Определение полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре с использованием теории подобия

• Автор: Гулак, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 119 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАСЧЕТА РАСПРОСТРАНЕНИЯ НАГРЕТЫХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ В ПОМЕЩЕНИЯХ
1.1 Методы расчета распространения нагретых дымовых газов в помещениях
1.2. Интегральные методы расчета распространения нагретых дымовых газов в помещениях
1.3. Зонные методы расчета распространения нагретых дымовых газов в помещениях
1.4. Дифференциальные методы расчета распространения нагретых
дымовых газов в помещениях
1.5 Разработка дифференциальных моделей процессов распространения нагретых дымовых газов в помещениях
1.6. Численные методы расчета распространения нагретых дымовых газов в помещениях
1.7. Реализация численных методов расчета распространения нагретых дымовых газов в помещениях на вычислительной технике
1.8. Выводы по первой главе и постановка задачи исследования
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУР И КОНЦЕНТРАЦИЙ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ПРИ ПОЖАРЕ
2.1 Уравнения математической модели полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре
2.2 Методы решения уравнений математической модели полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре
2.3 Использование теории подобия для обобщения результатов расчетов по математической модели полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре
2.4 Реализация математической модели полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре
2.5 Выводы по второй главе
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУР И КОНЦЕНТРАЦИЙ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ПРИ ПОЖАРЕ В СМЕЖНЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
3.1 Исходные данные для определения полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре в смежных помещениях
3.2 Результаты расчета полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре в смежных помещениях
3.3 Выводы по третьей главе
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУР И КОНЦЕНТРАЦИЙ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ПРИ ПОЖАРЕ В ЛЕСТНИЧНЫХ КЛЕТКАХ
4.1 Исходные данные для определения полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре в лестничных клетках
4.2 Результаты расчета полей температур и концентраций дымовых

газов при пожаре в лестничной клетке
4.3 Выводы по четвертой главе
5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУР И КОНЦЕНТРАЦИЙ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ПРИ ПОЖАРЕ В КОРИДОРЕ
5.1 Исходные данные для определения полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре в коридоре
5.2 Результаты расчета полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре в коридоре
5.3 Выводы по пятой главе
6 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОЦЕНКЕ ТОЧНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУР И КОНЦЕНТРАЦИЙ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ПРИ ПОЖАРЕ
6.1 Экспериментальная установка для исследования полей темпе- 98 ратур и концентраций дымовых газов при пожаре
6.2 Программа обработки результатов экспериментов по исследованию полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре
6.3 Результаты экспериментальных исследований по оценке точности математической модели полей температур и концентраций дымовых газов при пожаре
6.4 Выводы по шестой главе
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Современные здания представляют собой сложный комплекс инженерных систем, к которым предъявляются повышенные требования пожарной безопасности. Противодымная защита зданий, обеспечивающая безопасную эвакуацию людей при возникновении пожара, является важнейшим элементом обеспечения пожарной безопасности, так как большая часть людей гибнет не от ожогов, а от удушья и отравления продуктами горения. В строительной отрасли в настоящее время на основе современных расчетных методов активно развивается функционально ориентированное нормирование, позволяющее:
- проектировать и строить более сложные и совершенные здания с большей степенью надежности и безопасности;
- быстро внедрять передовые технологии;
- снижать затраты на строительство за счет использования инновационных технологий, материалов, изделий и методов.
Функционально ориентированное противопожарное нормирование опирается на численное моделирование состояний здания и его инженерных систем с находящимися в нем людьми. Несмотря на значительное количество теоретических и экспериментальных работ, закономерности воздействия на людей опасных факторов в начальной стадии пожара нельзя считать изученными. В последнее время вместе с повышением производительности современной вычислительной техники интенсивно развивались численные методы, лежащие в основе математического моделирования. Благодаря этому математическое моделирование опасных факторов пожара на основе решения уравнений газовой динамики получает все более широкое развитие, однако эту задачу нельзя считать полностью решенной.

Показатель степени пл зависит от температуры и вычисляется по уравнению:
лЛ=Л-Я-КГТ + СЧО-Т% (2.20)
где А,В,С- константы, зависящие от вида газа.
Удельная массовая изобарная теплоемкость дымовых газов определяется по формуле:

ср=ИсАг)с/ (2.21)

Динамическая вязкость дымовых газов определяется по формуле:

= (2.23)

где - динамическая вязкость г'-й составляющей дымовых газов, кг/(м-с).
Динамическая вязкость составляющих дымовых газов определяется по формуле Сазерленда:
Т + С5 273,15у
(2.24)
где С, - константа; ц0 - коэффициент динамической вязкости при нормальных условиях, Па-с.
Уравнение состояния дымовых газов: