МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ,ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

Академия Государственной противопожарной службы

С.В.Пузач, Ю.А. Кошмаров, В.В.Андреев, Ю.И.Козлов

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ

ПОЖАРА В ПОМЕЩЕНИИ

Допущено МЧС Российской Федерации

в качестве учебного пособия для слушателей высших и средних образовательных учреждений пожарно-технического профиля

Одобрено редакционно-издателъским советом

Академии ГПС МЧС России

МОСКВА 2000

УДК 536.46+614.841

ББК 24.54+31.31+38.96

К 76

Пузач С.В., Кошмаров Ю.И.,Андреев В.В.,Козлов Ю.И. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении: Учебное пособие. - М: Академия ГПС МЧС России, 2010. 140с.

ISBN 59229-0011-0

Рецензенты: д-р техн. наук, проф. В.Т.Калугин (кафедра динамики и управления полетом ракет и космических аппаратов Московского Государственного Технического Университета амени Н.Э. Баумана), докт. техн. наук, профессор Б.Б.Серков (кафедра пожарной безопасности в строительстве Академии Г'ПС МЧС России), канд. техн. наук, профессор А.С. Андросов (кафедра процессов горения Академии ГПС МЧС России)

Рассмотрено физическое содержание опасных факторов пожара, даны их предельно допустимые значения, изложены основы современных методов прогнозирования их динамики в помещениях с использованием различных уровней математического описания пожара. Описаны процедура численного решения дифференциальных уравнений интегральной математической модели пожара и компьютерная программа, разработанная на кафедре инженерной теплофизики и гидравлики Академии ГПС МЧС России. Изложена сущность зонного и полевого (дифференциального) методов математического моделирования пожара.

Содержание пособия соответствует учебной программе для слушателей и курсантов Академии ГПС МЧС России по специальности "Пожарная безопасность".

Может быть полезно слушателям высших и средних пожарно-технических образовательных учреждений МЧС России, а также адъюнктам и преподавателям смежных дисциплин.

ISBN 59229-0011-0 © Академия Государственной противопожарной службы

МЧС России, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. Общие сведения о методах прогнозирования опасных факторов пожара в помещении ..................................................................................................7

Глава 1. Интегральная математическая модель пожара в помещении................14

1. Исходные положения и основные понятия интегрального метода термодинамического анализа пожара......................................................................14

2. Дифференциальные уравнения пожара.............................................................25

Глава 2. Дополнительные уравнения интегральной математической модели пожара для расчета расходов уходящих газов и поступающего через проемы воздуха........................................................................................................................30

1. Исходные положения..........................................................................................30

2. Распределение давлений по высоте помещения..............................................31

3. Плоскость равных давлений и режимы работы проема..................................33

4. Распределение перепадов давлений но высоте помещения............................35

5. Формулы для расчета расхода газа, выбрасываемого через прямоугольный проем...........................................................................................................................37

6. Формулы для расчета расхода воздуха, поступающего через прямоугольный проем...........................................................................................................................38

7. Влияние ветра на газообмен...............................................................................40

Глава 3. Дополнительные уравнения интегральной модели пожара для расчета теплового потока в ограждения и скорости выгорания горючих материалов..................................................................................................................41

1. Приближенная оценка величины теплового потока в ограждения…….…...41

2. Эмпирические методы расчета теплового потока в ограждения…………...42

3. Полуэмпирические методы расчета теплового потока в ограждения……...45

4. Методы расчета скорости выгорания горючих материалов и скорости тепловыделения….……………………………………............................................47

Глава 4. Математическая постановка и методы решения задачи о прогнозировании ОФП на основе интегральной математической модели пожара в помещении...............................................................................................................52

1. Классификация интегральных моделей пожара...............................................52

2. Интегральная математическая модель пожара для исследования динамики ОФП и ее численная реализация..............................................................................54

3. Интегральная математическая модель начальной стадии пожара и расчет критической продолжительности пожара……….......…………......................…..57

1. Постановка задачи и ее решение………………..........................…………..57

2. Расчет критических значений средних параметров состояния среды в помещении..……………………................…………...........................................….69

4.3.3. Расчет коэффициента теплопоглощения (коэффициента теплопотерь) при определении критической продолжительности пожара…………........................71

Г лава 5. Зонная математическая модель пожара в помещении..........................81