Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка по курсовой работе ПОФП.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
1.64 Mб
Скачать

3. Расчет динамики опасных факторов пожара в помещении

Для прогнозирования динамики ОФП использована интегральная математическая модель пожара, которую реализует программа INТМОDЕL (см. прил. 3). В этой программе для численного решения системы дифференциальных уравнений использован метод Рунге-Кутта-Фельберга 4-5 порядка точности с переменным шагом.

Для введения исходных данных в компьютер нужно выбрать пункт "данные" главного меню. Режим редактирования позволяет изменить численные значения входных параметров, для их ввода используются цифровые клавиши. После задания всех исходных данных необходимо вернуться в главное меню и выбрать пункт с названием "счет". После этого программа переходит в режим счета. Счет прекращается, если поступит команда об остановке, или "выгорит" весь горючий материал.

Полностью исходные данные для расчетов представлены в табл. п.3.1. Результаты расчета динамики опасных факторов пожара в отделочном цехе представлены в таблицах п.3.2 – п.3.5.

Таблица п.3.1

Исходные данные для расчета динамики опасных факторов пожара в помещении

Атмосфера:

Давление, мм рт. ст

Температура, °С

760

20

Помещение:

Длина, м

Ширина, м

Высота, м

36

18

6

Температура, °С

20

Количество проемов, шт

4

Координаты первого проема:

нижний срез, м

верхний срез, м

ширина, м

вскрытие, °С

0

2,0

1,8

20

Координаты второго проема:

нижний срез, м

верхний срез, м

ширина, м

вскрытие, °С

0,8

3,2

6

20

Координаты третьего проема:

нижний срез, м

верхний срез, м

ширина, м

вскрытие, °С

0,8

3,2

12

300

Координаты четвертого проема:

нижний срез, м

верхний срез, м

ширина, м

вскрытие, °С

0

3

3

20

Горючая нагрузка

Вид горючей нагрузки: дерево+лаковое покрытие

Длина; м

Ширина, м

Количество, кг

Выделение тепла, МДж·кг-1

Потребление О2, кг·кг-1

Дымовыделение, Нп·м2·кг-1

Выделение СО, кг·кг-1

Выделение С02, кг·кг-1

Скорость выгорания, кг/м2 ·час

Линейная скорость пламени, мм·с

20

10

10000

13,90

1,191

64,1

0,0205

0,724

91,8

15,1

Таблица п.3.2

Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении

Время,

мин

Т–ра,

оС

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

40,25

0,000

0,000

77,000

1,0

22

22,974

0,002

40,25

0,000

0,014

76,985

2,0

41

22,755

0,015

40,25

0,004

0,136

76,855

3,0

90

22,114

0,047

40,25

0,014

0,494

76,474

4,0

180

20,746

0,107

22,24

0,036

1,264

75,655

5,0

300

18,463

0,279

8,52

0,074

2,613

74,221

5,0

304

18,390

0,296

8,03

0,075

2,662

74,169

6,0

416

16,223

0,983

2,42

0,121

4,259

72,470

7,0

480

14,282

2,755

0,86

0,177

6,254

70,348

8,0

493

13,323

4,853

0,49

0,220

7,777

68,729

9,0

498

12,851

6,387

0,37

0,248

8,747

67,697

10,0

498

12,641

7,344

0,32

0,263

9,294

67,116

11,0

496

12,620

7,638

0,31

0,267

9,435

66,966

12,0

495

12,618

7,703

0,31

0,268

9,467

66,931

13,0

495

12,617

7,716

0,31

0,268

9,474

66,924

14,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

15,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

16,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

17,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

18,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

19,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

20,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

21,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

22,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

23,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

24,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

25,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

26,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

27,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

28,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

29,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

30,0

495

12,617

7,719

0,31

0,268

9,476

66,922

31,0

465

13,236

7,173

0,33

0,248

8,768

67,675

32,0

401

14,981

4,599

0,52

0,185

6,527

70,058

33,0

335

16,650

2,507

0,95

0,131

4,632

72,074

34,0

276

18,007

1,341

1,78

0,095

3,346

73,442

35,0

227

19,038

0,750

3,17

0,071

2,505

74,336

36,0

188

19,812

0,450

5,29

0,055

1,940

74,937

37,0

157

20,400

0,290

8,21

0,044

1,542

75,360

38,0

132

20,855

0,199

11,96

0,035

1,251

75,669

39,0

111

21,213

0,144

16,51

0,029

1,031

75,904

40,0

95

21,498

0,109

21,87

0,024

0,859

76,086

41,0

82

21,728

0,085

28,06

0,020

0,723

76,231

42,0

71

21,916

0,068

35,16

0,017

0,614

76,347

43,0

62

22,070

0,055

40,25

0,015

0,525

76,441

44,0

55

22,198

0,045

40,25

0,013

0,452

76,519

45,0

49

22,305

0,037

40,25

0,011

0,391

76,584

46,0

45

22,396

0,031

40,25

0,010

0,340

76,639

46,3

43

22,423

0,029

40,25

0,009

0,324

76,655

Таблица п.3.3

Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении

Время,

мин

Плотн. газа,

кг/м3

Изб. давл.,

Па

Высота ПРД,

м

Приток воздуха

Истечение газов

Ск. Выг.,

г/с

м3/с

кг/с

м3/с

кг/с

0,0

1,2053

0,00

1,70

0,016

0,020

0,016

0,020

0,0

1,0

1,1957

0,15

1,37

1,739

2,096

3,730

4,460

58,0

2,0

1,1235

1,36

1,31

4,614

5,562

11,847

13,310

232,3

3,0

0,9729

3,91

1,29

7,487

9,024

21,910

21,317

527,5

4,0

0,7798

7,14

1,29

10,190

12,283

33,008

25,741

970,3

5,0

0,6161

9,68

1,32

12,690

15,295

42,337

26,083

1608,3

5,0

0,6118

7,96

1,63

31,407

37,857

75,447

46,155

2068,6

6,0

0,5124

9,52

1,60

32,316

38,952

92,095

47,192

3394,2

7,0

0,4694

10,07

1,60

33,594

40,492

98,603

46,279

4670,5

8,0

0,4611

10,21

1,60

33,662

40,574

100,278

46,237

5431,5

9,0

0,4583

10,28

1,60

33,465

40,337

101,285

46,423

5902,3

10,0

0,4586

10,27

1,60

33,527

40,411

101,174

46,366

6069,9

11,0

0,4596

10,26

1,60

33,481

40,356

100,966

46,406

6075,9

12,0

0,4598

10,26

1,60

33,471

40,344

100,946

46,416

6075,3

13,0

0,4598

10,26

1,60

33,470

40,342

100,944

46,417

6075,2

14,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

15,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

16,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

17,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

18,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

19,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

20,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

21,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

22,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

23,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

24,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

25,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

26,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

27,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

28,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

29,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

30,0

0,4598

10,26

1,60

33,469

40,342

100,943

46,417

6075,2

31,0

0,4784

9,68

1,64

35,295

42,543

93,389

44,678

4889,5

32,0

0,5244

8,79

1,68

36,138

43,559

82,820

43,432

3186,6

33,0

0,5808

7,83

1,72

36,409

43,885

72,439

42,072

2127,8

34,0

0,6436

6,88

1,75

35,926

43,302

63,166

40,653

1478,2

35,0

0,7067

5,99

1,78

34,888

42,051

55,341

39,107

1063,6

36,0

0,7667

5,19

1,79

33,502

40,381

48,795

37,412

783,4

37,0

0,8224

4,47

1,81

31,899

38,449

43,276

35,589

585,2

38,0

0,8732

3,84

1,82

30,163

36,356

38,570

33,678

440,7

39,0

0,9189

3,28

1,83

28,352

34,174

34,515

31,716

333,5

40,0

0,9597

2,80

1,84

26,515

31,959

30,989

29,739

252,9

41,0

0,9957

2,37

1,85

24,686

29,755

27,896

27,775

192,1

42,0

1,0272

2,01

1,85

22,894

27,595

25,164

25,849

145,9

43,0

1,0546

1,69

1,86

21,160

25,504

22,736

23,978

110,9

44,0

1,0771

1,44

1,86

19,539

23,552

20,729

22,327

84,2

45,0

1,0960

1,22

1,86

18,085

21,798

18,926

20,743

63,9

46,0

1,1122

1,04

1,86

16,725

20,160

17,312

19,254

48,5

46,3

1,1170

0,99

1,86

16,293

19,638

16,811

18,778

44,2

Таблица п.3.4

Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении

Время

гор.

Конц, ОВ

Т-ра

Конц. О2

Полн.

сгор.

Уд.

ск. выг.

Выг.

масса

Ск. выг.

Площ.

мин

масс, %

оС

масс,%

масс, %

кг м-2 час-1

кг

г с-1

м2

0,0

77,000

20

23,000

89,805

81,000

0,000

0,0

0,00

1,0

76,985

22

22,974

89,805

81,01

0,921

58,0

2,58

2,0

76,855

41

22,755

89,783

81,07

8,751

232,3

10,32

3,0

76,474

90

22,114

89,510

81,624

30,727

527,5

23,26

4,0

75,655

180

20,746

87,831

83,740

74,629

970,3

41,71

5,0

74,221

300

18,463

81,497

88,621

146,986

1608,3

65,33

5,0

74,169

304

18,390

81,223

111,157

152,658

2068,6

67,00

6,0

72,470

416

16,223

71,004

120,215

314,665

3394,2

101,64

7,0

70,348

480

14,282

58,999

126,079

558,258

4670,5

133,36

8,0

68,729

493

13,323

52,360

119,756

862,222

5431,5

163,28

9,0

67,697

498

12,851

48,980

111,440

1201,349

5902,3

190,67

10,0

67,116

498

12,641

47,561

109,340

1561,741

6069,9

200,00

11,0

66,966

496

12,620

47,314

109,365

1926,314

6075,9

200,00

12,0

66,931

495

12,618

47,297

109,355

2290,844

6075,3

200,00

13,0

66,924

495

12,617

47,295

109,354

2655,359

6075,2

200,00

14,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

3019,872

6075,2

200,00

15,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

3384,384

6075,2

200,00

16,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

3748,896

6075,2

200,00

17,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

4113,407

6075,2

200,00

18,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

4477,919

6075,2

200,00

19,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

4842,430

6075,2

200,00

20,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

5206,942

6075,2

200,00

21,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

5571,454

6075,2

200,00

22,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

5935,966

6075,2

200,00

23,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

6300,479

6075,2

200,00

24,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

6664,990

6075,2

200,00

25,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

7029,503

6075,2

200,00

26,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

7394,015

6075,2

200,00

27,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

7758,526

6075,2

200,00

28,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

8123,038

6075,2

200,00

29,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

8487,551

6075,2

200,00

30,0

66,922

495

12,617

47,295

109,354

8852,063

6075,2

200,00

31,0

67,675

465

13,236

51,739

88,012

9197,183

4889,5

200,00

32,0

70,058

401

14,981

63,578

57,358

9436,484

3186,6

200,00

33,0

72,074

335

16,650

73,313

38,300

9593,798

2127,8

200,00

34,0

73,442

276

18,007

79,695

26,608

9700,764

1478,2

200,00

35,0

74,336

227

19,038

83,517

19,145

9776,399

1063,6

200,00

36,0

74,937

188

19,812

85,784

14,102

9831,508

783,4

200,00

37,0

75,360

157

20,400

87,160

10,534

9872,428

585,2

200,00

38,0

75,669

132

20,855

88,022

7,933

9903,154

440,7

200,00

39,0

75,904

111

21,213

88,577

6,002

9926,378

333,5

200,00

40,0

76,086

95

21,498

88,944

4,553

9943,998

252,9

200,00

41,0

76,231

82

21,728

89,191

3,458

9957,395

192,1

200,00

42,0

76,347

71

21,916

89,361

2,627

9967,599

145,9

200,00

43,0

76,441

62

22,070

89,480

1,996

9975,372

110,9

200,00

44,0

76,519

55

22,198

89,564

1,516

9981,290

84,2

200,00

45,0

76,584

49

22,305

89,625

1,150

9985,797

63,9

200,00

46,0

76,639

45

22,396

89,669

0,873

9989,219

48,5

200,00

46,3

76,655

43

22,423

89,681

0,796

9990,167

44,2

200,00

Таблица п.3.5

Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении

Время,

мин

Т–ра,

оС

Т-ра пов.,

оС

Коэф. теплообм.,

Вт/м2 К

Плот. тепл. пот.,

Вт/м2

Тепл. пот.,

кВт

0,0

20

20

0,000

0,0

0,00

1,0

22

20

5,030

9,5

18,19

2,0

41

25

10,421

174,9

335,33

3,0

90

37

14,306

755,9

1449,12

4,0

180

69

17,594

1959,0

3755,37

5,0

300

127

23,210

4081,8

7707,34

5,0

304

130

23,428

4099,5

7740,60

6,0

416

201

30,310

6516,7

12304,81

7,0

480

249

35,059

8078,0

15252,89

8,0

493

260

36,164

8427,1

15912,00

9,0

498

264

36,549

8547,2

16138,85

10,0

498

264

36,557

8549,8

16143,71

11,0

496

262

36,368

8490,7

16032,18

12,0

495

262

36,342

8482,9

16017,38

13,0

495

262

36,339

8481,8

16015,39

14,0

495

262

36,339

8481,7

16015,17

15,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

16,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

17,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

18,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

19,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

20,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

21,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

22,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

23,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

24,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

25,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

26,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

27,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

28,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

29,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

30,0

495

262

36,339

8481,7

16015,15

31,0

465

238

33,928

7714,9

14567,31

32,0

401

190

29,230

6148,7

11609,91

33,0

335

148

25,147

4718,1

8908,66

34,0

276

114

21,937

3557,4

6717,10

35,0

227

89

19,598

2698,6

5095,47

36,0

188

72

17,910

2075,7

3919,35

37,0

157

59

16,670

1618,7

3056,50

38,0

132

50

15,739

1277,1

2411,48

39,0

111

44

15,026

1017,1

1920,46

40,0

95

39

14,472

816,0

1540,80

41,0

82

35

14,036

658,5

1243,42

42,0

71

32

13,688

533,8

1007,95

43,0

62

30

13,409

434,2

819,85

44,0

55

28

12,230

331,8

626,56

45,0

49

26

11,547

263,7

497,92

46,0

45

25

10,908

210,0

396,54

46,3

43

25

10,704

194,7

367,72

Примечание:

1. При τ = 5,0 мин разрушается оконное остекление.

2. При τ = 10,0 мин площадь ГМ охвачена огнем полностью.

3. При τ = 46,3 мин - полное выгорание горючей нагрузки.

Графики зависимостей Тm (τ), µm (τ), XО2 (τ), XCO2 (τ), XCO (τ), Sпож (τ), Y* (τ), lвид (τ) представлены на рис. п.3.1.-п.3.8.

Рис. п.3.1. График зависимости среднеобъемной температуры от времени Тm (τ)

Рис. п.3.2. График зависимости среднеобъемной концентрации оксида углерода

от времени СО (τ)

Рис. п.3.3. График зависимости среднеобъемной концентрации диоксида углерода

от времени СО2 (τ)

Рис. п.3.4. График зависимости среднеобъемной концентрации кислорода

от времени О2 (τ)

Рис. п.3.5. График зависимости среднеобъемной оптической плотности дыма

от времени µm (τ)

Рис. п.3.6. График зависимости дальности видимости от времени lвид (τ)

Рис. п.3.7. График изменения плоскости равных давлений во времени Y* (τ)

Рис. п.3.8. График изменения площади пожара во времени Sпож. (τ)