Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физико-химические основы развития и тушения пожаров. Практикум для СПО
.pdf
В настоящее время, когда появились мощные и доступные вычислительные
№
Шаг
Описание
1
Построение
геометрии
Геометрия включает в себя: препятствия, отверстия,
вентиляционные отверстия
2
Создание сеток
Сетка определяет границы расчетного домена и
точность, с которой выполняются вычисления
системы, расширились познания в области физики и химии процессов,
происходящих при горении, созданы эффективные методы расчета турбулентной
аэродинамики, сложного теплообмена и химического реагирования, стало
возможным создание компьютерных программ, позволяющих с достаточной для
практической деятельности точностью моделировать процессы, происходящие при
пожарах. Так, за рубежом уже существует ряд специализированных программных
комплексов, предназначенных для моделирования развития пожара, например:
«SmartFire», «Sofia», «Pyrosim» – коммерческие программы; FDS – свободно
распространяемая программа.
Методики расчета распространения опасных факторов пожара утверждены
соответствующими приказами МЧС России и зарегистрированы в установленном
порядке:
Приказ МЧС России от 30 июня 2009 года № 382 «Об утверждении
методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях,
сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной
опасности» зарегистрированный в Минюсте 6 августа 2009 № 14486 (в ред.
Приказа МЧС России от 12.12.2011 № 749).
Приказ МЧС России от 10 июля 2009 № 404 Об утверждении
методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных
объектах (в ред. Приказа МЧС России от 14 декабря 2010 №649).
Применение этого метода наиболее адекватно для оценки пожарных рисков
непосредственного на конкретном объекте соответствующими должностными
лицами учреждения, выбора и оценки эффективности тех или иных решений
направленных на обеспечение нормативного значения индивидуального пожарного
риска.
Для проведения лабораторной работы будем использовать
специализированный программный комплекс «Pyrosim».
4. Построение модели в Pyrosim
Таблица 2.1
31
34
3
Задание пожарной
нагрузки
Пожарная нагрузка задается в три этапа:
- описание реакции
- создание поверхности
- присвоение поверхности препятствию или
вентиляционному отверстию
4
Описание
вентиляции
Вентиляция, а также оконные проемы и связи с
атмосферой, задаются вентиляционными
отверстиями с соответствующей поверхностью
5
Создание датчиков
Создание устройств (датчиков) для измерения
значения ОФП в точках
6
Задание выходных
данных
Задание выходных данных для получения
результатов расчета.
Рабочее окно программы состоит из нескольких частей:
1. Главное меню
2. Панель инструментов
3. Рабочая область
4. Дерево объектов
5. Выбор вида модели
Большинство действий в программе можно выполнить различными
способами: с помощью главного меню (1), контекстного меню, кнопок на панели
инструментов (2). В рабочей области (3) отображается внешний вид объектов и их
расположение относительно друг друга. В рабочей области объекты можно
создавать, редактировать, перемещать, удалять.
35
32
Рис. 2.2. Вид рабочей области
В рабочей области модель может отображаться (5) в 3D-виде, в 2D-виде (три
вида: сверху, спереди и сбоку) и в текстовом виде (т.е. в том виде, в котором
модель воспринимает FDS). Текстовый вид предназначен только для просмотра
записей, в нем невозможно редактирование.
Рис. 2.3. Дерево объектов
В дереве объектов находится список всех объектов модели, сгруппированных
по категориям. Развернуть категорию можно, щелкнув по символу . Свернуть
36
33
обратно – щелкнув по символу . Кнопки сверху дерева позволяют
Кнопки слева направо:
Кнопки управления
проектом:
1. Создать проект
2. Открыть проект
3. Сохранить проект
4. Загрузить файл FDS
5. Экспортировать файл
FDS
6. Отменить действие
7. Вернуть действие
Кнопки для работы с
объектами:
8. Вырезать
9. Копировать
10. Вставить
11. Удалить
12. Открыть окно свойств
13. Создать препятствие
14. Создать отверстие
15. Создать
вентиляционное отверстие
16. Создать плиту
17. Создать облако частиц
18. Создать область
начальных значений
Кнопки для работы с
расчетом:
20. Запустить расчет
21. Показать график
результатов
22. Запустить SmokeView
для просмотра
результатов
свернуть/развернуть все категории и группы сразу для всего дерева.
В дереве объектов можно вызвать контекстное меню для выполнения какихлибо действий с объектами. Открыть окно редактирования свойств объекта можно
двойным щелчком по объекту.
Подробнее о каждой категории дерева объектов в дальнейших разделах.
5. Панели инструментов (кнопки)
Панели инструментов находятся сверху над рабочим полем и слева от
рабочего поля. Верхние панели инструментов предназначены, в основном, для
управления сценой и объектами, левая панель инструментов предназначена для
рисования объектов.
Панель №1 используется для управления проектом и работы с объектами.
Рис. 2.4 Вид панели управления объектом
Таблица 2.2
37
34
19. Создать группу
Панель №2 применяется для управления видом объектов и управления
а
сценой. С помощью нее можно настроить отображение объектов на сцене.
Рис. 2.5. Вид панели управления видом объектов
Вид сцены (в 2D-виде кнопок 1-3 нет):
1. Вид сверху
2. Вид спереди
3. Вид сбоку
Рис. 2.6. Возможный вид объектов: а) контур объектов
б) полное изображение
В 3-D-виде есть еще две кнопки:
1. Вид снаружи модели
2. Вид изнутри модели
Панель №3 Панель отображения объектов.
Рис. 2.7. Панель отображения объектов.
б
35
Работа с этажами:
1. Выбор этажа для просмотра
2. Задание положения этажей
3. Создание подложки для этажа
4. Отображение подложки
Отображение сетки (кнопок 5-6 нет в 2D-виде):
5. Показать ячейки сетки
а б в
Рис. 2.8. а) Показ ячейки сетки: б) Показ границы сетки: в) Показ контура
сетки.
Управление отображением объектов:
8. Отображение блоков FDS (в FDS прямоугольная геометрия, т.е. все
состоит из прямоугольников, так что любые наклонные объекты в конечном итоге
преобразуются в прямоугольники).
а б
Рис. 2.9. а) Вид стены при выключенной кнопке:
б) Вид стены при включённой кнопке.
(при этом, следует иметь в виду, что преобразование в блоки зависит от сетки, и
если сетка не создана, преобразовываться в блоки объект не будет).
9. Отображение препятствий
10. Отображение отверстий
11. Отображение вентиляционных отверстий
12. Отображение областей начальных значений
13. Отображение облаков частиц
39
36
14. Отображение устройств
1. Переместить объект
2. Повернуть объект
3. Отразить объект
4. Нарисовать сетку
5. Разбить сетку
6. Нарисовать препятствие (плита)
7. Нарисовать отверстие
8. Нарисовать стену
9. Нарисовать отверстие в стене
10. Нарисовать блок (кубик, размером в одну ячейку
сетки)
11. Нарисовать отверстие-блок (отверстие, размером в
одну ячейку сетки)
12. Нарисовать вентиляционное отверстие
13. Нарисовать комнату (четыре стены – одним
движением)
14. Нарисовать зону
15. Нарисовать область начальных значений
16. Нарисовать облако частиц
17. Нарисовать датчик
18. Нарисовать плоскость
19. Задать поверхность/цвет
20. Узнать поверхность/цвет
21. Линейка
22. Свойства инструментов
15. Отображение зон
16. Отображение областей статистики
17. Отображение плоскостей
18. Отображение надписей
19. Отображение объектов, загруженных из CAD-файлов
Панель №4
Панель инструментов слева от рабочего поля предназначена для рисования
объектов. В отличие от PyroSim 2011, в PyroSim 2012 рисовать объекты можно не
только в 2D, но и в 3D.
Таблица 2.3
40
37
НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ
Номер
группы
ФИО
участников
Этаж здания
Место
расположения
очага (номер
помещения)
Площадь
очага
1. Персональные компьютеры с предустановленной программой
PyroSim.
2. Планы этажей здания в графическом формате, например jpg.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. Порядок выполнения работы
1. Получить у преподавателя задание и записать исходные данные.
2. С помощью компьютерной программы PyroSim произвести расчет
времени наступления опасных факторов пожара в каждой заданной точке.
3. С помощью программы SmokeView визуализировать процесс
распространения опасных факторов пожара на выбранной локации.
4. Составить отчет о проделанной работе.
2. Отчет о проделанной работе
Отчет о проделанной работе должен быть составлен с действующими
требованиями и содержать следующие позиции:
1. Титульный лист.
2. Таблицу с исходными данными:
Таблица 2.4
3. После проведения расчетов необходимо заполнить таблицы с
полученными данными:
1 точка измерения
41
38
Таблица 2.5
Время,
мин
Опасные факторы пожара
Время
блокирования
путей
эвакуации
1 мин
2 мин
4. Для всех остальных точек измерения заполняются аналогичные таблицы.
5. Начертить графики проявления ОФП в зависимости от времени (каждый
параметр).
6. Сделать вывод по работе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите опасные факторы пожара.
2. Основные особенности интегральных математических моделей
развития пожара.
3. Недостатки и преимущества интегральных математических моделей
развития пожара.
4. Основные особенности зональных математических моделей развития
пожара.
5. Недостатки и преимущества зональных математических моделей
развития пожара.
6. Особенности полевых математических моделей развития пожара.
7. Основные преимущества и недостатки полевых математических
моделей развития пожара.
8. Назовите нормативный документ, регламентирующий опасные
факторы пожара.
9. Назовите вторичные проявления ОФП.
42
39
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.
ср
п
1
d
D
п
г
V
V
СВОЙСТВА ОГНЕТУШАЩИХ ПЕН
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. Определить кратность и стойкость воздушно-механической пены,
полученной из пенообразователя общего назначения.
2. Определить оптимальный удельный расход пены на тушение
углеводорода.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Пены представляют собой грубодисперсные системы, в которых дисперсной
фазой являются пузырьки газа, а дисперсионной средой − жидкость в виде
окружающих газовые пузырьки тонких прослоек. Пены имеют ячеистую
структуру, в которой пузырьки газа размером вплоть до 10 см, принимают
сферическую или многогранную форму. Жидкую фазу, которая образуется при
разрушении пен, называют отсеком.
Дисперсность пены Dn оценивается по среднему размеру пузырьков dcp, как
величина ему обратная:
, (3.1)
Если пузырьки имеют близкие размеры, пена называется монодисперсной,
если пена содержит пузырьки разного размера, то называется полидисперсной.
На дисперсность пены оказывают влияние физико-химические свойства
пенообразователя, способ смешения фаз, конструкция парогенератора. Чем выше
дисперсность пены, тем она более подвижна.
Отношение объема газа (Vг) в пене к объему пены (Vп) называется
газосодержание пены β:
(3.2)
Структура пены определяется величиной газосодержания. Если
концентрация пузырьков газа не превышает 74 об. % (объем шаров одинакового
размера, занимающих какое-либо пространство по геометрическим соображениям
не может составлять более 74 %), то ячейки, заполненные газом, имеют
сферическую форму. В таких пенах пузырьки окружены пленкой жидкости
относительно большой толщины. Пены с концентрацией дисперсной фазы более 74
об. % называют пенами высококонцентрированными. Толщина пленок жидкости,
43
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]