Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении пищевой промышленности (пшеница, рис, гречиха и мука из них)

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.

Рубрика Безопасность жизнедеятельности и охрана труда
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 21.11.2014
Размер файла 887,4 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

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

Академия Государственной противопожарной службы

МЧС России

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ПРОГНОЗИРОВАНИЮ ОФП

Тема: Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении пищевой промышленности (пшеница, рис, гречиха и мука из них)

Программа ИРКР:1.) Определить критическую продолжительность пожара по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей (рабочей зоне) по формулам, приведенным в [3].

Определить время блокирования эвакуационных путей из помещения, используя данные динамики ОФП

2.)Определить изменение среднеобъемной температуры и положения ПРД при включении в заданный момент времени развития пожара механической вытяжки

Выполнил: курсант уч. гр. 2711 ряд. вн. сл. Запорожцев Е.А.

Проверил: преподаватель кафедры Лебедченко О.С.

Москва 2014 год

Содержание

Введение

1 . Исходные данные

2. Описание математической модели развития пожара в помещении

3. Расчет динамики опасных факторов пожара в помещении

4. Определение критической продолжительности пожара и времени блокирования эвакуационных путей

5. Прогнозирование обстановки на пожаре к моменту прибытия первых подразделений на тушение

6.Исходные условия для ИРКР, результаты расчетов и итоги исследования

Список литературы

опасный пожар тушение эвакуационный

Введение

Для разработки экономически оптимальных и эффективных противопожарных мероприятий необходим научно-обоснованный прогноз динамики опасных факторов пожара. Прогнозирование динамики опасных факторов пожара необходимо:

-при разработке рекомендаций по обеспечению безопасной эвакуации людей при пожаре;

-при создании и совершенствовании систем сигнализации и автоматических систем пожаротушения;

-при разработке оперативных планов тушения пожаров;

-при оценке фактических пределов огнестойкости;

И для многих других целей.

Современные научные методы прогнозирования динамики опасных факторов пожара основываются на математических моделях пожара. Математическая модель пожара описывает в самом общем виде изменения параметров состояния среды в помещении с течением времени. А также состояние ограждающих конструкций этого помещения и различных элементов технологического оборудования.

Математические модели пожара в помещении состоят из дифференциальных уравнений, отображающих фундаментальные законы природы: закон сохранения массы и закон сохранения энергии.

Математические модели пожара в помещении делятся на три класса: интегральные, зонные и дифференциальные. В математическом отношении вышеназванные три вида моделей пожара характеризуются разным уровнем сложности. Для проведения расчетов опасных факторов пожара в помещении отделочного цеха мебельного комбината выбираем интегральную математическую модель развития пожара в помещении.

1.Исходные данные. Краткая характеристика объекта

Общественное здание одноэтажное. Здание построено из сборных железобетонных конструкций и кирпича.

Размеры помещения в плане:

Ширина = 9 м;

Длина = 12 м;

Высота = 3,6 м;

План помещения на рисунке п.1.

Рисунок 1 План помещения

В наружных стенах помещения общественного здания имеется 3 одинаковых оконных проема, один из которых открытый. Расстояние от пола до нижнего края каждого оконного проема = 0,8 м.Высота оконных проемов=2,6 м. Ширина каждого оконного проема=2 м. Остекление оконных проемов выполнено из обычного стекла. Остекление разрушается при среднеобъемной температуре газовой среды в помещении, равной; для 2-го проема - 19 °С, для 3-го -300 °С, для 4-го - 250 °С.

Отдел пищевой промышленности имеет два одинаковых дверных проема, соединяющих помещение с наружной средой. Их ширина равна 0,8м и высота 1,9м. При пожаре дверные проемы открыты.

Горючий материал представляет собой пшеницу, рис, гречиху и муку из них. Горючий материал расположен на полу. Размер площадки, занятой горючим материалом: длина=10 м, ширина=5 м. Количество горючего материала составляет 1300кг.

Сбор исходных данных

Геометрические характеристики объекта.

Выбирается положение центра ортогональной системы координат в левом нижнем углу помещения на плане (рис. п.1). Координатная ось х направлена вдоль длины помещения, ось у - вдоль его ширины, ось z - вертикально вдоль высоты помещения.

Геометрические характеристики:

помещение: длина L=12 м; ширина B=9 м; высота H=3,6 м.

двери (количество дверей Nдо =2): высота hд1,2=1,9м; ширина bд1,2=0,8м; координаты левого нижнего угла двери:yд1 =0 м;xд1 = 2 м;yд2 = 9м; xд2=9,2м(10м);

открытые окна (количество открытых окон Nоо=1): высота hoo1,2=1,8 м; ширина boo1,2= 2 м; координаты одного нижнего угла окна: xoo1= 0 м; yoo1= 3 м; zoo1=0,8м;

закрытые окна (количество закрытых окон Nзо=2): высота hзо1=1,8 м; ширина bзо1=2,0м; координаты одного нижнего угла окна: xзо1= 12 м; yзо1=1,5 м; zзо1=0,8м; температура разрушения остекления Ткр=300С; xзо2= 12 м; yзо2=6м; zзо2=0,8м; температура разрушения остекления Ткр=250С

Свойства горючей нагрузки выбираем по типовой базе горючей нагрузки(приложение 3 цех пищевой промышленности (пшеница, рис, гречиха и мука из них № 50.))

низшая рабочая теплота сгорания Qрн = 17 МДж/кг ;

скорость распространения пламени Vл = 0,005 м/с;(5 мм/с).

удельная скорость выгорания Ш0 = 0,08 кг/(м2 с); (28, 8 кг/(м2 ч));

удельное дымовыделение D = 1096 Нп*м2/кг;

удельное потребление кислорода при горении Lо2 = 0,968 кг/кг;

выделение окиси углерода Lсо = 0,163 кг/кг;

выделение двуокиси углерода Lсо2 = 0,812 кг/кг;

Остальные характеристики горячей нагрузки:

суммарная масса горячей нагрузки М?=1200 кг;

длина открытой поверхности lпн = 9 м;

ширина открытой поверхности bпн = 7 м;

высота открытой поверхности от уровня пола hпн = 0 м;

Начальные граничные условия.

Задаемся начальными и граничными условиями:

Температура газовой среды помещения равна Tm0=20? С;(293К);

Температура наружного воздуха составляет Та=-230 С;(250К);

Давления в газовой среде помещения и наружном воздухе на уровне пола равны Ра = 105 Па.(101300Па).

Выбор сценария развития пожара.

Место возникновения горения расположено в центре площадки, занятой ГМ

2. 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; сm,Tm,pm - соответственно среднеобъемные плотности, температуры и давления; мm - среднеобъемная концентрация продукта горения; XO2 - среднеобъемная концентрация кислорода.

3. 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.3.1

Исходные данные для расчета динамики опасных факторов пожара в помещение

Атмосфера:

Давление, мм.рт.ст.

Температура, °С

760

20

Помещение:

Длина, м

Ширина, м

Высота, м

12

9

3,6

Температура, °С

20

Количество проемов

4

Координаты первого проема:

нижний срез, м.

0

верхний срез, м.

1,9

ширина, м.

1,6

вскрытие, °С

19

Координаты второго проема:

нижний срез, м.

0,8

верхний срез, м.

2,6

ширина, м.

2

вскрытие, °С

19

Координаты третьего проема:

нижний срез, м.

0,8

верхний срез, м.

2,6

ширина, м.

вскрытие, °С

2

300

Координаты четвертого проема:

нижний срез, м.

верхний срез, м.

ширина, м.

вскрытие, °С

Горючая нагрузка>>

0,8

2,6

2,0

250

Горючая нагрузка:

Вид горючей нагрузки: пшеница, рис, гречиха и мука из них.

Твердая

Длина, м.

10

Ширина, м.

5

Количество, кг.

1300

Выделение тепла, МДж/кг

17

Потребление О2, кг/кг

1,968

Дымовыделение, Нп*м2/кг

1096

Выделение CO, кг/кг

0,1630

Выделение CO2, кг/кг

0,8120

Скорость выгорания, кг/(м2 час)

28,8

Линейная скорость пламени, мм/с

5,00

Таблица п.3.2

Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении

Вpемя

мин

Т-pа,°С

Конц.О2

масс.%

Задымл.,

Нп/м

Дальн. вид., м.

Конц.СО,

масс.%

Конц.СО2,

масс.%

Конц.ОВ,

масс.%

0.0

20

23.000

0.000

15.00

0.000

0.000

77.000

1.0

21

22.992

0.011

15.00

0.001

0.006

76.994

2.0

29

22.924

0.094

15.00

0.011

0.056

76.947

3.0

48

22.746

0.287

8.30

0.038

0.188

76.822

4.0

74

22.430

0.584

4.07

0.085

0.421

76.601

5.0

111

21.958

0.984

2.42

0.155

0.771

76.269

6.0

159

21.300

1.544

1.54

0.253

1.262

75.803

7.0

222

20.389

2.508

0.95

0.392

1.955

75.146

7.4

251

19.956

3.111

0.76

0.460

2.293

74.826

8.0

281

19.716

3.871

0.61

0.502

2.499

74.630

8.3

300

19.504

4.326

0.55

0.537

2.673

74.465

9.0

315

19.578

4.536

0.52

0.528

2.631

74.505

10.0

367

19.007

5.782

0.41

0.623

3.104

74.056

11.0

433

18.099

9.116

0.26

0.786

3.915

73.288

12.0

503

17.019

15.854

0.15

1.002

4.994

72.265

13.0

561

15.990

26.873

0.09

1.244

6.196

71.125

13.8

581

15.516

35.525

0.07

1.379

6.871

70.484

14.0

583

15.476

36.571

0.07

1.393

6.938

70.421

15.0

585

15.393

39.115

0.06

1.423

7.090

70.277

16.0

585

15.383

39.463

0.06

1.427

7.110

70.256

17.0

585

15.382

39.499

0.06

1.428

7.112

70.256

18.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

19.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

20.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

21.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

22.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

23.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

24.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

25.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

26.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

27.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

28.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

29.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

30.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

31.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

32.0

585

15.382

39.502

0.06

1.428

7.112

70.256

33.0

482

16.809

28.326

0.08

1.114

5.548

71.739

34.0

329

19.156

8.996

0.26

0.621

3.096

74.065

35.0

256

20.197

4.138

0.58

0.433

2.158

74.954

36.0

213

20.759

2.690

0.88

0.340

1.695

75.393

37.0

181

21.139

2.042

1.17

0.280

1.397

75.676

38.0

156

21.423

1.658

1.44

0.236

1.178

75.883

39.0

136

21.648

1.392

1.71

0.202

1.007

76.045

40.0

120

21.831

1.192

2.00

0.174

0.869

76.176

41.0

106

21.982

1.033

2.30

0.152

0.755

76.284

42.0

94

22.110

0.902

2.64

0.132

0.660

76.374

43.0

84

22.219

0.791

3.01

0.116

0.579

76.451

44.0

76

22.311

0.697

3.42

0.102

0.510

76.517

45.0

68

22.391

0.615

3.87

0.090

0.450

76.573

46.0

62

22.461

0.544

4.38

0.080

0.399

76.622

47.0

57

22.521

0.480

4.96

0.071

0.354

76.664

48.0

52

22.575

0.423

5.63

0.063

0.314

76.702

49.0

48

22.623

0.373

6.39

0.056

0.279

76.736

50.0

45

22.665

0.328

7.25

0.050

0.248

76.765

51.0

42

22.701

0.289

8.23

0.044

0.221

76.791

52.0

39

22.734

0.255

9.34

0.039

0.197

76.813

53.0

37

22.762

0.224

10.60

0.03

0.176

76.833

54.0

35

22.787

0.198

12.04

0.032

0.157

76.851

55.0

33

22.810

0.174

13.69

0.028

0.141

76.867

55.3

33

22.816

0.167

14.28

0.027

0.136

76.871

Таблица п.3.3

Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении

Вpемя

мин

Плотн. газ

кг/м3

Избыт. давл., Па

Высота ПРД, м

Пpиток воздуха

Истечение газа

Скорость выгор., г/с

м3/с

кг/с

м3/с

кг/с

0.0

1.2053

0.00

1.36

0.003

0.004

0.003

0.004

0.0

1.0

1.2007

0.02

1.28

0.350

0.421

0.443

0.532

2.3

2.0

1.1682

0.19

1.27

0.974

1.174

1.304

1.523

9.1

3.0

1.1015

0.54

1.27

1.620

1.952

2.253

2.482

20.5

4.0

1.10170

0.99

1.26

2.163

2.607

3.182

3.236

37.3

5.0

0.9202

1.54

1.25

2.606

3.141

4.189

3.854

60.9

6.0

0.8176

2.16

1.23

2.957

3.564

5.297

4.331

94.6

7.0

0.7136

2.84

1.21

3.212

3.872

6.568

4.687

144.0

7.4

0.6747

3.11

1.20

3.284

3.959

7.102

4.792

168.8

8.0

0.6377

2.53

1.35

5.338

6.434

11.186

7.133

232.2

8.3

0.6165

2.66

1.34

5.378

6.482

11.685

7.203

254.1

9.0

0.6004

2.31

1.41

7.412

8.934

15.818

9.498

311.2

10.0

0.5523

2.62

1.39

7.449

8.978

17.575

9.707

387.3

11.0

0.5003

2.95

1.37

7.483

9.020

19.668

9.840

496.9

12.0

0.4551

3.27

1.36

7.476

9.012

21.758

9.902

636.3

13.0

0.4234

3.50

1.34

7.453

8.984

23.405

9.911

783.4

13.8

0.4134

3.56

1.34

7.471

9.005

23.900

9.883

847.6

14.0

0.4128

3.56

1.34

7.474

9.008

23.932

9.879

853.6

15.0

0.4117

3.57

1.34

7.475

9.010

23.985

9.876

863.6

16.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.991

9.875

864.8

17.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

18.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

19.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

20.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

21.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

22.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

23.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

24.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

25.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

26.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

27.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

28.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

29.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

30.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

31.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

32.0

0.4116

3.57

1.34

7.475

9.010

23.992

9.875

865.0

33.0

0.4680

2.91

1.40

8.008

9.652

20.110

9.412

568.5

34.0

0.5867

2.20

1.44

7.862

9.476

15.584

9.142

305.7

35.0

0.6674

1.83

1.45

7.546

9.096

13.302

8.877

215.2

36.0

0.7273

1.56

1.47

7.269

8.761

11.792

8.576

165.7

37.0

0.7779

1.35

1.48

6.996

8.433

10.618

8.259

131.8

38.0

0.8225

1.18

1.49

6.719

8.099

9.644

7.932

106.5

39.0

0.8626

1.03

1.49

6.437

7.759

8.810

7.599

86.8

40.0

0.8990

0.90

1.50

6.152

7.415

8.080

7.263

71.2

41.0

0.9319

0.79

1.51

5.866

7.070

7.432

6.927

58.6

42.0

0.9618

0.69

1.51

5.580

6.726

6.853

6.591

48.4

43.0

0.9889

0.60

1.52

5.298

6.385

6.330

6.260

40.0

44.0

1.0134

0.53

1.52

5.019

6.050

5.855

5.933

33.1

45.0

1.0354

0.46

1.52

4.747

5.721

5.422

5.614

27.4

46.0

1.0553

0.40

1.53

4.481

5.401

5.025

5.303

22.7

47.0

1.0715

0.36

1.53

4.242

5.113

4.698

5.034

18.8

48.0

1.0862

0.32

1.53

4.016

4.841

4.388

4.766

15.5

49.0

1.0995

0.28

1.53

3.796

4.575

4.099

4.507

12.9

50.0

1.1114

0.25

1.53

3.585

4.321

3.833

4.260

10.7

51.0

1.1220

0.22

1.53

3.384

4.079

3.586

4.023

8.9

52.0

1.1314

0.19

1.53

3.193

3.848

3.357

3.798

7.3

53.0

1.1398

0.17

1.54

3.011

3.629

3.145

3.585

6.1

54.0

1.1472

0.15

1.54

2.839

3.422

2.948

3.382

5.0

55.0

1.1538

0.13

1.545

2.676

3.225

2.764

3.189

4.2

55.3

1.1559

0.13

1.54

2.623

3.162

2.706

3.127

3.9

Таблица п.3.4

Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении

Вpемя

гор.,

мин

Конц.

ОВ

масс.%

Т-pа

°С

Конц.О2

масс.%

Полн.сгор.,

масс,%

Удельная ск. выг.,

кг/(м2ч)

Выг.

масса,

кг

Скор.

выг.,

г/с

Площадь

м2

0.0

77.000

20

23.000

89.805

28.800

0.000

0.0

0.00

1.0

76.994

21

22.992

89.805

28.800

0.036

2.3

0.28

2.0

76.947

29

22.924

89.803

28.820

0.333

9.1

1.13

3.0

76.822

48

22.746

89.782

28.967

1.185

20.5

2.55

4.0

76.601

74

22.430

89.684

29.427

2.880

37.3

4.56

5.0

76.269

111

21.958

89.395

30.384

5.774

60.9

7.22

6.0

75.803

159

21.300

88.697

32.016

10.365

94.6

10.63

7.0

75.146

222

20.389

87.138

34.558

17.407

144.0

15.01

7.4

74.826

251

19.956

86.149

35.830

20.927

168.8

16.96

8.0

74.630

281

19.716

85.532

40.116

28.814

232.2

20.84

8.3

74.465

300

19.504

84.946

40.728

33.074

254.1

22.46

9.0

74.505

315

19.578

85.154

42.467

45.607

311.2

26.38

10.0

74.056

367

19.007

83.415

44.271

66.338

387.3

31.50

11.0

73.288

433

18.099

80.074

48.624

92.653

496.9

36.79

12.0

72.265

503

17.019

75.195

53.902

126.469

636.3

42.50

13.0

71.125

561

15.990

69.688

58.191

169.063

783.4

48.47

13.8

70.484

581

15.516

66.955

61.030

209.980

847.6

50.00

14.0

70.421

583

15.476

66.659

61.460

218.648

853.6

50.00

15.0

70.277

585

15.393

66.154

62.182

270.254

863.6

50.00

16.0

70.258

585

15.383

66.093

62.268

322.117

864.8

50.00

17.0

70.256

585

15.382

66.087

62.277

374.012

865.0

50.00

18.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

425.910

865.0

50.00

19.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

477.808

865.0

50.00

20.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

529.706

865.0

50.00

21.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

581.604

865.0

50.00

22.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

633.502

865.0

50.00

23.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

685.400

865.0

50.00

24.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

737.298

865.0

50.00

25.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

789.196

865.0

50.00

26.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

841.094

865.0

50.00

27.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

892.992

865.0

50.00

28.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

944.891

865.0

50.00

29.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

996.789

865.6

50.00

30.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

1048.687

865.0

50.00

31.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

1100.585

865.0

50.00

32.0

70.256

585

15.382

66.087

62.278

1152.483

865.0

50.00

33.0

71.739

482

16.809

74.134

40.929

1199.327

568.5

50.00

34.0

74.065

329

19.156

83.898

22.012

1224.041

305.7

50.00

35.0

74.954

256

20.197

86.719

15.494

1239.350

215.2

50.00

36.0

75.393

213

20.759

87.856

11.931

1250.700

165.7

50.00

37.0

75.676

181

21.139

88.471

9.489

1259.602

131.8

50.00

38.0

75.883

156

21.423

88.854

7.668

1266.747

106.5

50.00

39.0

76.045

136

21.648

89.110

6.253

1272.553

86.8

50.00

40.0

76.176

120

21.831

89.288

5.128

1277.305

71.2

50.00

41.0

76.284

106

21.982

89.415

4.221

1281.214

58.6

50.00

42.0

76.374

94

22.110

89.508

3.482

1284.438

48.4

50.00

43.0

76.451

84

22.219

89.576

2.878

1287.104

40.0

50.00

44.0

76.517

76

22.311

89.628

2.380

1289.311

33.1

50.00

45.0

76.573

68

22.391

89.667

1.970

1291.140

27.4

50.00

46.0

76.622

62

22.461

89.697

1.631

1292.656

22.7

50.00

47.0

76.664

57

22.521

89.720

1.351

1293.913

18.8

50.00

48.0

76.702

52

22.575

89.738

1.119

1294.954

15.5

50.00

49.0

76.736

48

22.623

89.753

0.928

1295.817

12.9

50.00

50.0

76.765

45

22.665

89.764

0.769

1296.532

10.7

50.00

51.0

76.791

42

22.701

89.772

0.637

1297.125

8.9

50.00

52.0

76.813

39

22.734

89.779

0.528

1297.616

7.3

50.00

53.0

76.833

37

22.762

89.785

0.438

1298.023

6.1

50.00

54.0

76.851

35

22.787

89.789

0.363

1298.361

5.0

50.00

55.0

76.867

33

22.810

89.792

0.301

1298.641

4.2

50.00

55.3

76.871

33

22.816

89.793

0.283

1298.723

3.9

50.00

Таблица п3.5

Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении

Вpемя

мин

Т-pа

°С

Т-ра поверхности,

°С

Коэф. теплообмена,

Вт/(м2К)

Плот.тепл.

потока, Вт/м2

Тепл. поток,

кВт

0.0

20

20

0.000

0.0

0.00

1.0

21

20

3.922

3.5

1.27

2.0

29

22

7.933

58.7

21.18

3.0

48

26

11.336

245.0

88.32

4.0

74

33

13.797

572.9

206.57

5.0

111

44

15.008

1010.3

364.27

6.0

159

60

16.766

1654.0

596.37

7.0

222

87

19.379

2617.8

943.88

7.4

251

101

20.694

3133.2

1118.41

8.0

281

116

22.195

3651.3

1303.38

8.3

300

127

23.190

4054.2

1432.59

9.0

315

136

24.020

4313.5

1524.21

10.0

367

167

27.027

5383.8

1902.42

11.0

433

214

31.496

6915.8

2443.77

12.0

503

268

37.010

8690.5

3070.89

13.0

561

319

42.294

10260.2

3625.54

13.8

581

337

44.292

10818.7

3822.91

14.0

583

339

44.444

10860.6

3837.69

15.0

585

341

44.666

10921.1

3859.09

16.0

585

341

44.691

10927.9

3861.50

17.0

585

341

44.693

10928.6

3861.74

18.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

19.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

20.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

21.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

22.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

23.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

24.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

25.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

26.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

27.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

28.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

29.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

30.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

31.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

32.0

585

341

44.694

10928.7

3861.76

33.0

482

251

35.225

8130.9

2873.13

34.0

329

144

24.796

4592.3

1622.74

35.0

256

104

20.970

3203.1

1131.85

36.0

213

83

18.968

2466.0

871.37

37.0

181

69

17.639

1975.9

698.19

38.0

156

59

16.667

1617.6

571.60

39.0

136

52

15.918

1342.7

474.47

40.0

120

46

15.323

1125.3

397.65

41.0

106

42

14.841

949.8

335.63

42.0

94

38

14.444

806.0

284.79

43.0

84

36

14.114

686.7

242.66

44.0

76

33

13.837

587.0

207.41

45.0

68

31

13.602

503.0

177.72

46.0.

62

29

13.403

431.8

152.57

47.0

57

28

12.419

352.9

124.69

48.0

52

27

11.908

298.2

105.38

49.0

48

26

11.413

251.7

88.94

50.0

45

25

10.940

212.5

75.08

51.0

42

25

10.488

179.5

63.42

52.0

39

24

10.056

151.7

53.61

53.0

37

24

9.644

128.3

45.33

54.0

35

23

9.249

108.6

38.36

55.0

33

23

8.872

91.9

32.47

55.3

33

23

8.750

86.9

30.72

Примечание:

При ф=4.5 мин. разрушается оконное остекление;

При ф=5.8 мин. площадь ГМ охвачена огнем полностью;

При ф=30.0 мин. полное выгорание горючей нагрузки.

Графики зависимости Tm(ф), µm(ф), XO2(ф), XCO2(ф), XCO(ф), Sпож(ф), Y*(ф), lвид(ф) представлены на рисунке п.3.1-п3.8

4.Определение критической продолжительности пожара и времени блокирования эвакуационных путей

Обеспечению безопасности людей при возможном пожаре необходимо уделять первостепенное значение.

Основополагающий документ, регламентирующий пожарную безопасность в России - ФЗ № 123 "Технический регламент" определяет эвакуацию как один из основных способов обеспечения безопасности людей при пожарах в зданиях и сооружениях.

Основным критерием обеспечения безопасности людей при пожаре * является время блокирования эвакуационных путей фбл. Время блокирования эвакуационных путей вычисляется путем расчета минимального значения критической продолжительности пожара. Критическая продолжительность пожара есть время достижения предельно допустимых для человека опасных факторов пожара.

Таким образом, для расчета времени блокирования эвакуационных путей фбл необходимо располагать методом расчета критической продолжительности пожара. Вопрос о точности метода расчета критической продолжительности пожара является ключевым в решении задачи обеспечения безопасной эвакуации людей на пожаре. Недооценка пожарной опасности, равно как и ее переоценка, может привести к большим экономическим и социальным потерям

Определим с помощью полученных на ПЭВМ данных по динамике ОФП время блокирования эвакуационных путей т§„ из помещения цеха. Для этого предварительно найдем время достижения каждым опасным фактором его критического значения.

К опасным факторам пожара, воздействующим на людей и имущество, относятся:

1)пламя и искры;

2)тепловой поток;

3)повышенная температура окружающей среды;

4)повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;

5)пониженная концентрация кислорода;

6)снижение видимости в дыму.

Критические значения ОФП принимаем по [2,3] (таблица п.4.1).

Таблица п.4.1

Предельно допустимые значения ОФП

ОФП, обозначение, размерность

ПЗД

Температура t, °С

70

Парциальная плотность, кг/м3

-кислорода с1

0,226

-оксида углерода с2

0,00116

-диоксида углерода с2

0,11

-хлористого водорода с2

23·10-6

Оптическая плотность дыма м, Непер/м

2,38/l

Тепловой поток, Вт/м2

1400

Таким образом, критическое значение температуры на уровне рабочей зоны равно 70°С. Для определения времени достижения температурой этого значения рассчитаем, какова же будет среднеобъемная температура, если на уровне рабочей зоны температура будет критической. Связь между локальными и среднеобъемными значениями ОФП по высоте помещения имеет следующий вид [11]:

(ОФП - ОФПо) = (ОФПm - ОФПо)Z,(п.4.1)

где ОФП - локальное (предельно допустимое) значение ОФП;ОФП0 - начальное значение ОФП; ОФПm - среднеобъемное значение опасного фактора; Z - параметр, вычисляемый по формуле:

(п.4.2)

где H - высота помещения, м; h - уровень рабочей зоны, м. Высоту рабочей зоны h определяем по формуле

h = hпл+1,7, (п.4.3)

где hпл - высота площадки, на которой находятся люди, над полом помещения, м.

Наибольшей опасности при пожаре подвергаются люди, находящиеся на более высокой отметке [2]. В нашем случае принимаем hпл = 0. Тогда

h=0+1,7

h=1,7 м

Значение параметра Z на уровне рабочей зоны будет равно:

Тогда при достижении на уровне рабочей зоны температуры 70°С среднеобъемная температура будет равна:

Этого значения среднеобъемная температура достигает, примерно, через 4,0 минуты после начала пожара (таблица п.3.2).

Для успешной эвакуации людей дальность видимости при задымлении помещения при пожаре должна быть не меньше расстояния от наиболее удаленного рабочего места до эвакуационного выхода. Дальность видимости на путях эвакуации должна быть не менее 20 м [ 2 ]. Дальность видимости связана с оптической плотностью дыма следующим соотношением [11]:

lпр=2,38/м(4.4)

Отсюда, предельная дальность видимости на уровне рабочей зоны будет соответствовать следующему значению оптической плотности дыма:

lпр=2,38/20

lпр=0,119 Нп/м

При этом среднеобъемный уровень задымленности будет равен:

По таблице п.3.2 получаем фм= 2,6 минут.

Предельная парциальная плотность кислорода на путях эвакуации составляет 0,226 кг/м3.

При достижении на уровне рабочей зоны парциальной плотностью О2 этого значения, среднеобъемная плотность кислорода составит:

Для определения времени достижения концентрацией кислорода этого значения строим график зависимости среднеобъемной плотности кислорода от времени пожара (рисунок п.4.1).

(п.4.5)

В соответствии с рисунком п.3.9 время достижения критического значения парциальной плотности кислорода составляет 5 минут.

Предельная парциальная плотность оксида углерода на путях эвакуации составляет 1,16·10-3 кг/м3. При достижении на уровне рабочей зоны парциальной плотностью СО этого значения, среднеобъемная плотность оксида углерода составит:

Такого значения среднеобъемная парциальная плотность СО за время расчета достигает за 6 минут (рисунок п.4.2.).

Предельное значение парциальной плотности СO2 на уровне рабочей зоны равно 0,11 кг/м3. При этом среднеобъемное значение плотности диоксида углерода будет равно:

Такого значения парциальная плотность СO2 за время расчета не достигает (рисунок п.4.3).

Предельно допустимое значение теплового потока на путях эвакуации составляет 1400 Вт/м2. В первом приближении оценить значение плотности теплового потока на путях эвакуации можно по данным таблицы п.3.5.

Средняя плотность теплового потока на путях эвакуации достигает своего критического значения через 5,7 минуты от начала пожара (таблица п. 3.5).

Как видим, быстрее всего критического значения достигает температура газовой среды в помещении, следовательно, фt= 4 мин.

5. Прогнозирование обстановки на пожаре к моменту прибытия первых подразделений на тушение

Определяем обстановку на пожаре к моменту прибытия на пожар первых подразделений. Она определяется расчетом, при этом используются данные, полученные при расчете динамики опасных факторов пожара. На основании анализа полученных данных производится расчет сил и средств, оценка обстановки на пожаре, намечаются действия первых подразделений.

Первые подразделения прибывают на пожар через 4 мин после его начала. В это время площадь пожара составляет 4,56 м2, среднеобъемная температура в помещении составляет 74°С, тогда температура на уровне рабочей зоны (принимаем 1,7 м) для личного состава будет составлять (формула п.4.1):

При такой температуре личный состав должен работать в средствах защиты от повышенной температуры.

Высота плоскости равных давлений на 4 минуте пожара составляет 1,26 м, это ухудшает видимость на пожаре. Все имеющиеся открытые проемы будут работать в смешанном режиме газообмена, т. е. через верхние части проемов, расположенных выше плоскости равных давлений, будут истекать дымовые газы из помещения, а в нижней части проемов будет подсос наружного воздуха. С учетом направления ветра, независимо от высоты расположения нейтральной плоскости, возможно задымление помещений и прилегающей территории с подветренной стороны. План помещения и схемы газообмена помещения с окружающей средой через открытые проемы показана на рисунке п.5.1.

Рис.п. 5.1 а План помещения

Среднеобъемная оптическая плотность дыма в помещении на 4 минуте пожара составляет 0,584 Нп/м.

На уровне рабочей зоны значение оптической плотности дыма будет составлять:

Тогда дальность видимости на уровне рабочей зоны составит:

lвид=2,38/0,531

lвид =4,5 м

Среднеобъемное значение парциальной плотности кислорода в помещении на 4 минуте пожара составляет 0,267 кг/м3 (рисунок п.3.9).

Содержание кислорода на рабочем уровне составит:

Полученное значение парциальной плотности кислорода ниже критического значения, поэтому необходимо предусмотреть работу личного состава в средствах индивидуальной защиты органов дыхания.

Среднеобъемное значение парциальной плотности оксида углерода в помещении на 4 минуте пожара определим по формуле:

(п.5.1)

Тогда

Содержание оксида углерода на рабочем уровне составит:

Полученное значение парциальной плотности оксида углерода ниже критического значения, поэтому для личного состава этот опасный фактор пожара не опасен.

Среднеобъемное значение парциальной плотности диоксида углерода в помещении на 4 минуте пожара определим по формуле:

(п.5.2)

Тогда

Содержание диоксида углерода на рабочем уровне составит

Полученное значение парциальной плотности диоксида углерода ниже критического значения, поэтому для личного состава этот опасный фактор пожара не опасен.

6. Исходные условия для ИРКР, результаты расчетов и итоги исследования

1. Проведем расчет критической продолжительности пожара и времени блокирования эвакуационных путей по формулам, приведенным в [3].

Расчет фбл производится для наиболее опасного варианта развития пожара, характеризующегося наибольшим темпом нарастания ОФП в рассматриваемом помещении. Сначала рассчитывают значения критической продолжительности пожара (фкр) по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей (рабочей зоне): по повышенной температуре фТ:

(п.6.1)

по потери видимости фпв:

(п.6.2)

по пониженному содержанию кислорода:

(п.6.3)

по каждому из газообразных продуктов горения:

(п.6.4)

(6.5)

Для горения твердых горючих веществ применяется формула:

(п.6.5)

и n=3

(п.6.6)

где В - размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материала и свободного объема помещения, кг;

t0- начальная температура воздуха в помещении, °С;

n - показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени;

А - размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг/cn;

z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распределения ОФП по высоте помещения;

Qн - низшая теплота сгорания материала, МДж/кг;

Ср - удельная изобарная теплоемкость газа МДж/(кг·К);

ц - коэффициент теплопотерь;

з- коэффициент полноты горения;

л-коэффициент отражения предметов на путях эвакуации;

Е- начальная освещенность, лк;

lпр - предельная дальность видимости в дыму, м;

Dm - дымообразующая способность горящего материала, Нп·м2/кг;

L - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала, кг/кг;

X - предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении, кг/м3 (ХСO2 =0,11 кг/м3;Хсо = 1,16·10-3 кг/м3; ХHCL=23·10-6 кг/м3);

Lo2 - удельный расход кислорода, кг/кг;

шF - удельная массовая скорость выгорания, кг/(м2·с);

Vл - линейная скорость распространения пламени, м/с;

При отсутствии специальных требований значения б и Е принимаются равными 0,3 и 50 лк соответственно, а значение lпр=20 м.

Свободный объем помещения соответствует разности между геометрическим объемом и объемом оборудования или предметов, находящихся внутри. Если рассчитывать свободный объем невозможно, допускается принимать его равным 80% геометрического объема.

Коэффициент телопотерь ц представляет собой долю поглощенного ограждающими конструкциям помещения Qw от выделившегося на пожаре Qнр·шF·з:

(п.6.7)

Значение коэффициента теплопотерь ц зависит от большого числа параметров (размеров помещения, количества горючего материала, свойств ограждений и др. ), и, кроме того, изменяется во времени по мере развития пожара.

При расчетах параметров пожара в его начальной стадии коэффициент теплопотерь можно принять постоянным, равный 0,55

Тогда,

vсв=0,8·12·9·3,6

vсв=311,04 м3

Рассчитываем критическую продолжительность пожара по каждому опасному фактору:

по температуре:

по потери видимости:

по пониженному содержанию кислорода:

по содержанию оксида углерода:

по содержанию двуокиси углерода:

под знаком логарифма отрицательное число, что означает - критического значения концентрация СО2 не достигается.

Минимальное значение критической продолжительности пожара (по потери видимости) составляет 27 секунд. Тогда время блокирования эвакуационных путей составит:

фбл=0,8·27/60

фбл=0,36 мин

Расхождения в значениях времени блокирования эвакуационных путей, рассчитанного по программе INTMODEL и по методике [3], составляет почти 61%. Это может быть из-за того, что, во-первых, неверно задано значение коэффициента теплопотерь ц; во-вторых, как показали проведенные расчеты на ЭВМ (таблица п.3.3), в начальный период пожара не выполняется условие Gв=0.

2.Определим изменение среднеобъемной температуры и положение ПРД при включении вытяжки на 2 минуте пожара V=12096 м3/ч.

Таблица п.6.1

Вpемя мин

Т-pа,°С

Высота ПРД, м

0.0

20

1,46

1.0

21

1,44

2.0

23

1,30

3.0

40

1,30

4.0

60

1,32

5.0

108

1,33

6.0

147

1,30

7.0

200

1,30

7.4

220

1,28

8.0

246

1,33

8.3

289

1,36

9.0

300

1,38

10.0

355

1,39

11.0

400

1,40

12.0

467

1,44

13.0

501

1,42

13.8

546

1,42

14.0

570

1,42

15.0

580

1,42

16.0

580

1,42

17.0

580

1,42

18.0

580

1,42

19.0

580

1,42

20.0

580

1,42

21.0

580

1,42

22.0

580

1,42

23.0

580

1,42

24.0

580

1,42

25.0

580

1,42

26.0

580

1,42

27.0

580

1,42

28.0

570

1,42

29.0

567

1,42

30.0

540

1,42

31.0

526

1,42

32.0

513

1,42

33.0

510

1,50

34.0

501

1,51

35.0

470

1,53

36.0

330

1,53

37.0

201

1,54

38.0

150

1,55

39.0

144

1,60

40.0

135

1,65

41.0

112

1,65

42.0

93

1,65

43.0

82

1,65

44.0

74

1,67

45.0

63

1,68

46.0

60

1,70

47.0

53

1,75

48.0

50

1,75

49.0

45

1,75

50.0

43

1,80

51.0

39

1,83

52.0

37

1,87

53.0

35

1,88

54.0

33

1,90

55.0

28

1,90

55.3

28

1,90

В результате проделанного опыта можно сказать, что при включении дымососа на 2 минуте пожара скорость повышения температуры понизилась по сравнению с опытом без включения дымососа и время держания максимальной температуры на пожаре снизилось

Высота ПРД с дымососом повысилась по сравнению с опытом без дымососа. В среднем по времени большая часть проема двери работает на приток воздуха , а большая часть проема окна на оборот на истечении газообразных продуктов горения, но в конце пожара большая часть окна работает на приток воздуха.

Литература

1. Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». 2008.

2. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности. Приложение к приказу МЧС России от 30.06.2009 № 382.

3. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах. Приложение к приказу МЧС России от 10.07.2009 № 404.

4. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (к СНиП П-2-80). - М., 1985.

5. Пожарная безопасность зданий и сооружений. СНиП 21-01-97*.

6. Пузач С.В. Методы расчета тепломассообмена при пожаре в помещении и их применение при решении практических задач пожаровзрыво- безопасности. - М| Академия ГПС МЧС России, 2003.

7. Рыжов A.M., Хасанов И.Р., Карпов А.В. и др. Применение полевого метода математического моделирования пожаров в помещениях. Методические рекомендации. - М.: ВНИИПО, 2003.

8. Определение времени эвакуации людей и огнестойкости строительных конструкций с учетом параметров реального пожара: Учебное пособие/ Пузач С.В., Казенное В.М., Горностаев Р.П. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. 147 л.

9. Астапенко В.М., Кошмаров Ю.А., Молчадский И.С., Шевляков А.Н. Термогазодинамика пожаров в помещениях.- М.: Стройиздат, 1986.

10. Мосалков И.Л., Плюсина Г.Ф., Фролов А.Ю. Огнестойкость строительных конструкций. - М.: Спецтехника, 2001.

11. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении: Учебное пособие. - М.: Академия ГПС МВД России, 2000.

12. Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров. - М., Стройиздат, 1988.

13. Яковлев А.И. Расчет огнестойкости строительных конструкций. - М.: Стройиздат, 1988.

14. Кошмаров Ю.А. Теплотехника: учебник для вузов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. - 501 е.: ил.

15. Задачник по термодинамике и теплопередаче./ Под ред. Кошмарова Ю.А. Часть 3 - М.: Академия ГПС МВД РФ, 2001.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • 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

  • 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

  • Расчет сил и средств, необходимых для тушения пожара. Виды и особенности пожара в гаражах. Прогнозирование возможной обстановки на пожаре на момент введения первых сил и средств на тушение пожара. Рекомендации должностным лицам по тушению пожара.

    курсовая работа [203,3 K], добавлен 19.04.2012

  • Оперативно-тактическая характеристика коврового комбината. Обстановка на пожаре к моменту прибытия РТП, оценка его действий. Прогнозирование возможной обстановки, расчет сил и средств для ограничения развития и тушения пожара. Организация боевого участка.

    курсовая работа [138,8 K], добавлен 17.07.2012

  • 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

  • Определение расчетного времени эвакуации людей при пожаре. Предварительное планирование боевых действий членов добровольных противопожарных формирований по тушению пожара первичными средствами пожаротушения в помещении. Определение площади зоны риска.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 12.04.2017

  • Знакомство с основными правилами тушения пожара. Изучение схемы водоснабжения и расписания выезда пожарных подразделений. Прогнозирование обстановки и расчёт сил и средств для ограничения распространения огня. Охрана труда при работе в зоне горения.

    курсовая работа [416,7 K], добавлен 19.01.2014

  • Разработка плана тушения пожара в здании колледжа: оценка возможной обстановки на объекте к моменту прибытия первых подразделений гарнизона, расчет сил и средств для ликвидации горения, определение количества боевых участков, создание схемы пожаротушения.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.07.2011

  • 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.

    курсовая работа [460,6 K], добавлен 24.08.2011

  • Расписание выездов пожарных подразделений. Определение высоты расположения нейтральной зоны. Расчет параметров пожара до момента введения сил и на момент прибытия первого подразделения. Совмещенный график изменения параметров развития и тушения огня.

    курсовая работа [330,8 K], добавлен 01.02.2015

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.