Мы поможем в написании ваших работ!
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
|
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; Q0=0;
где Gпр и Gвыт – расходы приточного и вытяжного вентиляторов;
Gов – расход газообразного огнетушащего вещества; Q0– тепловой поток, выделяемой 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 основных уравнений ИММП имеет вид
;

;



где V – объем помещения, м3; ρm,Tm,pm – соответственно среднеобъемные плотности, температуры и давления; μm – среднеобъемная концентрация продукта горения; XO2 – среднеобъемная концентрация кислорода.
Расчет динамики опасных факторов пожара в помещении
Для прогнозирования ОФП использована интегральная модель 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.
Таблица п.3.2
Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении
| Вpемя мин
| Т-pа гp.С
| КонцО2 масс.%
| Задымл Нп/м
| ДалВид метpы
| КонцСО масс.%
| КнцСО2 масс.%
| КонцОВ масс.%
| |
|
|
|
| 45,69
|
|
|
| |
|
| 22,985
| 0,001
| 45,69
|
| 0,015
| 76,992
| |
|
| 22,862
| 0,006
| 45,69
| 0,003
| 0,14
| 76,927
| |
|
| 22,491
| 0,019
| 45,69
| 0,01
| 0,516
| 76,731
| |
|
| 21,718
| 0,043
| 45,69
| 0,026
| 1,301
| 76,322
| |
|
| 20,521
| 0,08
| 29,64
| 0,051
| 2,53
| 75,682
| |
|
| 19,08
| 0,148
| 16,04
| 0,082
| 4,057
| 74,886
| |
|
| 19,072
| 0,149
| 15,98
| 0,083
| 4,067
| 74,881
| |
|
| 17,793
| 0,271
| 8,79
| 0,112
| 5,511
| 74,129
| |
|
| 16,734
| 0,466
| 5,11
| 0,138
| 6,822
| 73,446
| |
|
| 15,879
| 0,737
| 3,23
| 0,162
| 8,005
| 72,83
| |
|
| 15,201
| 1,075
| 2,21
| 0,184
| 9,069
| 72,275
| |
|
| 14,669
| 1,46
| 1,63
| 0,203
| 10,022
| 71,779
| |
|
| 14,256
| 1,867
| 1,27
| 0,221
| 10,869
| 71,338
| |
|
| 13,938
| 2,275
| 1,05
| 0,236
| 11,618
| 70,947
| |
|
| 13,692
| 2,665
| 0,89
| 0,249
| 12,279
| 70,603
| |
|
| 13,502
| 3,028
| 0,79
| 0,261
| 12,859
| 70,301
| |
|
| 13,355
| 3,356
| 0,71
| 0,271
| 13,369
| 70,035
| |
|
| 13,24
| 3,647
| 0,65
| 0,28
| 13,814
| 69,803
| |
|
| 13,15
| 3,902
| 0,61
| 0,288
| 14,205
| 69,6
| |
|
| 13,08
| 4,123
| 0,58
| 0,295
| 14,546
| 69,422
| |
|
| 13,083
| 4,299
| 0,55
| 0,299
| 14,752
| 69,315
| |
|
| 13,776
| 4,177
| 0,57
| 0,28
| 13,792
| 69,815
| |
|
| 14,774
| 3,779
| 0,63
| 0,249
| 12,27
| 70,608
| |
|
| 15,678
| 3,323
| 0,72
| 0,221
| 10,882
| 71,331
| |
|
| 16,399
| 2,901
| 0,82
| 0,199
| 9,781
| 71,904
| |
|
| 16,962
| 2,533
| 0,94
| 0,181
| 8,929
| 72,348
| |
|
| 17,4
| 2,216
| 1,07
| 0,168
| 8,268
| 72,692
| |
|
| 17,749
| 1,943
| 1,22
| 0,157
| 7,746
| 72,965
| |
|
| 18,034
| 1,708
| 1,39
| 0,149
| 7,32
| 73,186
| |
|
| 18,271
| 1,507
| 1,58
| 0,141
| 6,968
| 73,37
| |
|
| 18,472
| 1,333
| 1,79
| 0,135
| 6,67
| 73,525
| |
|
| 18,472
| 1,333
| 1,79
| 0,135
| 6,67
| 73,525
| Таблица п.3.3
Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении
| Вpемя мин
| ПлотнГаз кг/м.куб
| ИзбДвл Па
| НейтpПл метpы
| Пpиток м.куб/с
| воздуха кг/с
| Истечение м.куб/с
| газа кг/с
| СкВыг г/с
| |
| 1,2053
|
| 1,7
| 0,007
| 0,008
| 0,007
| 0,008
|
| |
| 1,2003
| 0,09
| 1,13
| 0,353
| 0,426
| 1,565
| 1,878
| 34,9
| |
| 1,1617
| 0,87
| 0,96
| 0,815
| 0,982
| 5,302
| 6,159
| 139,5
| |
| 1,0692
| 2,8
| 0,9
| 1,305
| 1,573
| 10,152
| 10,855
| 313,7
| |
| 0,9362
| 5,3
| 0,99
| 2,123
| 2,558
| 14,362
| 13,446
| 512,7
| |
| 0,8102
| 7,03
| 1,19
| 3,355
| 4,044
| 16,122
| 13,061
| 680,2
| |
| 0,7284
| 7,47
| 1,4
| 5,178
| 6,242
| 14,952
| 10,891
|
| |
| 0,7281
| 7,47
| 1,4
| 5,177
| 6,24
| 14,954
| 10,893
| 761,2
| |
| 0,6973
| 7,4
| 1,51
| 6,356
| 7,661
| 13,877
| 9,676
| 807,3
| |
| 0,6888
| 7,33
| 1,55
| 6,799
| 8,194
| 13,415
| 9,241
| 854,3
| |
| 0,6891
| 7,24
| 1,57
| 6,958
| 8,386
| 13,144
| 9,058
| 895,8
| |
| 0,6933
| 7,14
| 1,58
| 7,003
| 8,441
| 12,934
| 8,966
| 929,4
| |
| 0,6991
| 7,05
| 1,58
| 6,995
| 8,432
| 12,755
| 8,917
| 955,3
| |
| 0,7054
| 6,95
| 1,58
| 6,961
| 8,39
| 12,602
| 8,89
| 974,1
| |
| 0,7117
| 6,87
| 1,58
| 6,917
| 8,337
| 12,469
| 8,874
| 987,1
| |
| 0,7175
| 6,79
| 1,58
| 6,868
| 8,278
| 12,359
| 8,867
| 995,9
| |
| 0,7226
| 6,73
| 1,58
| 6,819
| 8,219
| 12,268
| 8,865
| 1001,6
| |
| 0,7271
| 6,67
| 1,58
| 6,774
| 8,165
| 12,194
| 8,866
| 1005,3
| |
| 0,7309
| 6,62
| 1,58
| 6,735
| 8,118
| 12,133
| 8,868
| 1007,6
| |
| 0,7341
| 6,58
| 1,58
| 6,7
| 8,076
| 12,083
| 8,871
|
| |
| 0,7368
| 6,55
| 1,57
| 6,671
| 8,041
| 12,043
| 8,874
| 1009,8
| |
| 0,7431
| 6,02
| 1,67
| 7,601
| 9,161
| 10,484
| 7,79
| 864,9
| |
| 0,7946
| 4,67
| 1,84
| 8,866
| 10,687
| 7,495
| 5,956
|
| |
| 0,8681
| 3,62
| 1,91
| 8,688
| 10,472
| 5,839
| 5,069
| 217,3
| |
| 0,9385
| 2,84
| 1,92
| 7,81
| 9,414
| 4,919
| 4,617
| 106,3
| |
| 0,9974
| 2,24
| 1,9
| 6,791
| 8,185
| 4,307
| 4,295
| 56,1
| |
| 1,0441
| 1,77
| 1,88
| 5,846
| 7,046
| 3,827
| 3,996
| 31,6
| |
| 1,0794
| 1,42
| 1,85
| 4,966
| 5,986
| 3,507
| 3,785
| 18,5
| |
| 1,1054
| 1,15
| 1,83
| 4,305
| 5,189
| 3,2
| 3,537
| 11,2
| |
| 1,125
| 0,94
| 1,81
| 3,773
| 4,548
| 2,924
| 3,289
| 6,9
| |
| 1,1401
| 0,77
| 1,79
| 3,34
| 4,026
| 2,678
| 3,053
| 4,3
| |
| 1,1517
| 0,64
| 1,78
| 2,981
| 3,593
| 2,46
| 2,833
| 2,7
| |
| 1,1517
| 0,64
| 1,78
| 2,981
| 3,593
| 2,46
| 2,833
| 2,7
| Таблица п.3.4
Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении
| Вpемя мин
| КонцОВ масс.%
| Т-pа гp.С
| КонцО2 масс.%
| ПолнСг масс.%
| УделСкВыг кг/м.кв/ч
| ВыгМасса кг
| СкВыг г/с
| ПлощГоp м.кв
| |
|
|
|
| 89,805
| 49,32
|
|
|
| |
| 76,992
|
| 22,985
| 89,805
| 49,32
| 0,553
| 34,9
| 2,54
| |
| 76,927
|
| 22,862
| 89,798
| 49,321
| 5,113
| 139,5
| 10,18
| |
| 76,731
|
| 22,491
| 89,709
| 49,311
| 18,159
| 313,7
| 22,9
| |
| 76,322
|
| 21,718
| 89,181
| 49,261
| 43,108
| 512,7
| 37,47
| |
| 75,682
|
| 20,521
| 87,408
| 49,312
| 78,86
| 680,2
| 49,66
| |
| 74,886
|
| 19,08
| 83,656
| 50,737
| 122,556
|
|
| |
| 74,881
|
| 19,072
| 83,656
| 50,745
| 122,844
| 761,2
|
| |
| 74,129
|
| 17,793
| 78,787
| 53,823
| 169,564
| 807,3
|
| |
| 73,446
|
| 16,734
| 73,75
| 56,955
| 219,411
| 854,3
|
| |
| 72,83
|
| 15,879
| 69,053
| 59,719
| 271,871
| 895,8
|
| |
| 72,275
|
| 15,201
| 64,966
| 61,961
| 326,561
| 929,4
|
| |
| 71,779
|
| 14,669
| 61,564
| 63,685
| 383,024
| 955,3
|
| |
| 71,338
|
| 14,256
| 58,825
| 64,941
| 440,841
| 974,1
|
| |
| 70,947
|
| 13,938
| 56,655
| 65,804
| 499,624
| 987,1
|
| |
| 70,603
|
| 13,692
| 54,953
| 66,391
| 559,074
| 995,9
|
| |
| 70,301
|
| 13,502
| 53,622
| 66,776
| 618,969
| 1001,6
|
| |
| 70,035
|
| 13,355
| 52,582
| 67,023
| 679,152
| 1005,3
|
| |
| 69,803
|
| 13,24
| 51,768
| 67,174
| 739,52
| 1007,6
|
| |
| 69,6
|
| 13,15
| 51,13
| 67,266
| 800,002
|
|
| |
| 69,422
|
| 13,08
| 50,627
| 67,32
| 860,553
| 1009,8
|
| |
| 69,315
|
| 13,083
| 50,645
| 57,658
| 919,951
| 864,9
|
| |
| 69,815
|
| 13,776
| 55,536
| 30,737
| 959,783
|
|
| |
| 70,608
|
| 14,774
| 62,249
| 14,49
| 979,443
| 217,3
|
| |
| 71,331
|
| 15,678
| 67,868
| 7,088
| 988,801
| 106,3
|
| |
| 71,904
|
| 16,399
| 71,972
| 3,739
| 993,544
| 56,1
|
| |
| 72,348
|
| 16,962
| 74,907
| 2,104
| 996,134
| 31,6
|
| |
| 72,692
|
| 17,4
| 77,025
| 1,233
| 997,627
| 18,5
|
| |
| 72,965
|
| 17,749
| 78,597
| 0,746
| 998,524
| 11,2
|
| |
| 73,186
|
| 18,034
| 79,807
| 0,459
| 999,074
| 6,9
|
| |
| 73,37
|
| 18,271
| 80,761
| 0,286
| 999,415
| 4,3
|
| |
| 73,525
|
| 18,472
| 81,531
| 0,18
| 999,628
| 2,7
|
| |
| 73,525
|
| 18,472
| 81,531
| 0,18
| 999,628
| 2,7
|
| Таблица п3.5
Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении
| Вpемя мин
| Т-pа гp.С
| ТемПов гp.С
| КоэфТепОб Вт/м.кв/К
| ПлТеплПот Вт/м.кв
| ТеплПот кВт
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
| 4,046
|
| 8,82
| |
|
|
| 8,381
| 73,2
| 162,42
| |
|
|
| 12,498
| 361,9
| 803,22
| |
|
|
| 14,783
| 928,6
| 2061,09
| |
|
|
| 16,92
|
| 3797,5
| |
|
|
| 18,937
| 2454,6
| 5448,13
| |
|
|
| 18,937
| 2454,6
| 5448,13
| |
|
|
| 19,903
| 2810,8
| 6238,58
| |
|
|
| 20,192
| 2917,2
| 6474,87
| |
|
|
| 20,182
| 2913,4
| 6466,45
| |
|
|
| 20,04
| 2861,1
| 6350,3
| |
|
|
| 19,845
| 2789,5
| 6191,39
| |
|
|
| 19,639
| 2713,3
| 6022,32
| |
|
|
| 19,441
| 2640,5
| 5860,65
| |
|
|
| 19,263
| 2574,7
| 5714,66
| |
|
|
| 19,107
| 2517,4
| 5587,51
| |
|
|
| 18,975
| 2468,7
| 5479,33
| |
|
|
| 18,865
| 2427,9
| 5388,84
| |
|
|
| 18,773
| 2394,2
| 5313,95
| |
|
|
| 18,698
| 2366,5
| 5252,5
| |
|
|
| 18,524
| 2302,4
| 5110,13
| |
|
|
| 17,255
| 1834,1
| 4070,9
| |
|
|
| 15,824
| 1308,4
| 2904,12
| |
|
|
| 14,751
| 916,9
| 2035,12
| |
|
|
| 14,016
| 651,4
| 1445,8
| |
|
|
| 13,514
| 471,6
| 1046,69
| |
|
|
| 12,148
| 323,1
| 717,08
| |
|
|
| 11,184
| 232,1
| 515,09
| |
|
|
| 10,353
| 170,4
| 378,16
| |
|
|
| 9,63
| 127,6
| 283,13
| |
|
|
| 8,996
| 97,2
| 215,63
| | 30.0
|
|
| 8.996
| 97.2
| 215.63
|
Примечание:
1. Так как температура поверхности не достигает 300 и 250 , то оконное остекление не разрушается;
2. При τ=6 мин. площадь ГМ охвачена огнем полностью;
3. При τ=30 мин. полное выгорание горючей нагрузки.
Графики зависимости Tm(τ), µm(τ), XO2(τ), XCO2(τ), XCO(τ), Sпож(τ), Y*(τ), lвид(τ) представлены на рисунке п.3.1-п3.8





|