Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Ноября 2013 в 11:57, курсовая работа
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.
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
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
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…………………………………………………………
Литература
Введение
Для разработки экономически оптимальных
и эффективных противопожарных
мероприятий необходим научно-
- при разработке рекомендаций
по обеспечению безопасной
- при создании и
совершенствовании систем
- 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.
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
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
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
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.
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