Обоснование выбора средств пожаротушения для кабельных сооружений

• Автор: Ланин, Дмитрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 236 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Современное состояние вопроса обеспечения пожарной безопасности кабельных сооружений

1.1 Кабельные сооружения и их пожарная опасность

1.1.1 Пожары в кабельных сооружениях

1.1.2 Пожарная опасность аварийных режимов работы кабелей и электропроводок

1.1.3 Горючесть электрических кабелей

1.1.4 Температурный режим при пожаре в кабельных сооружениях

1.2 Пожаротушение кабельных сооружений

1.2.1 Пожаротушение кабельных сооружений водой

1.2.2 Пожаротушение кабельных сооружений воздушно-механической пеной
1.2.3 Пожаротушение кабельных сооружений аэрозольными огнетушащими составами
1.2.4 Пожаротушение кабельных сооружений газовыми огнетушащими
составами
1.3 Современные средства пожаротушения
1.3.1 Тонкораспылённая вода
1.3.2 Порошок
1.3.3 Комбинированное пожаротушение
1.4 Итоговый анализ процессов горения и пожаротушения кабелей для
выбора направлений исследования
Глава 2 Экспериментальное исследование процесса пожаротушения кабелей
2.1 Исследование пожаротушения модельного очага различными огнетушащими веществами
2.1.1 Методика экспериментальных исследований

2.1.2 Исследуемые огнетушащие вещества и средства их подачи
2.1.3 Специфика исследования пожаротушения кабелей водой, тонкораспылённой водой, «водяным туманом»
2.1.4 Специфика исследования пожаротушения кабелей высокократной пеной
2.1.5 Специфика исследования пожаротушения кабелей газовыми (аэрозольными) огнетушащими составами
2.1.6 Специфика исследования пожаротушения кабелей порошковыми огнетушащими составами
2.2 Натурные испытания по пожаротушению кабелей комбинированным способом
2.2.1 Методика проведения испытаний
2.3 Обобщённые результаты экспериментальных исследований
Глава 3 Моделирование динамики охлаждения кабелей
3.1 Общее описание и план работ по моделированию
3.2 Моделирование сопряжённой задачи с естественной конвекцией
3.2.1 Температура в кабеле
3.2.2 Моделирование естественной конвекции
3.2.3 Моделирование многофазного потока
3.2.4 Уточняющие расчёты
3.2.4.1 Геометрия кабелей
3.2.4.2 Объёмная доля водяных капель
3.2.4.3 Коэффициенты теплообмена при орошении кабелей
3.3 Численное моделирование
3.3.1 Моделирование охлаждения горячего воздуха
3.3.2 Моделирование охлаждения кабеля в холодном воздухе
3.3.3 Моделирование охлаждения кабелей в смеси газов
3.4 Охлаждение в многофазном потоке
3.4.1 Определение скорости осаждения капель

3.4.2 Граничные условия многофазной модели
3.4.3 Моделирование охлаждения в «водяном тумане»
3.4.4 Моделирование охлаждения мелкодисперсной водой
3.4.5 Охлаждение крупнодисперсной водой
3.5 Источники погрешностей
Глава 4 Обобщение результатов работы и практическая реализация
4.1 Общие выводы по результатам проведённого анализа, лабораторных исследований, натурных испытаний и моделирования
4.2 Рейтинг эффективности огнетушащих веществ для пожаротушения
кабельных сооружений
4.3 Реализация результатов работы на примере АУПТ КС «Туман»
Выводы
Список литературы
Приложение 1 Акты внедрения
Приложение 2 Технические условия по проектированию комбинированных установок пожаротушения в кабельных
сооружениях
Приложение 3 Методические рекомендации по проектированию АУПТ КС-Ml

Основная идея работы - разработка эффективных систем пожаротушения высокократной пеной, при её дистанционной подаче по протяжённым кабельным сооружениям, должна базироваться на закономерностях гидродинамики пенных потоков с учётом процессов разрушения пены вследствие механического и теплового воздействия.
В данной работе при исследовании процессов дистанционной подачи пены в пожаротушении выделены две важные составляющие. Первая - гидродинамика пенного слоя с учётом механических потерь, вторая - тепловое разрушение пены при её воздействие на очаг пожара.
Первая составляющая - закономерности движения пенного потока и его механическое разрушение распространяются на широкий диапазон протяжённых сооружений, отличающихся функциональным назначением (горные выработки, тоннели, кабельные сооружения, коридоры и т. д.).
Исследования второй составляющей относятся только к кабельным сооружениям, так как рассматривается воздействие пенного потока на конкретный очаг пожара по своим тепловым и динамическим характеристикам соответствующий параметрам горения кабельной укладки. Поэтому в дальнейшем, из всего многообразия протяжённых объектов, на которые распространяются закономерности гидродинамики пенного потока, полученные в работе, выделяются именно кабельные сооружения.
Целью исследований являлось обоснование инженерного расчёта работы систем пожаротушения высокократной пеной при её дистанционной подаче по кабельным сооружениям, позволяющего установить расходно-напорные характеристики пеногенератора и требуемый запас раствора пенообразователя.
По результатам выполненной работы на основании анализа проведённых экспериментов получены практические методы расчёта количества разрушенной пены в результате механического и теплового воздействия. Установлены коэффициенты механического («холодного») и теплового («горячего») разрушения пены. Установлено, что механическое разрушение пены в процессе её движения по каналам практически имеет линейную зависимость, а отношение