Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие 802

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
16.93 Mб
Скачать

Рис. 14. Панель загрузки плагинов

Рис. 15. Перечень сервисов

 

доступных в плагине OpenLayers

Шаг 2.

Формирование самой простой базы данных начинается с определении, нанесения, корректировки (при необходимости) объектов и занесения данных в таблицу атрибутов. Рис. 16 – открытые данные с таблицей атрибутов.

Цифрами обозначено: 1 –открытые данные, 2 – основное меню СЛОИ, 3 – подменю ОТКРЫТЬ ТАБЛИЦУ АТРИБУТОВ, 4 – таблица атрибутов.

Шаг 3.

Обработка осуществляется стандартными инструментами программы. При необходимости выделить некоторые объекты, разделить по группам (раскрасить однотипные объекты в разные цвета), обозначить разными условными знаками используется инструмент настройки слоя. Рис. 17 Окно настройки стиля в режиме классификации

Цифрами обозначено: 1. Список типов классификации. 2. Изображение знака. 3. Список символьных слоёв в текущем символе. 4. Кнопки добавления-удаления символьных слоёв.

Шаг 4.

Создать макет можно используя главное меню ПРОЕКТЫ. Подменю СОЗДАТЬ МАКЕТ или сочетание клавиш Ctrl+P. Рис. 18.

При открытии нового окна «Компоновщика карты» Рис. 19, в нём будет белая область компоновки карты, изображающая лист бумаги. В левой части окна находится панель кнопок, которые добавляют объекты в область компоновки: текущую карту из QGIS, надписи, картинки, легенду, масштабные линейки, стрелки, таблицы атрибутов и HTML-фреймы. Так же в этой панели находятся кнопки перемещения по области компоновки. Это начальный вид окна Компоновщика карты без добавления каких-либо элементов и выполненных команд.

Основные кнопки в компоновщике: 1. Выбирать объекты на листе. 2. Перемещать объект по листу. 3. Добавить карту на лист. 4. Добавить картинку. 5. Добавить надпись. 6. Добавить условные обозначения (легенду). 7. Добавить масштабную линейку. 8. Добавить фигуру. 9. Добавить стрелку. 10. Добавить таблицу данных. 11. Добавить HTML-документ.

20

Рис. 16. Открытые данные с таблицей атрибутов

Рис. 17.Окно настройки стиля в режиме классификации

21

Рис. 18. Создание макета

Рис. 19. Компоновщик карты

В результате несложных манипуляций описанных выше и за не большой промежуток времени мы получаем оформленную карту, на которой наглядно и максимально демонстративно можно показать все необходимые данные по исследованию. А именно – положение объектов, их удаленность друг от друга или от особых точек интереса, различия или совпадения в каких либо характеристиках и т.д., при это мы не использовали платные программы и ресурсы.

22

Литература

1.Выгрузка данных из OSM (OpenStreetMap) // Сайт поддержки NextGis (http://data.nextgis.com/osmshp). Просмотрено: 20.04.2018.

2.Документация Next GIS QGIS // Сайт поддержки NextGis (http://docs.nextgis.ru/docs_ngqgis/source/toc.html). Просмотрено: 29.04.2018.

3.Загрузка данных // Сайт Natural Earth (http://www.naturalearthdata.com/downloads).

Просмотрено: 21.04.2018

4.Как использовать снимки, скаченные из SAS.Планета в MapInfo // Сайт Лаборатория АгроГИС-технологий г. Калуга (http://npkkaluga.ru/MapsFromSASPlanetaToMI.htm). Просмотрено: 29.04.2018

5.Последовательность действий для загрузки данных Landsat 8 // Сайт поддержки

MapInfo (http://mapinfo.ru/articles/Download-Landsat-8-Data). Просмотрено: 20.04.2018.

6.Пошаговая инструкция для скачивания данных Landsat // Сайт Эдуарда Казакова

(http://www.ekazakov.info/students/files/aerospace/earthexplorer.pdf). Просмотрено: 29.04.2018.

7.Сазонова, С.А. Применение декомпозиционного метода при моделировании потокораспределения в гидравлических системах / С.А. Сазонова // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. - 2015. - № 4 (11). - С. 14. http://moit.vivt.ru/

8.Артемьев, А.С. Возможности геоинформационного моделирования при прогнозировании распространения загрязняющих веществ промышленных выбросов объектов техносферы в окружающей среде / А.С. Артемьев, А.В. Звягинцева // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2011. - Т. 7. - № 11. - С. 106-110.

9.Сазонова, С.А. Информационная система проверки двухальтернативной гипотезы при диагностике утечек и обеспечении безопасности систем газоснабжения / С.А. Сазонова // Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2015. - №14. – С. 56-59.

10.Сазонова, С.А. Обеспечение безопасности функционирования систем газоснабжения при реализации алгоритма диагностики утечек без учета помех от стохастичности потребления / С.А. Сазонова // Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2015. - №14. – С. 60-64.

11.Zvyagintseva, A.V. Hydrogen permeability of nanostructured materials based on nickel, synthesized by electrochemical method. В сборнике: Proceedings of the 2017 IEEE 7th International Conference on Nanomaterials: Applications and Properties, NAP 2017 7. - 2017. - С. 02NTF41.

12.Звягинцева, А.В. Экологический мониторинг опасных гидрологических явлений / А.В. Звягинцева, В.В. Кульнев, В.В. Кульнева // Экология и развитие общества. - 2018. -

3 (26). - С. 62-66.

13.Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и совершенствование мероприятий по улучшению условий труда на горно-обогатительном комбинате / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2. - С. 10-16.

14.Звягинцева, А.В. Моделирование неорганизованных выбросов пыли и газов в атмосферу при взрывных работах на карьерах горно-обогатительных комбинатов / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т.

12. - № 2. - С. 17-25.

15.Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и разработка мероприятий по сокращению пылегазовыделения на карьерах горно-обогатительного комбината / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2. -

С. 26-32.

16.Звягинцева, А.В. Моделирование воздействия ртутьсодержащих отходов объектов техносферы на окружающую среду и разработка мероприятий по охране атмосферного воздуха / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 17-26.

17.Звягинцева, А.В. Моделирование техногенного воздействия ТЭЦ на окружающую

23

среду и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3.

-С. 27-34.

18.Звягинцева, А.В. Оценка процесса техногенного загрязнения атмосферы объектами теплоэнергетики и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, Н.В. Мозговой // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 34-41.

19.Сазонова, С.А. Математическое моделирование параметрического резерва систем теплоснабжения с целью обеспечения безопасности при эксплуатации / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, А.В. Звягинцева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. -

С. 71-77.

ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военновоздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж

P.M. Chebotarev, O.V. Spesivy, N.A. Kryukova

APPLICATION OF FREE (FREE) PROGRAMS AND INTERNET SOURCES

IN GEO-ECOLOGICAL RESEARCH

The article considers the peculiarities of using Internet sources and free software for geoecological research, namely the use of software packages SasPlanet and Quantum gis.

Key words: geoinformation systems, SasPlanet, OpenStreetMap, free (free) sources of geodata.

Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational Research Centre of Air Force «Air Force Academy named

after professor N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin», Voronezh

24

УДК 614.841:69

С.Д. Николенко1, В.Ф. Асминин2, С.А. Сазонова1, Д.С. Осмоловский1, Е.В. Дружинина2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННО КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПОТЕРЬ НА НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ПОЖАРА

В среде MathCAD выполнен численный расчет коэффициента теплопотерь. Применяется эмпирический подход. Рассмотрено круговое распространение пламени при горении слоя твердого горючего материала.

Ключевые слова: коэффициент теплопотерь, теплофизические свойства материалов, начальная стадия пожара, здания, MathCAD, пожарная безопасность.

Коэффициент теплопотерь есть отношение суммарного теплового потока в ограждения Qw на скорость тепловыделения в очаге горения Qпож [1]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

φ=

Qw

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qпож

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Q

 

 

F

Qр

, F

- площадь пожара, м2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пож

 

 

 

 

 

 

уд гор

н

 

гор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суммарный тепловой поток в ограждения определяется как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a Tm T0 bq Tm T0

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qнр Fw q0

4

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где F - суммарная площадь поверхности ограждений, м2; q0, а,

b

q

- размерные эмпирические

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

константы (q0=4,07 Вт м2; а = 0,8 К-1; b

q

=0,00065 К2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение для расчета среднего коэффициента теплопотерь можно представить в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tкр T0 3

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 3

ГФ RAD ,

Г

 

 

 

 

 

 

Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

;

 

2 ;

(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qнр уд 2лср2 02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

V 3

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

пл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q0a

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0, 6

 

 

 

 

0, 595

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

RAD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

2

 

 

Qнр уд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решим уравнение (3) с помощью численного метода в системе MathCAD при помощи

функции root.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При условиях 6<Ф<24 и 0,4<ГФ<2 аппроксимируются формула будет иметь вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,164 0, 6 ГФ 0,15 ГФ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем коэффициент теплопотерь в среде MathCAD:

1)в случае кругового распространения пламени по слоям ТГМ;

2)в случае линейного распространения пламени в поверхностных слоях ТГМ используя функцию root.

Исходные данные для расчета: η=0,95;

ср= 1006 Дж/кг/град; ρ0= 1,293 кг/м3; Т0=293 К; Ткр=343 К; Тпл=1000 К;

_________________________________

©Николенко С.Д., Асминин В.Ф., Сазонова С.А., Осмоловский Д.С., Дружинина Е.В., 2019

25

степень черноты пламени ε=0,6; размерные эмпирические константы: q0 = 4,07 Вт·м2;

а=0,8 К-1; bq=0,00065 К-2;

коэффициент излучения C=5,7 Вт/м24.

В таблице приведены численные значения параметров при горении.

Таблица

Численное значение параметров при горении

Параметр к единица

Численное значение параметров при горении

его измерения

древесины

оргстекла

Теплота сгорания, Qнр , Дж/кг

17·106

26·106

Удельная скорость

0,0236

0,011

выгорания ψуд, кг/м2

 

 

Скорость распространения

0,0013

0,0022

пламени νл, м/с

 

 

Приведем пример выполнения расчетов в среде MathCAD. Рассчитаем коэффициент теплопотерь (рис.) при следующих исходных данных:

: 0.95

T 0 : 293 K

Tкр : 343 K

: 0.6

л : 0.0013 м / с

Qнр : 17*106 Дж / кг ср : 1006 Дж / кг / град

0 : 1.293кг / м3 q0 : 4.7 Вт / м2

уд : 0.0236 мкг2 / с

с0 : 5.7 Вт / м2 / K4

I1: 12 м

I 2 : 6 м

a : 0.8 K 1 Tпл : 1000 K

bq : 0.00065 K2 h 2 : 6 м

Вычислим объем помещения и величины β, Г и Fw. V:= I1*I2*h2

V = 432 м3

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: 0.6*

q0*a 3

1

 

 

 

 

 

 

9 *

 

 

 

 

3

0, 595 Вт / м2 K 4 3

26

 

2

 

 

Tкр T0

 

 

Г : *

3

 

 

 

 

* Qнр * уд * л2 * ср2 * 02 3

Г0, 079 1

Fw : 2* I1*I 2 2*h2* I1 I2

Fw 576 м3

Рис. Расчет коэффициента теплопотерь

Далее вычислим критерий формы Ф и параметр влияния радиационного теплообмена

ΔRAD.

Ф : Fw

2

V 3

Ф 10.079

Tпл 4

RAD : *c0* 100

( *Qнр * уд)

RAD 0, 09

Рассчитаем коэффициент теплопотерь по формуле (10), используя функцию root:

 

2

 

 

 

 

 

1 Ф

 

 

 

RAD

 

X(Ф) :

3

 

* Г *Ф

1

 

 

 

 

Ф

 

Ф

 

 

 

 

Φ:=0.01..1

 

 

 

 

Ф1: 0.53

Ф1: root X Ф1 , Ф1

Ф1 0.553 X(Ф1) 9.42 10 5

Теперь вычислим коэффициент теплопотерь по формуле (4).

Ф2 : 0,164 0, 6*Г*Ф 0,15* Г*Ф 2

Ф2 0, 545

Определим погрешность расчета коэффициент теплопотерь по первому и второму ме-

тодам:

Ф2 Ф1 100 1,397

Ф1

27

Погрешность расчета коэффициента теплопотерь по первому и второму методам составляет 1,4 %, то есть результаты расчетов правильные.

Решение задач в среде MathCAD на основе моделирования динамики опасных факторов пожара в помещениях подробно рассмотрены в работах [2, 3, 4]. Вопросы комплексной безопасности рассмотрены в работах [5-15].

Литература

1.Кошмаров, Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении : учеб. пособие / Ю.А. Кошмаров. - М.: 2000. - 118 с.

2.Сазонова, С.А. Расчет коэффициента теплопотерь на начальной стадии пожара с применением информационных технологий / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко // Моделирование систем и процессов. - 2016. - Т. 9. - № 4. - С. 63-68.

3.Сазонова, С.А. Численное решение задач в сфере пожарной безопасности / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко // Моделирование систем и процессов. - 2016. - Т. 9. - № 4. - С. 68-71.

4.Николенко, С.Д. Автоматизация расчетов по интегральной математической модели времени эвакуации людей при пожаре / С.Д. Николенко, С.А. Сазонова // Моделирование систем и процессов. - 2017. - Т. 10. - № 1. - С. 43-49.

5.Николенко, С.Д. Обеспечение безопасности земляных работ с применением расчетов прикладной механики / С.Д. Николенко, С.А. Сазонова // Моделирование систем и про-

цессов. - 2016. - Т. 9. - № 4. - С. 47-51.

6.Квасов, И.С. Оценивание параметров трубопроводных систем на основе функционального эквивалентирования . В книге: Понтрягинские чтения - Х / И.С. Квасов, С.А. Сазонова, В.Е. Столяров. Воронежский государственный университет, 1999. - С. 219.

7.Квасов, И.С. Синтез систем сбора данных для распределительных гидравлических сетей . В сборнике: Информационные технологии и системы: материалы III Всероссийской научно-технической конференции / И.С. Квасов, С.А. Сазонова, В.Е. Столяров. Воронеж,

1999. - С. 113-115.

8.Сазонова, С.А. Решение вспомогательных задач диагностики утечек для обеспечения безопасности функционирующих трубопроводных систем / С.А. Сазонова // Моделирование систем и процессов. - 2015. - Т. 8. - № 1. - С. 57-59.

9.Асминин, В.Ф. Методика оценки акустической эффективности подвижных вибро-

демпфирующих покрытий с магнитной фиксацией / В.Ф. Асминин // В сборнике: Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса сборник научных трудов. под редакцией В. С. Петровского; М-во общ. и проф. образования Рос. Федерации, Воронежская государственная лесотехническая академия. Воронеж, 1997. - С. 100-103.

10.Осмоловский, Д.С. Пути снижения шума от круглопильных деревообрабатывающих станков применением вибродемпфирования с сухим трением в узле крепления пильного диска / Осмоловский Д.С., Асминин В.Ф. // В сборнике: Леса России в XXI веке материалы первой международной научно-практической интернет-конференции. - 2009. - С. 257-259.

11.Асминин, В.Ф. Функциональные и конструктивные особенности облегченных звукоизолирующих панелей / В.Ф. Асминин, Е.В. Дружинина, С.А. Сазонова, Д.С. Осмоловский

//Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2019. - № 2 (29). - С. 4-7.

12.Osmolovsky, D.S. Reducing noise from round woodworking machines by applying vibration damping friction pads between the saw blade and the clapmping flange / D.S. Osmolovsky, V.F. Asminin, E.V. Druzhinina // Akustika. - 2019. - Т. 32. - № 1. - С. 138-140.

13.Звягинцева, А.В. Современные накопители водорода на основе гибридных функциональных материалов / А.В. Звягинцева, А.О. Артемьева // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2017. - Т. 13. - № 5. - С. 133-138.

28

14.Звягинцева, А.В. Современные проблемы оценки последствий лесных пожаров и методы их решений / А.В. Звягинцева, В.И. Федянин, Д.В. Яковлев // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2007. - Т. 3. - № 2. - С. 98-102.

15.Асминин, В.Ф. Вибродемпфирующие покрытия с использованием сухого трения / В.Ф. Асминин // В сборнике: Новое в безопасности жизнедеятельности и экологии Сборник докладов и тезисов докладов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Под редакцией Н.И. Иванова. - 1996. - С. 230-231.

1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

2ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова»

S.D. Nikolenko1, V.F.Asminin2, S.A.Sazonova1, D.S. Osmolovskij 2, E.V. Druzhinina2

DETERMINATION OF THE NUMBER OF HEAT LOSSES

AT THE INITIAL STAGE OF THE FIRE

In the MathCAD environment, a numerical calculation of the heat loss coefficient was carried out using an empirical formula for circular flame propagation along a layer of solid combustible material and with linear propagation of the flame along the surface of the layer of solid combustible material.

Key words: heat loss coefficient, thermophysical properties of materials, initial stage of fire, MathCAD, fire safety, buildings.

1Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education

«Voronezh State Technical University»

2Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G. F. Morozov»

29