Прогнозирование опасных факторов пожара в цехе деревообрабатывающего предприятия

Интегральная математическая модель развития пожара. Результаты компьютерного моделирования. Время достижения пороговых и критических значений опасных факторов. Расчет времени эвакуации людей из помещения. Расчет динамики ОФП для уровня рабочей зоны.

Рубрика Безопасность жизнедеятельности и охрана труда
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 24.08.2011
Размер файла 460,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

36

Курсовая работа

Тема:

Прогнозирование опасных факторов пожара в цехе деревообрабатывающего предприятия

Оглавление

1. Исходные данные

2. Описание интегральной математической модели развития пожара

3. Результаты компьютерного моделирования

4. Время достижения пороговых и критических значений ОФП. Расчет необходимого времени эвакуации людей из помещения

4.1 Необходимое время эвакуации из помещения по данным математического моделирования. Свободное развитие пожара

4.2 Расчет необходимого времени эвакуации из помещения по данным ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования

5. Расчет динамики ОФП для уровня рабочей зоны. Анализ обстановки на пожаре на 11 минуте развития пожара

Общий вывод по работе

Литература

1. Исходные данные

Исходное помещение расположено в одноэтажном здании. Здание построено из сборных железобетонных конструкций и кирпича. В этом здании наряду с цехом деревообрабатывающего предприятия имеется цех сборки. Цех деревообрабатывающего предприятия отделен от цеха сборки противопожарной стеной. План здания приведен на рис.1.

А-А

Рис. 1 План здания и разрез цеха деревообрабатывающего предприятия по А-А

I - заготовительный цех; II - цех сборки;

1 - дверной проем; 2 - оконные проемы;

* - место возгорания ГН, принятое при моделировании ситуации на пожаре

Размеры цеха деревообрабатывающего предприятия в плане:

длина l1 = 60 м;

ширина 12 = 24 м;

высота H = 6 м.

В наружных стенах цеха деревообрабатывающего предприятия имеется 10 одинаковых оконных проемов. Расстояние от пола до нижнего края каждого оконного проема Yн = 1,2 м. Расстояние от пола до верхнего края проема Yе = 2,4 м. Ширина каждого оконного проема в = 1,2 м. Суммарная ширина оконных проемов = 24 м. Остекление оконных проемов выполнено из обычною стекла. Остекление разрушается при среднеобъемнoй температуре газовой среды в помещении, равной 300 °С.

В противопожарной стене имеется дверной проем шириной и высотой 2,4 м. Этот проем защищен противопожарными дверями. При пожаре этот проем закрыт.

Цех деревообрабатывающего предприятия имеет один дверной проем, соединяющий цех с наружной средой. Его ширина равна 2,4 м. Расстояние от пола до верхнего края дверного проема Yв = 3 м. Расстояние от пола до нижнего края дверного проема Yн = 0 м. При пожаре этот дверной проем открыт, т.е. температура вскрытия 20°С.

Полы бетонные, с асфальтовым покрытием.

Горючий материал представляет собой деревянные заготовки, сложенные в пакеты. Доля площади, занятая ГН = 80%. Площадь пола, занятая ГМ находится по формуле:

м2

где м2- площадь пола.

Количество ГМ на 1 м2 Ро= 30 кг/м2. Общая масса горючего материала

M0= Ро * Sгм = 30 *1152 = 34560 кг.

Горение начинается в центре прямоугольной площадки, которую занимает ГМ. Размеры этой

м

м

Свойства ГН характеризуются следующими величинами:

теплота сгорания Qн = 13,8 МДж/кг;

удельная скорость выгорания 54 кг/(м ч);

скорость распространения пламени по поверхности ГМ = 0,019 м/с;

дымообразующая способность D = 144 Нпм2/кг;

потребление кислорода Lо2 =1,15 кг/кг;

выделение двуокиси углерода Lсо2 =1,51 кг/кг;

выделение оксида углерода Lсо = 0,024 кг/кг.

Вентиляция в цехе деревообрабатывающего предприятия, осуществляемая через дверные и оконные проемы. Отопление центральное водяное.

Внешние атмосферные условия:

ветер отсутствует, температура наружного воздуха давление (на уровне Y = h) Ра = 760 мм. рт. ст. =101300 Па.

Параметры состояния газовой среды внутри помещения перед пожаром следующие:

2 вариант расчетов. В цехе имеется приточно-вытяжная вентиляция с автоматической системой удаления дыма со следующими характеристиками:

вытяжка 30.000 м3

приток 30.000 м3

время включения противодымной механической вентиляции - 3 мин с начала горения.

3 вариант расчетов. В цехе имеется вытяжная вентиляция с автоматической системой удаления дыма со следующими характеристиками:

вытяжка 30.000 м3

приток 30.000 м3

время включения противодымной механической вентиляции - 3 мин с начала горения.

А также система автоматического пожаротушения со следующими характеристиками:

огнетушащее вещество - азот;

запас огнетушащего вещества -- 30 кг;

скорость подачи огнетушащего вещества Gов = 30 кг/мин;

начальная температура огнетушащего вещества

удельная теплоемкость ОВ Ср = 1052 Дж/(кгК);

время включения системы пожаротушения - 5 минут от начала горения.

2. Описание интегральной математической модели развития пожара

Интегральная математическая модель пожара в помещении разработана на основе уравнений пожара, изложенных в работах [1, 2, 5]. Эти уравнения вытекают из основных законов физики - закона сохранения веществ, первого закона термодинамики для открытой системы, и включают в себя:

уравнение материального баланса газовой среды в помещении :

(1)

где V - объем помещения, м3; рm - среднеобъемная плотность газовой среды, кг/м3; - время, с; Gв и Gг - массовые расходы поступающего в помещение воздуха и уходящих из помещения газов, кг/с; - массовая скорость выгорания горючей нагрузки, кг/с.

уравнение баланса кислорода

(2)

где x1 - среднеобъемная массовая концентрация кислорода в помещении; х -концентрация кислорода в уходящих газах; n1 - коэффициент, учитывающий отличие концентрации кислорода в уходящих газах x от среднеобъемного значения х1, n1 = х1; L1 -скорость потребления кислорода при горении; p1 -парциальная плотность кислорода в помещении.

уравнение баланса продуктов горения Vp2:

(3)

где хi - среднеобъемная концентрация i-ro продукта горения; Li - скорость выделения выделение i-ro продукта горения (СО, СО2); ni - коэффициент, учитывающий отличие концентрации i-ro продукта в уходящих газах xiг от среднеобъемного значения хi, ni = хi, р2 - парциальная плотность продуктов горения в помещении;

уравнение баланса оптического количества дыма в помещении V:

(4)

где - среднеобъемная оптическая плотность дыма; D -- дымообразующая способность ГМ; n4 - коэффициент, учитывающий отличие концентрации дыма в уходящих из помещения нагретых газах от среднеобъемной оптической концентрации дыма

уравнение баланса энергии U:

(5)

где Рm - среднеобъемное давление в помещении, Па,

Срm, Тm - среднеобъемные значения изобарной теплоемкости и температуры в помещении; - низшая рабочая теплота сгорания ГН, Дж/кг;

Срв; Тв - изобарная теплоемкость и температура поступающего воздуха,

К; iг - энтальпия газификации продуктов горения ГН, Дж/кг; m - коэффициент, учитывающий отличие температуры Тг и изобарной теплоемкости Срг уходящих газов от среднеобъемной температуры Тm и среднеобъемной изобарной теплоемкости Срm, - коэффициент полноты сгорания ГН; Qw - тепловой поток в ограждение, Вт.

Среднеобъемная температура Тm связана со среднеобъемным давлением Рm и плотностью рm уравнением состояния газовой среды в помещении:

(6)

Уравнение материального баланса пожара с учетом работы приточно-вытяжной системы механической вентиляции, а так же работы системы объемного тушения пожара инертным газом примет следующий вид:

(7)

где Gnp и Gвыт - массовые расходы, создаваемые приточно-вытяжной вентиляции, кг/с; - массовая подача огнетушащего вещества кг/с.

3. Результаты компьютерного моделирования

Учебная компьютерная программа INTMODEL реализует описанную выше математическую модель и предназначена для расчета динамики пожара жидких и твердых горючих веществ и материалов в помещении. Программа позволяет учитывать вскрытие проемов, работу систем механической вентиляции, и объемного тушения пожара инертным газом, а так же учитывает кислородный баланс пожара, позволяет рассчитывать концентрацию оксидов углерода СО и СО2, задымленность помещения и дальность видимости в нем.

Исходные данные для проведения компьютерных расчетов динамики развития пожара в цехе деревообрабатывающего предприятия:

Блок атмосфера:

давление 760 мм. рт. ст.

температура 10 °С

Блок помещения:

длина 60 м;

ширина 24 м;

высота 6 м;

температура

проемы 2

проем 1 - штатный

нижний срез 0 м

верхний срез 3 м

ширина 3,6 м

вскрытие

проем 2 - штатный

нижний срез 1,2 м

верхний срез 2,4 м

ширина 24 м

вскрытие

для 2 эксперимента: дымоудаление - есть

вытяжка 30000 м3

приток 30000 м3

включение 3 мин

для 3 эксперимента: дымоудаление - есть

пожаротушение - есть

ОВ азот

Запас ОВ 30 кг

подача ОВ 30 кг/мин

температура ОВ

удельная теплоемкость 1052 Дж/кгК

включение 5 мин

Блок нагрузка:

Вид горючего материала - твердый

длина ГН 53,6 м

ширина ГН 21,4 м

количество ГН 34560 кг

выделение тепла 13,8 МДж/кг

потребление кислорода 1,15 кг/кг

дымовыделение 144 Нпм2/кг

выделение СО 0,024 кг/кг

выделении СО2 1,51 кг/кг

удельная скорость выгорания 54 кг/м2ч

скорость распространения пламени 1,9 мм/с.

Таблица 1

Динамика развития параметров газовой среды и координраты ПРД от времени развития пожара в помещении

Время ф, мин

Температура tm, C

оптич, плотн, дыма µm Нп/м

дальность видимости Lвид, м

ХmO2, масс %

ХmСO, масс %

ХmСO2, масс %

Pm, кг/м^3

нейтральная плоскость ПРД - Y, м

Gв, кг/с

Gг, кг/с

Sпож, м^2

своб

ОВ

своб

ОВ

своб

выт

своб

Выт

своб

выт

0

20

20

0,000

0,000

64,62

64,62

23,000

23,000

0,000

0,000

1,2053

1,50

1,50

0,008

0,008

0,00

0,00

1

20

20

0,000

0,000

64,62

64,62

23,000

23,000

0,000

0,000

1,2053

1,36

1,36

0,081

0,107

0,00

0,00

2

20

20

0,000

0,000

64,62

64,62

22,999

22,999

0,000

0,001

1,2049

1,32

1,32

0,229

0,331

0,01

0,02

3

20

20

0,001

0,001

64,62

64,62

22,996

22,996

0,000

0,004

1,2039

1,29

1,28

0,410

0,632

0,02

0,37

4

21

21

0,001

0,001

64,62

64,62

22,991

22,991

0,000

0,011

1,2020

1,26

1,25

0,612

0,992

0,06

0,65

5

22

21

0,003

0,002

64,62

64,62

22,982

22,983

0,000

0,021

1,1989

1,24

1,23

0,830

1,394

0,11

1,02

6

23

23

0,004

0,004

64,62

64,62

22,969

22,971

0,001

0,037

1,1945

1,23

1,21

1,058

1,824

0,19

1,47

7

24

24

0,007

0,006

64,62

64,62

22,951

22,955

0,001

0,059

1,1888

1,22

1,20

1,296

2,269

0,29

2,00

8

26

25

0,010

0,009

64,62

64,62

22,926

22,934

0,001

0,088

1,1816

1,21

1,19

1,540

2,716

0,42

2,61

9

28

27

0,014

0,012

64,62

64,62

22,895

22,907

0,002

0,126

1,1732

1,21

1,18

1,789

3,157

0,56

3,31

10

31

30

0,018

0,016

64,62

64,62

22,855

22,873

0,003

0,173

1,1635

1,21

1,17

2,041

3,584

0,73

4,08

11

33

32

0,024

0,021

64,62

64,62

22,807

22,833

0,004

0,231

1,1528

1,22

1,17

2,294

3,992

0,92

4,94

12

36

35

0,030

0,026

64,62

64,62

22,749

22,786

0,005

0,300

1,1412

1,22

1,16

2,545

4,378

1,12

5,88

13

40

38

0,037

0,033

63,84

64,62

22,681

22,731

0,006

0,382

1,1287

1,22

1,16

2,794

4,740

1,34

6,90

14

44

41

0,045

0,039

52,36

60,70

22,601

22,667

0,008

0,477

1,1157

1,23

1,15

3,038

5,080

1,56

8,01

15

47

44

0,055

0,047

43,58

50,88

22,509

22,595

0,009

0,588

1,1022

1,23

1,15

3,276

5,399

1,79

9,20

16

52

48

0,065

0,055

36,72

43,17

22,403

22,513

0,011

0,714

1,0882

1,23

1,14

3,506

5,687

2,03

10,47

17

56

52

0,076

0,065

31,27

37,01

22,284

22,422

0,014

0,857

1,0740

1,24

1,14

3,728

5,977

2,27

11,83

18

60

56

0,089

0,075

26,86

31,99

22,149

22,420

0,016

1,018

1,0596

1,26

1,13

4,035

6,134

2,49

13,27

19

65

60

0,103

0,086

23,22

27,85

22,000

22,207

0,019

1,197

1,0458

1,25

1,14

4,150

6,454

2,74

14,80

20

70

65

0,118

0,098

20,19

24,38

21,834

22,083

0,022

1,397

1,0309

1,24

1,12

4,228

6,756

3,02

16,41

21

75

70

0,135

0,112

17,62

21,44

21,650

21,947

0,026

1,618

1,0152

1,23

1,10

4,441

7,041

3,30

18,12

22

81

75

0,154

0,127

15,42

18,92

21,448

21,797

0,030

1,862

0,9988

1,23

1,09

4,603

7,307

3,60

19,92

23

87

81

0,176

0,143

13,50

16,73

21,226

21,634

0,034

2,130

0,9820

1,22

1,07

4,769

7,555

3,90

21,80

24

93

87

0,202

0,162

11,80

14,80

20,984

21,455

0,039

2,424

0,9648

1,22

1,06

4,936

7,783

4,20

23,79

25

100

94

0,231

0,183

10,29

13,08

20,722

21,260

0,044

2,744

0,9476

1,22

1,05

5,103

7,993

4,50

25,87

26

107

101

0,267

0,208

8,67

11,54

20,438

21,048

0,049

3,092

0,9303

1,22

1,03

5,267

8,185

4,81

28,05

27

114

108

0,309

0,237

7,69

10,14

20,133

20,818

0,055

3,469

0,9132

1,22

1,02

5,429

8,358

5,11

30,34

28

121

116

0,362

0,271

6,58

8,86

19,806

20,569

0,062

3,877

0,8963

1,22

1,01

5,588

8,512

5,40

32,73

29

129

125

0,427

0,312

5,60

7,70

19,457

20,299

0,069

4,316

0,8798

1,22

1,00

5,744

8,647

5,68

35,23

30

136

134

0,509

0,363

4,67

6,62

19,088

20,007

0,076

4,788

0,8638

1,22

0,99

5,898

8,761

5,96

37,84

31

143

143

0,613

0,426

3,88

5,65

18,699

19,693

0,084

5,294

0,8484

1,22

0,98

6,049

8,855

6,22

40,57

32

151

153

0,746

0,506

3,19

4,76

18,292

19,354

0,093

5,834

0,8339

1,23

0,97

6,199

8,928

6,45

43,41

33

158

163

0,916

0,607

2,60

3,96

17,870

18,991

0,102

6,408

0,8204

1,23

0,96

6,348

8,978

6,67

46,38

34

164

173

1,131

0,739

2,10

3,26

17,436

18,604

0,111

7,014

0,8079

1,24

0,95

6,502

9,002

6,86

49,46

35

170

183

1,405

0,909

1,69

2,65

16,995

18,194

0,122

7,653

0,7967

1,25

0,94

6,647

9,012

7,03

52,67

36

176

193

1,747

1,131

1,36

2,13

16,550

17,763

0,132

8,320

0,7869

1,25

0,94

6,785

9,007

7,17

55,99

37

181

203

2,171

1,420

1,10

1,70

16,107

17,316

0,143

9,015

0,7786

1,26

0,93

6,921

8,983

7,27

59,42

38

185

212

2,689

1,792

0,89

1,35

15,672

16,857

0,155

9,733

0,7718

1,27

0,93

7,046

8,949

7,35

62,96

39

188

221

3,309

2,266

0,72

1,06

15,250

16,394

0,166

10,469

0,7765

1,28

0,94

7,162

8,904

7,41

66,61

40

190

228

4,036

2,861

0,59

0,84

14,846

15,934

0,178

11,219

0,7627

1,29

0,94

7,263

8,857

7,43

70,35

41

192

234

4,870

3,589

0,49

0,67

14,464

15,488

0,190

11,977

0,7603

1,30

0,94

7,348

8,807

7,44

74,16

42

192

239

5,806

4,455

0,41

0,54

14,106

15,063

0,202

12,737

0,7592

1,30

0,95

7,415

8,759

7,43

78,05

43

192

243

6,833

5,455

0,35

0,44

13,775

14,667

0,214

13,494

0,7591

1,31

0,95

7,465

8,714

7,41

81,99

44

192

246

7,939

6,574

0,30

0,37

13,471

14,304

0,226

14,293

0,7600

1,31

0,96

7,496

8,676

7,37

85,97

45

191

248

9,105

7,790

0,26

0,31

13,193

13,976

0,238

14,981

0,7616

1,32

0,96

7,511

8,644

7,33

89,99

46

190

249

10,315

9,075

0,23

0,26

12,942

13,684

0,250

15,704

0,7637

1,32

0,96

7,512

8,618

7,29

94,02

47

188

249

11,551

10,399

0,21

0,23

12,714

13,425

0,261

16,410

0,7663

1,32

0,96

7,500

8,599

7,24

98,06

48

186

249

12,796

11,736

0,19

0,20

12,509

13,198

0,272

17,097

0,7691

1,32

0,96

7,479

8,585

7,19

102,11

49

185

249

14,037

13,061

0,17

0,18

12,323

12,999

0,282

17,765

0,7720

1,32

0,96

7,452

8,574

7,14

106,15

50

183

248

15,262

14,353

0,16

0,17

12,155

12,824

0,293

18,412

0,7750

1,32

0,96

7,418

8,569

7,10

110,18

51

181

248

16,460

15,600

0,14

0,15

12,004

12,670

0,303

19,040

0,7779

1,32

0,95

7,381

8,565

7,06

114,20

52

179

248

17,626

16,794

0,14

0,14

11,866

12,533

0,312

19,647

0,7807

1,32

0,95

7,344

8,564

7,02

118,20

53

178

247

18,754

17,930

0,13

0,13

11,740

12,410

0,322

20,235

0,7835

1,31

0,95

7,306

8,565

6,98

122,19

54

176

247

19,841

19,008

0,12

0,13

11,625

12,300

0,331

20,803

0,7861

1,31

0,94

7,268

8,567

6,94

126,16

55

175

247

20,885

20,030

0,11

0,12

11,520

12,199

0,339

21,354

0,7885

1,31

0,94

7,231

8,570

6,91

130,11

56

174

247

21,886

20,997

0,11

0,11

11,423

12,107

0,348

21,877

0,7907

1,31

0,94

7,195

8,574

6,88

134,03

57

173

247

22,844

21,914

0,10

0,11

11,334

12,022

0,356

22,403

0,7928

1,31

0,94

7,161

8,578

6,85

137,94

58

171

246

23,760

22,783

0,10

0,10

11,251

11,944

0,364

22,902

0,7948

1,30

0,93

7,128

8,582

6,83

141,84

59

170

246

24,635

23,610

0,10

0,10

11,173

11,870

0,372

23,387

0,7966

1,30

0,93

7,098

8,587

6,81

145,71

60

170

246

25,472

24,399

0,09

0,10

11,101

11,801

0,379

23,856

0,7982

1,30

0,93

7,069

8,592

6,79

149,56

61

169

246

26,272

25,152

0,09

0,09

11,034

11,736

0,386

24,312

0,7998

1,30

0,93

7,042

8,597

6,77

153,40

62

168

246

27,038

25,873

0,09

0,09

10,970

11,675

0,393

24,753

0,8012

1,30

0,92

7,016

8,602

6,75

157,23

63

167

247

27,770

26,566

0,09

0,09

10,910

11,616

0,400

25,182

0,8025

1,30

0,92

6,992

8,608

6,74

161,03

64

167

247

28,473

27,234

0,08

0,09

10,853

11,560

0,407

25,599

0,8036

1,29

0,92

6,970

8,613

6,72

164,82

65

166

247

29,147

27,877

0,08

0,09

10,800

11,507

0,413

26,004

0,8047

1,29

0,92

6,949

8,618

6,71

168,60

66

165

247

29,795

28,500

0,08

0,08

10,749

11,456

0,420

26,397

0,8057

1,29

0,91

6,929

8,623

6,70

172,36

67

165

247

30,419

29,103

0,08

0,08

10,700

11,406

0,426

26,780

0,8067

1,29

0,91

6,910

8,627

6,69

176,11

68

164

247

31,020

29,689

0,08

0,08

10,653

11,359

0,432

27,152

0,8075

1,29

0,91

6,892

8,632

6,68

179,85

69

164

247

31,600

30,258

0,08

0,08

10,609

11,314

0,437

27,514

0,8083

1,29

0,91

6,876

8,637

6,67

183,58

70

164

247

32,160

30,813

0,07

0,08

10,566

11,269

0,443

27,867

0,8091

1,29

0,91

6,860

8,642

6,66

187,29

71

163

247

32,702

31,353

0,07

0,08

10,525

11,227

0,448

28,211

0,8098

1,29

0,90

6,845

8,646

6,65

190,99

72

163

247

33,228

31,881

0,07

0,07

10,486

11,186

0,454

28,546

0,8104

1,28

0,90

6,831

8,651

6,65

194,69

73

163

247

33,738

32,397

0,07

0,07

10,448

11,146

0,459

28,873

0,8110

1,28

0,90

6,817

8,655

6,64

198,37

74

162

247

34,233

32,901

0,07

0,07

10,411

11,107

0,464

29,192

0,8116

1,28

0,90

6,805

8,659

6,64

202,04

75

162

247

34,715

33,395

0,07

0,07

10,376

11,070

0,469

29,503

0,8121

1,28

0,90

6,792

8,664

6,63

205,70

76

162

247

35,184

33,879

0,07

0,07

10,341

11,033

0,474

29,706

0,8127

1,28

0,90

6,780

8,668

6,62

209,35

77

161

247

35,642

34,354

0,07

0,07

10,308

10,997

0,478

30,103

0,8131

1,28

0,89

6,769

8,672

6,62

212,99

78

161

247

36,089

34,820

0,07

0,07

10,276

10,963

0,483

30,393

0,8136

1,28

0,89

6,758

8,676

6,62

216,63

79

161

247

36,525

35,277

0,07

0,07

10,244

10,929

0,488

30,676

0,8140

1,28

0,89

6,747

8,680

6,61

220,25

80

161

247

36,952

35,726

0,06

0,07

10,214

10,896

0,492

30,953

0,8145

1,28

0,89

6,737

8,684

6,61

223,87

81

160

247

37,369

36,168

0,06

0,07

10,184

10,864

0,496

31,224

0,8149

1,28

0,89

6,727

8,688

6,60

227,48

82

160

247

37,778

36,602

0,06

0,07

10,155

10,833

0,500

31,490

0,8153

1,28

0,89

6,717

8,692

6,60

231,08

83

160

247

38,179

37,030

0,06

0,06

10,127

10,803

0,505

31,749

0,8156

1,27

0,89

6,708

8,695

6,60

234,67

84

160

247

38,573

37,450

0,06

0,06

10,099

10,773

0,509

32,004

0,8160

1,27

0,88

6,699

8,699

6,59

238,25

85

160

247

38,959

37,864

0,06

0,06

10,072

10,744

0,513

32,253

0,8163

1,27

0,88

6,690

8,703

6,59

241,83

86

160

247

39,339

38,272

0,06

0,06

10,046

10,715

0,517

32,498

0,8167

1,27

0,88

6,681

8,706

6,59

245,40

87

159

247

39,712

38,674

0,06

0,06

10,020

10,687

0,520

32,737

0,8170

1,27

0,88

6,673

8,710

6,58

248,96

88

159

247

40,079

39,070

0,06

0,06

9,995

10,660

0,524

32,972

0,8173

1,27

0,88

6,664

8,713

6,58

252,52

89

159

247

40,440

39,461

0,06

0,06

9,971

10,633

0,528

33,203

0,8177

1,27

0,88

6,656

8,716

6,58

256,07

90

159

247

40,795

39,846

0,06

0,06

9,946

10,607

0,531

33,429

0,8180

1,27

0,88

6,648

8,720

6,58

259,61

91

159

247

41,145

40,227

0,06

0,06

9,923

10,581

0,535

33,652

0,8183

1,27

0,87

6,640

8,723

6,57

263,15

92

159

247

41,490

40,600

0,06

0,06

9,900

10,557

0,538

33,870

0,8186

1,27

0,87

6,632

8,726

6,57

266,68

93

158

247

41,830

40,965

0,06

0,06

9,877

10,533

0,542

34,085

0,8189

1,27

0,87

6,625

8,729

6,57

270,20

94

158

247

42,165

41,319

0,06

0,06

9,855

10,511

0,545

34,296

0,8192

1,27

0,87

6,617

8,733

6,57

273,71

95

158

247

42,495

41,661

0,06

0,06

9,833

10,490

0,548

34,503

0,8195

1,27

0,87

6,610

8,736

6,56

277,22

Рис.2 Изменение среднеобъемной температуры газовой среды от времени развития пожара.

Описание графика: При включенной системе пожаротушения температура газовой среды выше, чем при свободном развитии пожара. Температура увеличивается до своего максимального значения, не достигая температуры в 300 С, вскрытия окон. В течение долгого времени остается практически неизменной.

Выводы по графику: В начальный период развития пожара площадь пожара возрастает, плотность теплового потока возрастает поэтому среднеобъемная температура в помещении тоже возрастает. Затем горение распространяется на всю площадь горючей нагрузки и пожар входит в установившийся режим, температура практически не возрастает. Затем пожар переходит в режим затухания, что связано с выгоранием горючей нагрузки.

Рис.3 Изменение среднеоптической плотности дыма газовой среды от времени пожара

Описание графика: При включении системы пожаротушения оптическая плотность дыма газовой среды немного ниже, чем при свободном развитии пожара. В течении 33 минут плотность дыма не увеличилась, затем в связи с разгоранием пожара стала повышаться.

Выводы по графику: В начальный период развития пожара среднеобъемная плотность газовой среды не увеличивается, а даже уменьшается, что связано с повышением среднеобъемной температуры. При снижении среднеобъемной температуры среднеобъемная плотность газовой среды возрастает.

Рис.4 Изменение дальности видимости в помещении от времени развития пожара

Описание графика: Дальность видимости в помещении со временем развития пожара уменьшается. Дальность видимости оставалась неизменной на уровне 64,62 метров в течении 12 минут, затем упало до 0,06.

Выводы по графику: На данном графике мы видим, что вскрытия оконных проемов не было, т.к. температура не достигла 300С, что привело к резкому падению видимости до конца пожара, что и отраженно на графике в виде плавно убывающей кривой, принимая нулевое значение после 39 минут от начала пожара и далее остается неизменной.

Рис.5. Изменение среднеобъемной концентрации кислорода от времени развития пожара.

Описание графика: При включении системы пожаротушения концентрация кислорода практически не отличается от концентрации при свободном развитии пожара. В связи и увеличением площади горения потребление кислорода увеличивается.

Выводы по графику: Несущественное изменение концентрации кислорода объясняется уравнением баланса, в котором одно значение сбалансирует значение другого показателя.

Рис.6. Изменение положения плоскости равных давлений от времени развития пожара.

Описание графика: При включении системы пожаротушения плоскость равных давлений практически не отличается от свободного развития пожара, затем она стабилизируется приблизительно на 1,29 метра с незначительными изменениями, по сравнению с незначительным убыванием уровня при свободном горении равным 0,87 метра.

Выводы по графику: В начальный период развития пожара происходит резкое увеличение плоскости равных давлений при включенной системе пожаротушения. Это связано с тем, что работает вытяжка. Последующее выравнивание говорит о том, что задымленность помещения стала высокой, но за счет системы пожаротушения плоскость выше, значит и выше уровень, на котором возможна работа пожарного.

Рис.7. Изменение среднеобъемной концентрации СО от времени развития пожара.

Описание графика: Данный график мо можно описать следующим образом, с течением времени огонь распространяется на новые участки, сл. площадь горения таким образом возрастает, таким образом увеличивается концентрация угарного газа.

Выводы по графику: Это можно объяснить тем, что при пожаре с увеличением времени горения так же увеличивается изменение среднеобъемной концентрации СО, что мы и видим на графике, в виде плавно возрастающей кривой, принимая свое максимальное значение в последние минуты пожара.

Рис.8. Изменение среднеобъемной концентрации СО2 от времени развития пожара.

Описание графика: Данный график мо можно описать следующим образом, с течением времени огонь распространяется на новые участки, сл. площадь горения таким образом возрастает, таким образом увеличивается концентрация углекислого газа.

Выводы по графику: Это можно объяснить тем, что при пожаре с увеличением времени горения так же увеличивается изменение среднеобъемной концентрации углекислого газа, что мы и видим на графике, в виде плавно возрастающей кривой, принимая свое максимальное значение в последние минуты пожара.

Рис.9. Изменение среднеобъемной плотности газовой среды от времени развития пожара.

Описание графика: Среднеобъемной плотность газовой среды в начальный момент времени уменьшается до 0,7591кг/м^3, а затем постепенно стабилизируется.

Выводы по графику: Такое поведение графика можно объяснить зонной моделью развития пожара ,после 42 минуты развитие пожара перешло во вторую зону -зону стабилизации горения.

Рис.10. Изменение притока свежего воздуха в помещение от времени развития пожара.

Описание графика: Притока свежего воздуха на 46 минуте горения достигает своего максимального значения - 7,512кг/с, а затем начал спадать.

Выводы по графику: Возрастающий отток нагретых газов в начале развития пожара объясняется тем, что нагретые газы сначала накапливаются, а после 48 минуты помещение стало настолько заполненным нагретыми газами, что газы начали “делит” проемы с притоком свежего воздуха и из-за этого отток снизился.

Рис.11. Изменение оттока нагретых газов из помещения от времени развития пожара.

Описание графика: Отток нагретых газов идет интенсивно до 35 минуты, затем постепенно стабилизируется, незначительно возрастая.

Выводы по графику: Возрастающий отток нагретых газов в начале развития пожара объясняется тем, что нагретые газы сначала накапливаются, а после 39 минуты помещение стало настолько заполненным нагретыми газами, что газы начали “делит” проемы с притоком свежего воздуха и из-за этого отток снизился.

Рис.12. Изменение разности давлений от времени развития пожара.

Описание графика: Разность давлений резко увеличивается до 42 минуты, затем идет стабильно, незначительно возрастая.

Выводы по графику: Возрастание разности давлений в начале развития пожара объясняется тем, что плоскость равных давлений со временем развития пожара опускается все ниже. А после 47 минуты плоскость равных давлений достигла проемов и оттоков газов, практически сравнился с притоком свежего воздуха.

Рис.13. Изменение площади горения при пожаре от времени развития пожара.

Описание графика: Площадь пожара на всем промежутке распространения пламени возрастает.

Выводы по графику: Возрастание площади пожара объясняется тем, что пламя заполняло весь объем помещения.

Описание обстановки на пожаре в момент времени 11 мин:

В начальные моменты времени при свободном развитии пожара параметры газовой среды в помещении достигают следующих значений: Tm = 33 оС, µ = 0,024 Нп/м, Lвид = 64,62 м, ХО2 = 22,807%, концентрация угарного газа - 0,004 %, концентрация углекислого газа - 0,231 %, Рm = 1,1528 кг/м3, Y = 1,22 м, Gв = 2,294 кг/с, Gг = 3,992 кг/с, разность давлений Р=0,92 и площадь горения - 4,94 м2.

При наличии вытяжной вентиляции эти параметры в начальные моменты времени изменяются: Lвид = 64,62 м, ХО2 = 22,833%, и Y = 1,17 м.

При наличии вытяжной вентиляции и подаче в помещение инертного газа обстановка на пожаре в начальные моменты времени следующая: температура газовой среды в помещении 320C, оптическая плотность дыма 0,021 Нп/м.

Таким образом, расчеты показали, что с точки зрения людей, которые могут находиться в помещении при возникновении пожара, необходимо покидать помещение вследствие постепенного наступления ПДЗ.

4. Время достижения пороговых и критических значений ОФП. Расчет необходимого времени эвакуации людей из помещения

Согласно ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования», необходимым временем эвакуации считается минимальное время достижения одним из опасных факторов пожара своего критического значения.

4.1 Необходимое время эвакуации из помещения по данным математического моделирования. Свободное развитие пожара

Таблица 2. Время достижения пороговых значений ОФП.

п/п

Название и величина порогового значения опасного фактора пожара

Время достижения,

мин

1

Критическая температура для остекления t=3000C

Не достиг

2

Пороговая температура для тепловых извещателей

ИП-103-1 tпорог=1400С

30,5

3

Максимальная среднеобъемная температура газовой среды

Tm = 192+273=501 К

41

4

Предельная парциальная плотность двуокиси углерода для безопасной эвакуации (сmXсо2)пред=( ссо2)пред = 0,11кг/м3

8,5

5

Предельная парциальная плотность оксида углерода

mXсо)пред=( ссо)пред = 1,16*10 -3кг/м3

8,5

6

Пороговое значение оптической плотности дыма для извещателей ДИП-3 (ИП 212-5) мпор = 0,11 Нп/м

19,5

7

Предельная концентрация кислорода Хо2=14%

42,5

8

Критическая температура для ЭВМ tкрит=1600С

33,5

9

Предельная температура газовой среды t = 700С

20

10

Критическая дальность видимости lкр = 20м

20

В данном случае минимальным временим для эвакуации из цеха деревообрабатывающего предприятия является время достижения предельно допустимых значений предельной температуры газовой среды, равное 8,5 мин.

Вывод: Для увеличения необходимого времени эвакуации из цеха деревообрабатывающего предприятия необходимо обеспечить охлаждение ограждающих конструкций и подачи воды в очаг пожара, так как введение азота, как показали расчеты математического моделирования, увеличивает температуру газовой среды в помещении, но уменьшает время развития пожара.

4.2 Расчет необходимого времени эвакуации из помещения по данным ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования

Рассчитываем необходимое время эвакуации для помещения размерам 60х24х6, пожарной нагрузкой в котором является древесина. Начальная температура в помещении -20 0С.

Исходные данные.

помещение:

свободный объем м3

безразмерный параметр

температура t0=20 0С

ГН

Вид горючего материала - древесина - ТГМ, n=3;

тепла сгорания Q = 13,8 МДж/кг

удельный расход кислорода 1,15 кг/кг

дымовыделение D = 144 Нпм2/кг

удельный выход СО LC0 = 0,024 кг/кг

удельный выход СО2 LC02 = 1,51 кг/кг

удельная скорость выгорания Ш0 = 54 кг/м2ч = 54/3600 = 1,510-2 кг/м2с;

линейная скорость распространения пламени

полнота сгорания ГМ з = 0,95

коэффициент теплопоглощения (теплопотерь) ц = 0,6;

другие параметры:

коэффициент отражения б = 0,3;

начальная освещенность Е = 50 Лк;

удельная изобарная теплоемкость Ср = 1,00310-3 МДж/кгК;

предельная дальность видимости

предельные значения концентрации токсичных газов

Расчет вспомогательных параметров:

кг/с3

кг

с3

Расчет критического времени наступления предельно-допустимых значений ОФП:

1) повышенной температуре:

с

2) по потере видимости

3) по пониженному содержанию кислорода

4) по углекислому газу СО2

;

под знаком логарифма получается отрицательное число данный фактор не представляет опасности;

5) по угарному газу CO:

;

под знаком логарифма получается отрицательное число данный фактор не представляет опасности.

Критическая продолжительность пожара

с

Критическая продолжительность пожара обусловлена временем наступления предельно-допустимого значения дальности видимости (менее 20 м).

Необходимое время эвакуации людей из цеха деревообрабатывающего предприятия:

8,7 мин

Чтобы увеличить необходимое время эвакуации людей из цеха деревообрабатывающего предприятия необходимо увеличить освещаемость цеха, с помощью, например, увеличения оконных проемов.

Вывод: различие в значениях необходимого времени эвакуации, полученных по данным математического моделирования и по расчетам по ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования обусловлено тем, что интегральная математическая модель пожара позволяет учесть потери теплоты на нагрев конструкции, освещаемость помещения, теплоемкость материалов и их отражательную способность.

5. Расчет динамики ОФП для уровня рабочей зоны. Анализ обстановки на пожаре на 11 минуте развития пожара

Уровень рабочей зоны, согласно ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования», принимается равным 1,7 м.

Связь между локальными и среднеобъемными значениями ОФП по высоте помещения имеет следующий вид:

(ОФПп - ОФПо) = (ОФПm - ОФПо)Z,

где ОФПп - локальное значения ОФП,

ОФПо - начальное значение ОФП,

ОФПm - среднеобъемное значение ОФП,

Z - безразмерный параметр,

0,42;

Расчеты проведены в программе Excel.

Таблица 3. Динамика развития ОФП на уровне рабочей зоны

Время ф, мин

Температура tm, C

оптич, плотн, дыма µm Нп/м

дальность видимости Lвид, м

ХmO2, масс %

ХmСO, масс %

ХmСO2, масс %

Pm, кг/м^3

нейтральная плоскость ПРД - Y, м

1

20

0

64,62

23

0

0,0004

1,205

1,4244

2

20

0,00042

64,62

23

0

0,0017

1,205

1,4118

3

20,42

0,00042

64,62

23

0

0,0046

1,204

1,3992

4

20,84

0,00126

64,62

22,99

0

0,0088

1,203

1,3908

5

21,26

0,00168

64,62

22,99

0,0004

0,0155

1,201

1,3866

6

21,68

0,00294

64,62

22,98

0,0004

0,0248

1,198

1,3824

7

22,52

0,0042

64,62

22,97

0,0004

0,037

1,195

1,3782

8

23,36

0,00588

64,62

22,96

0,0008

0,0529

1,192

1,3782

9

24,62

0,00756

64,62

22,94

0,0013

0,0727

1,188

1,3782

10

25,46

0,01008

64,62

22,92

0,0017

0,097

1,183

1,3824

11

26,72

0,0126

64,62

22,89

0,0021

0,126

1,178

1,3824

12

28,4

0,01554

64,2924

22,87

0,0025

0,1604

1,173

1,3824

Таблица 4. Время достижения ПДЗ ОФП в помещении на уровне рабочей зоны

№ п/п

Вид ОФП

Предельно допустимое значение

Время достижения ПДЗ ОФП

1

Температура газовой среды

70 оС

Не достиг

2

Парциальная плотность О2

0,226 кг/м3

Не достиг

3

Парциальная плотность СО

0,00116 кг/м3

9,5

4

Парциальная плотность СО2

0,11 кг/м3

10,5

5

Оптическая плотность дыма

0,116 Нп/м

5

Анализ обстановки на пожаре на 11 минуте развития пожара.

При свободном развитии пожара идет постепенное развитие пожара и площадь пожара достигает 4,94 м2.

Температура на уровне рабочей зоны не превышает ПДЗ и равна 26,72оС

Наблюдается задымление, дальность видимости в помещении составляет

Концентрация кислорода 22,89% что превышает ПДЗ

Парциальная плотность СО и СО2 достигают ПДЗ и равны соответственно

0,0021 и 0,126%

Рис.14 Схема газообмена в помещении в момент времени 11 мин

На 11 минуте газообмен протекает достаточно интенсивно, со следующими показателями: приток холодного воздуха составляет 2,294 кг/с, а отток нагретых газов из помещения 3,992 кг/с. В верхней части дверного проема идет отток задымленных нагретых газов из помещения , плоскость равных давлений опускается до уровня 1,38, что на 0,32 м ниже уровня рабочей зоны.

Вывод: исходя из анализа обстановки на пожаре на 11 минуте развития пожара, действия пожарных должны быть следующими: немедленно приступить к тушению пожара ,вероятность найти живых велика из-за не превышения ПДЗ.

Общий вывод по работе

В данной курсовой работе мы использовали два наиболее распространенных метода математического моделирования динамики опасных факторов пожара: это расчет необходимого времени эвакуации из помещения по данным ГОСТ 12.1.004-91. и второй способ, это расчет необходимого времени эвакуации из помещения по данным математического моделирования, которое производится с помощью программы Intel Model. Оба способа одобрены и санкционированы соответствующими органами надзора и являются верными. Однако между ними существует не значительное расхождение в итоговых результатах, что объясняется кардинально разной методикой ведения расчетов, приближенными вычислениями, погрешностью в самих формулах и неточностью в самом методе расчета.

По сей день, пожар - это процесс неконтролируемый и мы не можем с точностью сказать, что один из этих методов расчета является более точным, чем второй.

В результате выполнения курсовой работы были закреплены и углублены знания в области математического моделирования динамики ОФП, были получены навыки пользования компьютерной программой Intel Model при исследовании пожаров. Были получены навыки в области определения наиболее опасного фактора для находящихся в помещении людей, из которых впоследствии можно делать выводы, с чего начинать пожаротушение.

Литература

пожар моделирование опасный фактор

1. Абросимов Ю.Г. и др. Методические указания к выполнению курсовой работы по прогнозированию опасных факторов пожара в помещении. М. 1997. - 62.

2. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении. Учебное пособие. М., 2000.

3. ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования.

4. Кошмаров Ю.А. и др. Термогазодинамика пожаров в помещениях. - М. 1988.

Размещено на Allbest


Подобные документы

  • Описание интегральной математической модели свободного развития пожара в складском помещении. Расчет динамики опасных факторов для уровня рабочей зоны с помощью компьютерной программы Intmodel. Расчет времени, необходимого для эвакуации из помещения.

    методичка [343,2 K], добавлен 09.06.2014

  • Описание интегральной математической модели свободного развития пожара в помещении. Динамика опасных факторов пожара в помещении. Определение времени от начала пожара до блокирования эвакуационных путей опасными факторами пожара на примере канцелярии.

    курсовая работа [286,6 K], добавлен 16.02.2016

  • Концентрации и действие летучих токсичных веществ, выделяющихся при пожаре. Влияние опасных факторов, удельный выход газов при горении. Задание и табличные данные для выполнения расчета времени эвакуации и степени опасности горючих веществ при пожаре.

    методичка [58,7 K], добавлен 27.01.2012

  • Расчет времени эвакуации от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них опасных факторов пожара. Определение величин потенциального риска для работников, которые находятся в здании на территории объекта.

    контрольная работа [107,1 K], добавлен 27.03.2019

  • Описание математической модели развития пожара в помещении. Прогнозирование обстановки на пожаре к моменту прибытия первых подразделений на его тушение. Определение критической продолжительности пожара и времени блокирования эвакуационных путей.

    курсовая работа [887,4 K], добавлен 21.11.2014

  • Определение эвакуации как вынужденного вывода людей из зоны, в которой возможно воздействие на них опасных факторов пожара. Характеристика основных средств пожаротушения. Техника использования огнетушителей и их классификация на углекислотные и пенные.

    презентация [482,2 K], добавлен 12.11.2011

  • Нормативно-правовая документация учебного учреждения с учетом требований пожарной безопасности. Определение расчётного времени эвакуации в школе. Исследование процесса возникновения пожара. Разработка мероприятий по повышению пожарной безопасности.

    курсовая работа [107,3 K], добавлен 22.06.2011

  • Условия возникновения пожара: образование горючего вещества, наличие окислителя, появление источника зажигания. Расчет параметров источников пожара. Оценка необходимого времени эвакуации людей из помещения. Основные меры по предотвращению пожара.

    контрольная работа [454,3 K], добавлен 26.02.2012

  • Конструктивные особенности здания. Система противопожарной защиты организации. Расчет факторов пожара, сил и средств его для локализации и ликвидации. Определение необходимого времени эвакуации. Рекомендации по повышению уровня пожарной безопасности.

    дипломная работа [391,3 K], добавлен 21.12.2015

  • Разработка схемы эвакуации учащихся школы. Инструкция по мерам пожарной безопасности и эвакуации, порядок действий в случае пожара. Расчет продолжительности пожара по повышенной температуре и по концентрации кислорода. Расчет времени на эвакуацию.

    курсовая работа [216,6 K], добавлен 13.01.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.