельное потребление  кислорода при горении LO2  = -1,03;

выделение окиси углерода LСО = 0,0022;

выделение двуокиси углерода LСО2 = 0,203.

Остальные характеристики горючей нагрузки:

суммарная масса горючей нагрузки М0 = 1000 кг;

длина открытой поверхности lпн = 9 м;

ширина открытой поверхности bпн = 6 м.

Начальные и граничные  условия.

Задаемся начальными и граничными условиями:

температура газовой среды помещения равна Тm0 = 19 0С;

температура наружного воздуха составляет Та = 19 0С;

давление в газовой среде помещения и наружном воздухе на уровне пола равны ра = 105 Па.

Выбор сценария развития пожара.

Место возникновения горения расположено  в центре площадки, занятой ГМ.

 

 

 

 

 

  1. Описание математической модели развития пожара в помещении

Для расчета динамики опасных факторов пожара используем интегральную математическую модель свободного развития пожара в помещении.

Согласно исходным данным в базовой  системе дифференциальных уравнений следует положить, что

Gпр = 0; Gвыт = 0; Gов = 0; G0 = 0,

где Gпр  и Gвыт – расходы приточного и вытяжного вентиляторов;

Gов – расход газообразного огнетушащего вещества; G0 – тепловой поток, выделяемый системой отопления.

Для пожара при заданных условиях можно принять в уравнении  энергии, что

,

т.е. внутренняя энергия  среды в помещении при пожаре практически остается неизменной.

С учетом сказанного система уравнений  ИММП имеет вид

;


;

;

;

;

,

 

где V - объем помещения, м3;

рm, Tm, rm - соответственно среднеобъемные давление, температура и плотность;

mm - среднеобъемная оптическая плотность дыма, Нп/м ;

æ = Xm/L - приведенная среднеобъемная концентрация продукта горения;

XO2 - среднеобъемная концентрация кислорода.

 

  1. Расчет динамики опасных факторов пожара в помещении

Для прогнозирования  динамики ОФП использована интегральная математическая модель пожара, которую реализует программа INTMODEL, разработанная на кафедре ИТиГ Академии ГПС МЧС России. В этой программе для численного решения системы дифференциальных уравнений использован метод Рунге-Кутта-Фельберга 4-5 порядка точности с переменным шагом.

Описание программы INTMODEL дано в приложении 3 МУ.

Исходные данные для  расчетов представлены в таблице 3.1. Результаты расчетов динамики опасных  факторов пожара на складе бытовых  изделий представлены в таблицах 3.2-3.5.

Таблица 3.1

Исходные данные для  расчета динамики опасных факторов пожара в помещении

Атмосфера:

Давление, мм рт. ст

Температура, 0С

 

760

19

Помещение:

Длина, м

Ширина, м

Высота, м

 

36

12

6

Температура, 0С

19

Количество проемов, шт

5

Координаты первого проема:

нижний срез, м

верхний срез, м

ширина, м

вскрытие, 0С

 

0

2,2

1,2

19

Координаты второго  проема:

нижний срез, м

верхний срез, м

ширина, м

вскрытие, 0С

 

0

2,2

1,2

19

Координаты третьего проема:

нижний срез, м

верхний срез, м

ширина, м

вскрытие, 0С

 

1,2

4,4

4,0

19

Координаты четвертого проема:

нижний срез, м

верхний срез, м

ширина, м

вскрытие, 0С

 

1,2

4,4

4,0

300

Координаты пятого проема:

нижний срез, м

верхний срез, м

ширина, м

вскрытие, 0С

 

1,2

4,4

4,0

250

Горючая нагрузка:

Вид горючей нагрузки: мебель+бытовые изделия

Длина, м

Ширина, м

Количество, кг

Выделение тепла, МДж∙кг-1

Потребление О2, кг·кг-1

Дымовыделение, Нп·м2·кг-1

Выделение СО, кг·кг-1

Выделение СО2, кг·кг-1

Скорость выгорания, кг/м2·час

Линейная скорость пламени, мм·с

 

 

9

6

1000

13,8

1,03

270

0,0022

0,203

52,2

10,8


 

Таблица 3.2

Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении

Вpемя,    Т-pа,   Конц.О2, Задымл.,   Дальн.    Конц.СО,   Конц.СО2,   Конц.ОВ,

  мин        0С        масс.%       Нп/м      вид., м     масс. %     масс. %       масс.%

  0.0         19     23.000        0.000       37.95        0.000          0.000           77.000

  1.0        20     22.989        0.004       37.95        0.000          0.002           76.993

  2.0         29       22.898       0.031       37.95        0.000         0.018           76.932

  3.0           52       22.638       0.099       24.13        0.001          0.064           76.759

  4.0           91       22.127        0.213       11.20        0.002          0.154           76.418

  5.0          148      21.276        0.386          6.17        0.003         0.304          75.846

  6.0          212      20.129        0.675          3.53       0.006         0.511           75.060

  6.6         250      19.341       0.977          2.44        0.007         0.659           74.502

  7.0          264      19.133       1.197          1.99       0.008          0.703           74.333

  7.6          283      18.789       1.550         1.54      0.008         0.776           74.055

  8.0          292      18.635       1.737         1.37       0.009          0.810           73.927

  8.5          300      18.448       2.001         1.19        0.009          0.853           73.765

  9.0          292      18.763       1.978          1.20        0.009         0.797           73.978

10.0        272      19.216        1.648          1.44       0.008         0.706           74.322

11.0        261      19.445        1.403         1.70       0.007          0.658           74.506

12.0        256      19.556        1.275         1.87        0.007         0.634           74.596

13.0        253      19.608        1.213         1.96       0.007          0.622          74.639

14.0        252      19.633       1.184          2.01       0.007          0.617          74.660

15.0        252      19.645        1.170          2.03       0.007          0.614           74.669

16.0        251      19.650        1.164          2.04       0.007          0.613          74.674

17.0        251      19.652        1.161          2.05       0.007         0.613           74.676

18.0        221      20.009       1.070          2.22       0.006         0.547           74.927

19.0       140      21.064        0.693         3.44        0.004          0.351           75.670

20.0           97      21.679       0.443          5.37        0.003         0.237           76.100

21.0           72      22.039       0.301          7.91        0.002          0.172           76.349

22.0           57      22.272        0.214       11.11       0.001          0.130          76.508

23.0           47      22.434        0.157       15.16        0.001          0.101           76.618

24.0           40      22.552        0.117       20.29        0.001          0.080           76.698

25.0           35      22.639        0.089       26.74        0.001         0.064           76.757

Информация о работе Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении склада бытовых изделий