Моделирование динамики начальной стадии пожара в помещениях, зданиях и сооружениях при воспламенении горючей жидкости

• Автор: Кошмаров, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 201 с. : ил.

содержание токсичного газа и концентрацию дыма

2 теплота сгорания ГЖ

Тт средняя температура газовой среды в помещении.

V свободный объм помещения

хI среднеобъмная концентрация кислорода

Х2 среднеобъмная концентрация токсичного газа

а коэффициент конвективной теплоотдачи

Р доля тепловой энергии, излучаемой факелом пламени

у безразмерный комплекс параметр теплопоглощения

с степень черноты

7 коэффициент полноты горения

9 безразмерная температура газовой среды
Я теплопроводность
Пт среднеобъмная оптическая плотность дыма
V кинематическая вязкость газа
рт среднеобъмная плотность газовой среды
г время, отсчитываемое от момента воспламенения ГЖ
р коэффициент тсплопотерь
Ч скорость выгорания газификации ГЖ.
Сокращении
ГЖ горючая жидкость
ОФП опасные факторы пожара
КПП критическая продолжительность пожара
НВЭ необходимое время эвакуации людей
ММП математическая модель пожара
ТЭТ термоэлектрические термометры
Введение
Актуальность


Эта система уравнений в частных производных, описывающая изменение во времени плотности, температуры и состава газовой среды в каждой точке пространства внутри помещения, является чрезвычайно громоздкой и е численное решение даже с помощью современных высокопроизводительных ЭВМ связано с большими трудностями. Существующие численные методы, реализующие различные конечноразностные схемы исходной системы уравнений, чрезвычайно трудомки при их использовании требуется большое время вычислений для каждого варианта расчтов. Существуют так же проблемы принципиального характера. Одной из таких проблем является недостаточная изученность явления турбулентности, которую необходимо учитывать при использовании полевых моделей. Известные варианты моделей турбулентности модель Ке, модель Кф, алгебраическая модель далеки от универсальности. Более того, в работе С. В. Пузача отмечается, что попытки найти универсальную модель турбулентности зашли в тупик см. ГЖ, который наблюдается всегда в начальной стадии пожара. В ряде известных работ, в которых была осуществлена численная реализация полевой модели пожара, используются для вычисления удельной скорости газификации ГЖ различные формулы гипотетического характера. Например в работе используется формула, имеющая следующий вид см. ЗО. Использование такой зависимости позволяет получить лишь качественные представления о динамике ОФП, поскольку процесс газификации ГЖ выгорания существенным образом влияет на процесс формирования полей плотностей, температур и других параметров среды в помещении, т. ОФП. Например в работе А. М. Рыжова было установлено, что при использовании гипотетической модели газификации горючей жидкости, согласно которой скорость потери массы ГЖ является постоянной величиной, не зависящей от времени что, вообще говоря, не соответствовало экспериментальным наблюдениям, результаты исследования динамики ОФП с помощью полевой модели существенно искажаются по сравнению с тем, которые дат эта же полевая модель пожара при использовании полученной экспериментальным путм зависимости скорости газификации ГЖ от времени в начальной стадии пожара см. Подробный анализ проблем развития полевых моделей пожара, перспектив их использования в инженерной практике и обзор результатов численного решения с их помощью некоторых частных задач по прогнозированию ОФП содержатся в работах Брушлинского, А. М. Рыжова, А. Ю. Снегирва, И. С. Молчадского, С. ГЖ,
время, отсчитываемое от момента воспламенения ГЖ. Пузача, Ю. А. Кошмарова. Здесь следует отметить, что прогнозирование ОФП с помощью полевых моделей в каждом конкретном случае представляет собой очень трудомкую и сложную научноисследовательскую работу. Для выполнения этой работы требуется высококвалифицированные научные кадры. В настоящее время в мире существует значительное количество полевых моделей, разработанных специалистами различных стран. Например, в Англии на протяжении последних десятилетий разрабатываются и улучшаются две научноисследовательские полевые модели пожаров i и i. Использование, например i ii i i требует как больших финансовых возможностей исследователя, так и большой трудомкости по освоению и настройке программы для решения конкретных задач см. С.В. Пузач , стр. Здесь уместно так же привести замечание заслуженного деятеля науки России, профессора Брушлинского о том, что в адрес существующих разработок полевых ММП нарастает волна критических замечаний, связанных прежде всего с недостаточной точностью большинства известных полевых моделей, что, конечно же, является главным образом следствием принципиальной неточности современных научных представлений о пожаре, его динамике, турбулентности и многом другом. См. В связи с вышеизложенным, можно сказать, что в настоящее время полевые модели пожара остаются пока для инженерной практики вещью в себе. Кроме того, следует отметить, что далеко не для всех прикладных вопросов пожарнотехнических задач необходима столь детальная информация о динамике пожара, которую покалишь только в принципе могут давать полевые модели.