3. Польові моделі розвитку пожежі в приміщенні

Найбільш детальний рівень моделювання можуть забезпечити польові моделі пожежі. Ці моделі базуються на використанні диференціальних рівнянь у частинних похідних, які описують просторово-часовий розподіл температур, швидкостей газового середовища в приміщенні, концентрацій компонентів газового середовища, тиску й густини. Рівняння базуються на фізичних законах: закон в’язкої течії Нав’є-Стокса, закон теплопровідності Фур’є, закони дифузії, закони радіаційної передачі тепла, тощо. Система рівнянь, що описує зміну в часі параметрів в кожній точці надзвичайно громіздка і розв’язання такої системи знаходять за допомогою потужних ЕОМ. Реалізація цих моделей обмежена рівнем знань про такі явища, як турбулентність, радіаційно-конвекційний тепло- і масоперенос у поглинаючому та середовищі розсіювання, яким є задимлений газ у приміщенні під час пожежі.

*Система рівнянь пожежі складніша, оскільки необхідно враховувати додаткові рівняння та величини параметрів, які задаються не у вигляді окремих чисел, а у вигляді матриць.

• рівняння матеріального балансу та збереження компонентів:

• рівняння теплового балансу:

• рівняння теплопровідності:

• рівняння нерозривності:

• рівняння руху:

• рівняння стану:

В деяких випадках замінюють параметри середовища на безрозмірні параметри, коефіцієнти на критерії подоби.

4. Приклади моделювання пожеж

Температура в приміщенні розподіляється не рівномірно, а з урахуванням розташування місця виникнення пожежі відносно отворів і з урахуванням пожежного навантаження.

Так наприклад, при виникненні пожежі в кутку кімнати з двома вікнами температурне поле у IV фазі буде виглядати приблизно так, як показано на малюнку.

В реальній практиці у більшості випадків стоїть завдання визначення середньооб’ємної температури у приміщенні. При наближених розрахунках можна користуватися значенням калориметричної температури, вважаючи, що дійсна температура становить частину від калориметричної.

Висновок з лекції

Моделювання динаміки пожежі пов’язане з взаємними залежностями, що характеризують пожежу. Для того, щоб результати математичного моделювання мали практичне значення – модель повинна бути адекватною. Адекватність моделі – вірне відтворення моделлю параметрів реального процесу. Перевірка адекватності математичної моделі проводиться порівнянням результатів з експериментальними даними.

Імітаційні моделі – це моделі що поряд з детермінованими параметрами з заданою ймовірністю змінюють фактори, за заданими законами.

Концентрація диму на початкових фазах поступово збільшується. Темп росту задимленості визначається об’ємом приміщення, об’ємом диму, що виділяється в одиницю часу, та об’ємом диму, що видаляється в одиницю часу крізь отвори

Контрольні питання.

1. Розказати про призначення, мету, задачі та обмеження зонального моделювання.

2. На які зони умовно поділяють простір, де відбувається горіння?

3. Розказати про принципи польового моделювання.