Методическое пособие 614

y y¶ = 0.015 кг/(м2с). Низшая теплота сгора-

помещении найдем из соотношения

ния древесины QHp =13.8×106 Дж/кг. Тепло-

rm

=

To

ro .

(9)

емкость газовой среды в помещении примем

Tm

На основании статистических данных и

c p =1005 Дж/(кг·К). Коэффициент теплоот-

решения алгебраической системы уравнений

дачи внутренней

поверхности

помещения в (7) получены количественные оценки кон-

соответствии с [4] может быть определён из

стант, входящих в уравнение (6):

соотношения

a = 4.073 T

-T

,

(8)

A = 7.5×10-4 , x = 0.78,

f = 2.29, g =1,

y = -1.7

m

Теперь можно окончательно записать крите-

W

где Tm £ 333K ,

риальное уравнение (6)

T

= T + 0.2(T

m

-T

o

)+ 0.00065(T

m

-T )2 ,

Kt = 7.5 ×10-4 × K2exp(1) × K30.78 × K42.29 × K51 × K6-1.7 (10)

W

o

o

Уравнение (10)

использовать

в инже-

To

– начальная температура процесса возго-

нерных решениях несколько сложно, из-за

рания.

громоздкости соотношений. Поэтому для по-

Стена производственного

здания

выполнена

лучения уравнения, применимого в инженер-

из

железобетонных конструкций,

поэтому

ных расчётах времени достижения заданной

для начального

момента пожара

принимаем среднеобъёмной температуры в помещении в

a =1.7

Вт/(м2К).

Начальное

значениеначальной

стадии

пожара, уравнение

(10)

среднеобъемной

плотности

газовой

среды

в преобразуем с учётом (8) и (9). В результате

помещении

ro =1.205

3

преобразований будем иметь уравнение

кг/м. Значение

среднеобъемной

плотности

газовой

среды

в

é

(V

1).7 (Q p )0.095 ù1.235

t(T

)= ê1.316 ×103 ×x

×x

×x

×

P

H

ú

,

(11)

1

2

3

(d cp

m

ê

2.29

WB

ú

ë

)

û

где x

=

T

3 1.2 ×T

- 351.6

4.07

m

m

,

1

QHP y y¶

æT

3 1.2

×T

-

351.6 öexp(1)

x2 =

ç

m

m

÷

,

45.38ç

c p × y y¶

÷

è

ø

æ

T

× y

y¶

ö0.78

x3 =

ç

m

÷

ç353.065

p

÷ .

è

QH

ø

Однако уравнение (11) можно привести к более компактному виду

é

1.78

1.239

V(P

1.7

ù1.235

t(T

)= ê2.432 ×103

×

(Tm )

1.(2 ×Tm - 351.6)

)

ú

.

(12)

2.29

m

ê

P

1.295

exp(1 )

2.938

ú

) (c p )

(y y¶

)

ë

(QH

dcp ( WB)û

Уравнение

(12)

определяет

заданное стигаемой в помещении, снабжённой аварий-

значение среднеобъёмной температуры, до-

ной вытяжной вентиляцией, от начала про-

цесса возгорания.

№

Наименование параметра

Обозначение

Величина

Размерность

пп

18.

Удельная теплоемкость воздуха

cp

1005

Дж/(кг·К)

19.

Коэффициент теплопроводности воздуха

l

0.024

Вт/(м·К)

20.

Удельная скорость выгорания вещества

y y¶

0.015

кг/(м2·с)

21.

Теплотворная способность вещества (древе-

Q

13.6·106

Дж/кг

сина)

22.

Средний диаметр поверхности горения

dcp

0.048

м

23.

Объем помещения

V

0.437

м3

P

24.

Производительность вытяжной вентиляции

WB

0.012

м3/с

Модельный

эксперимент

определе-

На рис. представлена теоретическая кривая

ния средней температуры. Был проведен

по уравнению (12) и экспериментальные дан-

модельный эксперимент, в котором были ные (табл. 3).

учтены параметры, представленные в табл. 2.

Таблица 3. Экспериментальные данные модельного эксперимента

Точки измерения

1

2

3

4

5

6

t, с

48

87

111

155

212

257

Tm , °С

290

293

295

300

307

309

Из этого графика видна сходимость тео -

использовано для оценочных расчётов вре-

ретических и экспериментальных значений.

мени

достижения

заданной

среднеобъёмной

Имеет место совпадения характера изменения

температур в помещении при начале пожара.

данных. Поэтому уравнение (12) может быть

Введение. Прогнозирование динамики

три группы: интегральные, зонные и полевые.

опасных факторов

пожара заключается

Различиев этих моделей заключается в разном

определении

времени

достижения

опасным уровне детализации

термогазодинамической

фактором критического значения, при кото-

картины пожара [1].

ром возникает опасность жизни и здоровью

Интегральная модель пожара позволяет

людей. С целью получения наиболее досто-

получить информацию, то есть сделать про-

верной информации при прогнозировании ис -

гноз о средних значениях параметров газовой

пользуют методы математического модели-

среды в помещении для любого момента раз-

рования.

вития начальной стадии пожара [2].

Рассматривая многообразие подходов и

Интегральный

метод моделирования

методов изучения природы пожара, следует

пожара в помещении разработан Заслужен-

отметить, что математическое моделирова-

ным деятелем науки РФ, доктором техниче-

ние получило широкое применение в этой об -

ских наук, профессором Ю. А. Кошмаровым.

ласти науки. Это обусловлено тем, что мате-

Существенное дополнение указанный метод

матическое моделирование позволяет решить

получил в трудах А. В. Матюшина, С. И. Зер-

ряд вопросов при системном подходе к обес-

нова, В. М. Астапенко, Ю. С. Зотова, А. Н.

печению пожарной безопасности. Результаты

Шевлякова, И. Д. Гуско, В. А. Козлова, С. В.

математического

моделирования

обладают Пузач и др. [3]. Интегральный метод является

достаточной точностью и при этом носят об-

самым простым среди всех существующих

щий характер, в то время как эксперименталь -

методов моделирования пожаров. Необхо-

ные исследования позволяют изучить част-

димо отметить, что данный метод лежит в ос-

ный случай.

нове зонной и полевой моделей. Сущность

Классификация существующих мето-

интегрального метода заключается в том, что

дов прогнозирования динамики

опасных состояние газовой

среды оценивается через

факторов пожара. В настоящее время суще-

термодинамические параметры, осредненные

ствует

множество

математических

моделей по всему объему помещения.

описывающих начальную стадию пожара, ко-

торые

можно

условно

классифицировать на

Интегральный

метод

рекомендуетсяпредставляющего собой долю поглощенного

применять в следующих случаях:

тепла от выделившегося – коэффициента теп-

1) если здание содержит развитую си-

лопоглощения.

Исследования показали, что

стему помещений малого объема простойкоэффициент

теплопоглощения не является

геометрической конфигурации;

универсальной константой, а зависит от мно-

2) для помещений, где характерный раз-

жества факторов (размеров помещения, коли-

мер очага пожара соизмерим с характерными

чества горючего материала, теплофизических

размерами помещения и размеры помещения

свойств ограждений и т.д.). Значение удель-

соизмеримы между собой (линейные размеры

ной скорости выгорания остается неизмен-

помещения отличаются не более чем в пять

ным вплоть до полного выгорания пожарной

раз);

нагрузки, однако в действительности может

3) для предварительных расчетов с це-

иметь место уменьшение скорости выгорания

лью выявления наиболее опасного сценария

из-за образования на горящей поверхности

пожара [4].

материала слоя золы и угля. В интегральной

В

публикации [5]

авторами выполнен

математической модели принято допущение

анализ системы основных дифференциаль-

о том, что процесс стабилизации горения

ных

уравнений

интегральной

математиче-

жидкости происходит мгновенно и постоянен

ской модели пожара. Определены и проана-

в течение всего времени развития пожара[3,

лизированы достоинства и недостатки этой

6, 7]. Применение этих допущений и упроще-

модели, а также составлен перечень её допу-

ний при математическом моделировании ди-

щений и упрощений. Предложены пути даль-

намики опасных факторов пожара с помощью

нейшего

совершенствования

интегральной

интегральной модели снижают точность ре-

математической модели пожара.

зультатов, что может привести к значитель-

В частности авторами выявлено, что ос-

ным ошибкам при оценке пожарной опасно-

новным преимуществом использования инте-

сти объекта защиты. Для устранения перечис-

гральной модели является то, что она имеет

ленных допущений требуется более точные

аналитическое решение, применение данной

экспериментальные исследования термогазо-

модели не требует большого количества вы-

динамических процессов пожара.

числительных ресурсов. Использование инте-

Зонная математическая модель пожара

гральной математической модели целесооб-

условно разделяет пространство помещения

разно только для помещений малого объема,

на несколько характерных зон , таких как при-

имеющих простую геометрическую форму,

потолочная область пространства, область,

что

является

существенным

недостатком. охватывающая восходящие конвективные по -

Также к недостаткам интегральной модели

токи над очагом пожара и область наименее

можно отнести и тот факт, что она менее де-

задымленной и холодной части пространства.

тально отражает состояние опасных факторов

Информация, полученная посредством зон-

помещения

основных термодинамическихгноз о значениях параметров состояния газо-

параметров газовой среды.

вой среды в характерных пространственных

Данная модель основана на ряде упро-

зонах.

щений и допущений, в частности принято

В работе [9] описывается и критикуется

считать, что газовая среда внутри помещения

зонная математическая модель пожара, пред-

при пожаре есть смесь идеальных газов и в ложенная в [3]. Данная

математическая мо-

каждой точке пространства в любой момент

дель

разбивает

помещение на

отдельные

времени реализуется локальное равновесие,

зоны, в которых для описания тепломассооб-

плотность газовой среды в помещении

менаи используются соответствующие уравне-

внутренняя энергия системы во всех точках

ния законов сохранения.

принимаются

равными своим среднеобъем-

Выявлены следующие недостатки:

ным значениям. Также существует допуще-

-

формулы

для

определения

средних

ние о постоянстве значения коэффициента,

«Комплексная безопасность»

температур и массовых расходов в попереч-

ческих наук, профессором Ю.М. Кошмаро-

ных сечениях конвективной колонки полу-

вым [2].

чены аналитически для фиктивного точеч-

Одним

из

методов

прогнозирования

ного источника, расположенного под поверх-

критической продолжительности пожара яв-

ностью горения, с тепловой мощностью, рав-

ляется интегральная математическая модель,

ной мощности тепловыделения в очаге горе-

которая представляет собой систему диффе-

ния, при неограниченной свободной конвек-

ренциальных уравнений, описывающих про-

ции нагретого газа;

цесс изменения состояния среды, заполняю-

- не учитывается реальное расположе-

щей помещение.

ние источника горения выше поверхности го-

Данная

система уравнений содержит

рючего материала;

среднеобъемные параметры газовой среды в

- не учитываются потери на турбулент-

помещении,

теплотехнические

характери-

ное и ламинарное трение;

стики пожарной нагрузки и ограждений,

- не учитывается влияние ограждающих

также массовые расходы поступающего воз-

конструкций на теплообмен;

духа и удаляемого газа, создаваемые при-

- уравнение для определения массового

точно-вытяжной вентиляцией, подачей огне-

расхода в поперечных сечениях конвектив-

тушащего вещества.

ной колонки получено для частного случая.

Допущения,

принятые

рассматривае-

Полевая (дифференциальная) модель

мой постановке задачи:

пожара условно разделяет пространство на

- объем помещения не изменяется и яв-

множество ячеек, причем, чем больше коли-

ляется константой;

чество ячеек, тем точнее результаты расчетов .

- поля локальных термогазодинамиче-

Таким образом, полевая модель пожара поз-

ских параметров состояния усредняются, то

воляет получить значения всех локальных па -

есть принимаются стационарными и одно-

раметров газовой среды во всех точках про-

родными в объеме исследуемого помещения;

странства внутри помещения для любого мо-

- параметр среднеобъемной внутренней

мента развития пожара. Но при этом, главная

энергии заменен на среднеобъемное значение

трудность при моделировании горения -со

давления в помещении;

стоит в большом числе уравнений химиче-

- локальное абсолютное давление в каж -

ской кинетики и уравнений переноса для каж -

дой точке помещения приравнивается к

дой из многочисленных компонент. Весьма

среднеобъемному давлению;

обнадеживающим является следующее: воз-

- газовая среда внутри помещения рас-

никшее в последнее время направление по со -

сматривается как смесь идеальных газов;

зданию суперкомпьютеров на базе графиче-

- в каждой точке пространства внутри

ских процессоров

и

программной системыпомещения в любой момент времени реализу -

CUDA обладает тем большей эффективно-

ется локальное равновесие;

стью, чем на большее число потоков удается

- газообмен принимается односторон-

разбить вычислительный процесс. Число та-

ним и осуществляется только через проемы

ких потоков может быть очень велико. Это

наружу, при этом рассматриваются также

вселяет определенные надежды на прогресс в

условия, при которых ветер отсутствует.

вопросе математического моделирования го-

Интегральный метод

математического

рения [8].

моделирования позволяет определять время

Обзор современных методов модели-

достижения

среднеобъемными

параметрами

рования тепловых процессов пожара. В

состояния среды в помещении критических

ходе исследования рассматривались и обсуж-

значений и связывает множество параметров.

дались

методы прогнозирования

динамикиНо полученное соотношение основывается на

опасных

факторов

в

начальной

стадии -поряде допущений. А для получения аналитиче-

жара, полученные и опубликованные Заслу-

ского решения задачи определения значений

женным деятелем науки РФ, доктором техни-

среднеобъемных

параметров

используются

дополнительные

приемы

преобразования.

Применимость модели ограничивается раз-

Газовая среда в помещении рассматри-

мерами исследуемых помещений.

вается как вязкая теплопроводная несжимае-

В начальной стадии пожара распределе-

мая жидкость в приближении Буссинеска.

ние параметров состояния газовой среды по

Уравнение энергии в силу вышесказанного не

объему помещения характеризуется большой

содержит член, описывающий радиационный

неоднородностью. Поэтому возникла необхо-

перенос

энергии. Предполагается,

что поля

димость применения метода прогнозирова-

всех параметров являются двумерными, так

ния, позволяющего получить значения иссле-

как пространственная постановка задачи за-

дуемых параметров в конкретных зонах по-

меняется плоской; коэффициенты турбулент-

мещения. Для этого Ю.А. Кошмаров предло-

ного переноса принимаются постоянными ве -

жил метод

математического моделирования

личинами

для

всех

точек

пространства

на основе условного разбиения пространства

внутри

помещения;

расчет

температурных

внутри помещения на характерные области с

полей в ограждающих конструкциях основан

существенно

различающимися температу-

на использовании дифференциального урав-

рами и составами газовых сред. Таким обра-

нения Фурье-Кирхгофа, записанного в линей-

зом,

условно

выделяются

три

характерные ном приближении.

зоны: конвективную колонку над очагом по-

Эта модель

представлена

уравнением

жара, припотолочный слой нагретого газа и

для газовой среды в помещении.

воздушную зону с практически неизменными

Анализируя в целом эту полевую мо-

параметрами

состояния,

равными

своим

дель,

необходимо

сделать

ряд

замечаний.

начальным значениям.

Прежде всего, следует отметить, что в пред-

Данная математическая модель позво-

ложенной модели не рассматривается задым-

ляет получить прогноз о динамике значений

ление и состав среды в помещении. Поэтому

параметров газовой среды для каждой харак-

математическая модель не содержит уравне-

терной зоны. Но при этом модель применима

ний диффузии. Коэффициенты переноса (вяз-

только при условиях, когда размеры очага го-

кость и теплопроводность) зависят от харак-

рения значительно меньше размеров помеще-

тера гидродинамических и термодинамиче-

ния

и

ограничена

рассмотрением

первойских процессов в движущейся среде и, следо-

фазы начальной стадии пожара, при которой

вательно, значения этих коэффициентов мо-

нагретые газы лишь накапливаются в припо-

гут существенно различаться в разных точках

толочной зоне.

помещения. Это обстоятельство и двумер-

Наиболее детальный уровень моделиро -

ность рассмотренной полевой модели ограни -

вания могут обеспечить полевые модели по-

чивают среду ее практического использова-

жара. Полевые модели базируются на исполь -

ния.

Вторая

модель

базируется

на

следую-

зовании

дифференциальных

уравнений

в

частных производных, описывающих про-

щих допущениях: газовая среда в помещении

странственно-временное распределение тем-

так же, как в первой модели, рассматривается

ператур и скоростей газовой среды в помеще-

как несжимаемая жидкость в приближении

нии,

концентраций

компонентов

газовойБуссинеска,

эффекты

излучения

в

работе

среды, давлений и плотностей. В ходе иссле-

также на рассматриваются. Предполагается

дований рассматривались две простейшие по -

равенство нулю градиентов температур в га-

левые модели. В первой модели принимается

зовой среде около поверхности ограждения.

самая простая гипотеза относительно турбу-

В отличие от первой модели проблема турбу-

лентных процессов переноса в газовой среде,

лентности решалась путем использования ги-

заполняющей помещение, и считается воз-

потезы о вихревой вязкости. При моделиро-

можным ограничится рассмотрением пере-

вании горения используется допущение о су-

носа энергии в газовой среде только путемществовании

локального

термодинамиче-

конвекции и теплопроводности. Эта модель

ского и химического равновесия.

была разработана в1987 году И.Ф. Астахо-

Система уравнений, моделирующая по-

вой. [10]

жар

представлена

в

переменных«функция

«Комплексная безопасность»

тока» -

«вихрь». Она включает

уравнения

сечениях конвективной колонки: зонная мо-

направления завихренности, уравнение для

дель [9] и предложенная модифицированная

определения функции тока, уравнение сохра-

зонная модель.

нения

энергии

потока

и

концентрации Графически показано,

что

существуют

нейтрального компонента.

максимумы

температур

и

скоростей. При

В связи с тем, что теория процессов пе-

этом максимум скорости расположен выше

реноса в движущейся среде при пожаре в по-

максимума температуры, что качественно со-

мещении в настоящее время разработана еще

ответствует

реальной

термогазодинамиче-

не полностью, нельзя ожидать достоверных

ской картине пожара. Разница температур,

количественных результатов при использова-

определенных по предложенной модифици-

нии дифференциальных моделей пожара . Тем

рованной зонной модели, в рассмотренном

не менее, эти модели позволяют получать хо-

примере до высоты z=5м составляет порядка

рошие в качественном отношении представ-

10-30%, при z>5м температуры практически

ления о картине вихревого движения газа и о

совпадают.

распределении температур в среде при -по

Полевая

модель тепломассобмена при

жаре в помещении.

пожаре представляет собой дальнейшее раз-

Наряду с Ю.А. Кошмаровым большой

витие зонной математической модели.

вклад в изучение пожаров посредством мате-

Предложенная авторами [9] модифици-

матического моделирования внесли следую-

рованная зонная модель позволяет получить

щие выдающиеся ученые: С.В. Пузач, А.Я.

распределения параметров по высоте конвек-

Корольченко, Н.Н. Брушлинский, А.М. Ры-

тивной

колонки, качественно

и количе-

жов и т.д.

ственно соответствующее реальной термога-

В 2007 году С.В. Пузач в соавторстве с

зодинамической картине пожара в атриуме до

Е.С. Абакумовым опубликовали статью [9], в

высоты от уровня поверхности горючего ма-

которой описали модифицированную мате-

териала ≤4,35r. Полученное уравнение для

матическую зонную модель расчета термога-

определения величины массового расхода в

зодинамики пожара. Авторами предложено

колонке наиболее обоснованно физически и

уравнение для определения расходов газовой

показывает необходимость определения вли-

смеси и дыма через поперечное сечение кон-

яния на термодинамические процессы при по -

вективной колонки.

Представлены

резуль-

жаре конфигурации здания. Уточнение урав-

таты численного расчета параметров тепло-

нения

требует проведения

дополнительных

массообмена при пожаре в атриуме с исполь-

численных исследований

с

использованием

моделей. Рассмотрены особенности примене-

мента.

ния зонных моделей при оценке пожарной

В диссертационной работе [12] В.В.

опасности в атриуме.

Гулак получил математическую модель по-

Так как зонная модель, предложенная

лей температур и концентраций дымовых га-

Ю.А. Кошмаровым в [2], не учитывает реаль-

зов при пожаре.

ное расположение источника горения, влия-

В данной работе рассмотрено трехмер-

ние потерь на турбулентное и

ламинарноеное движение воздуха в помещении здания с

трение, а также влияние ограждающих кон-

системами

общеобменной, противодымной

струкций

помещения

в данной публикации вентиляции

и очагом возгорания, выделяю-

получена следующая математическая модель,

щим тепло и дымовые газы. Модель полей

описывающая тепломассообмен при пожаре в

концентрации дымовых газов включает урав-

атриуме.

нение газовой динамики для низкоскорост-

В

публикации

графически

показаныных вязких сжимаемых воздушных потоков.

распределения по высоте проекции средних

Эта модель представляет собой систему урав-

скоростей на ось Oz и средних температур в

нений:

1.

Уравнение неразрывности;

2.

Уравнение переноса импульса;

3.

Уравнения

k-модели

турбу-

тические значения среднеобъемных парамет-

лентности;

ров пожара с учетом высоты рабочей зоны в

4.

Уравнение теплопроводности;

смежном помещении.

5.

Уравнение

состояния

смеси

При

этом критическая

масса горючей

воздуха и дымовых газов;

нагрузки

есть масса горючей

нагрузки, при

газов.

помещения

параметры

пожара

достигнут

Для этой модели начальными услови-

своих опасных для человека значений.

ями являются:

В представленной модели не уточнены

-распределение

скоростей,

давлений,

расшифровки величин, входящих в уравне-

температур воздуха и концентраций дымовых

ние. Одно из уравнений с позиции размерно-

газов зависят от рассматриваемой задачи;

стей вызывает сомнения. Поэтому достовер-

-воздух либо покоится, либо движется

ность полученных результатов не может быть

под действием систем вентиляции.

применима для инженерных методов расчета .

Граничные условия:

Также в ходе работы была рассмотрена

-непроницаемость

(равенство

нулю

и проанализирована

математическая

модель

нормального компонента скорости);

динамики пожара зарубежного исследователя

- условия прилипания (равенство нулю

Л. Раздольского. В публикации [14] описыва-

всех компонент скорости);

ются методы математического моделирова-

-задаются температура и теплообмен;

ния

динамики пожаров. Рассматриваются

требования международных стандартов. В

-поступление дымовых газов задается

статье

подробно

представлены

основные

функцией выделения дымовых газов.

дифференциальные уравнения, описываю-

В открытых проемах и приточно--вы

щие тепло- и массообмен при пожаре , а также

тяжных отверстиях систем вентиляции гра-

выведено приближенное решение уравнений

ничные условия определяются давлением или

Навье-Стокса, позволяющее получить безраз-

скоростью воздуха, температурой

приточ-

мерные температурно-временные кривые по-

ного воздуха и концентрацией дымовых газов

жара [15].

в поступающем воздухе.

Проводя

обзор

требований

междуна-

Система

уравнений

в аналитическом

виде на сегодняшний день не решается. При-

родных

стандартов,

можно

констатировать

недостаточную

точность

методов определе-

ближенные методы решения связаны с боль-

ния

значений

пределов

огнестойкости

кон-

шими затратами и применимы в ограничен-

струкций и необходимость совмещения раз-

ной

области

изменения

параметров. Полу-

личных методов для повышения эффективно-

чить инженерный метод на основе этой мо-

сти проектирования.

дели сложно.

Дифференциальные

уравнения,

реше-

Примером

прогнозирования

критиче-

ние которых приведено в работе, широко ис-

ской продолжительности пожара является ма -

пользуются

при описании

физики большого

тематическая

модель, опубликованная С.С.

количества

явлений,

представляющих

науч-

Лапшиным [13]. На основе интегральной мо-

ный и экономический интерес. Данные урав-

дели пожара с учетом неупрощенного реше-

нения используются и в России при решении

ния уравнения материального баланса для по -

задач пожарной безопасности. Приближен-

мещения очага пожара в общем виде полу-

ное решение уравнений позволяет опреде-

чено

уравнение,

позволяющее

определить

лить количество топлива, сжигаемого в поме-

критическую

продолжительность

пожара в

щении

до

достижения

температурой задан-

помещении, смежном с очагом пожара . Также

ного

значения,

а также

получить

безразмер-

автором приведено сравнение теоретических

ную

температурно-временную

кривую

-по

расчетов с экспериментальными данными.

«Комплексная безопасность»

этом научно обоснована необходимость по-

вод о достоинствах и недостатках предлагае-

иска новых, физически обоснованных мето-

мого подхода возможно сделать только после

дов для описания процесса передачи тепла. А

рассмотрения других задач теплообмена.

также предложен подход, основанный на вве-

Вывод. Анализ существующих средств

дении

поверхностной

плотности

энтропиии методов математического моделирования

взамен коэффициента теплообмена, который

пожаров показал, что используются различ-

позволяет

относительно просто

решать - за ные подходы к описанию динамики опасных

дачи

теплообмена. В

расчетных

формулах факторов пожара.

введена такая величина, как время пребыва-

Однако среди этого многообразия мате-

ния среды в зоне нагрева. Наличие линейной

матических моделей пожара можно выделить

связи между энтропией и переданным коли-

три группы: интегральные, зонные и полевые

чеством тепла позволяет предположить воз-

(дифференциальные). Наиболее распростра-

можность

осуществления

теоретическогоненными являются интегральные модели по-

расчета поверхностной плотности энтропии.

жара, реализующие

инженерные

методы

Еще одно достоинство предлагаемого под-

определения параметров пожара.

хода — в его основе лежит локальный закон

При этом все рассмотренные математи-

сохранения энергии. При использовании за-

ческие модели пожара основываются на мно-

конов сохранения нет необходимости деталь-

жестве допущений и упрощений, что приво-

ного рассмотрения физических явлений про-

дит к получению осредненных или прибли-

цесса теплообмена. По известному началь-

женных значений искомых параметров. Сле-

ному состоянию определяется конечное со-

довательно, полученные результаты не дают

стояние системы. При традиционном под-

объективной картины развития пожара.

ходе, основанном на использовании коэффи-

Кроме того, анализ существующих ма-

циента теплообмена, необходимо детальное

тематических моделей выявил отсутствие эф-

рассмотрение процессов, сопровождающих

фективных математических моделей, описы-

теплообмен, со всеми вытекающими сложно-

вающих влияние вентиляционных потоков на

стями описания. Однако окончательный вы-

динамику температурного режима пожара в

помещении.

в

помещении

в

интегрированной

Mathcadсреде

Интернет-Вестник

ВолгГАСУ.

2014. № 11 (32). С. 4.