Определение критической продолжительности пожара и времени блокирования эвакуационных путей

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИЯМ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

Академия Государственной противопожарной службы МЧС России

 

 

Курсовая работа

По прогнозированию ОФП

Шифр задания 49

Дата выдачи

 

 

Тема: прогнозирование опасных факторов пожара в помещении отделочного

цеха мебельного комбината

Программа ИРКР.

Определить критическую продолжительность пожара по условию достижения каждым ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей 9рабочей зоне) если в процессе развития пожара будут открыты дополнительные проемы.

 

 

Исполнитель: курсант уч.группы 2212

Рядовой вн.службы

Измаилов К.Т.

 

Руководитель: доцент кафедры ИТиГ

Подполковник вн.влужбы

Смагин А.В.

 

 

Москва 2015г.

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Описание математической модели развития пожара в помещении

3. Расчет динамики опасных факторов пожара в помещении

4. Определение критической продолжительности пожара и времени блокирования эвакуационных путей

5. Прогнозирование обстановки на пожаре к моменту прибытия первых подразделений на тушение

6. Расчет огнестойкости ограждающих конструкций с учетом параметров реального пожара

7. Исходные условия для ИРКР, результаты расчетов и итоги

Литература

 

 

Введение

Для разработки экономически оптимальных и эффективных противопожарных мероприятий необходим научно-обоснованный прогноз динамики опасных факторов пожара. Прогнозирование динамики опасных факторов пожара необходим:

- при разработке рекомендаций по обеспечению эвакуации людей при пожаре;

- при создании и совершенствовании систем сигнализации и автоматических систем пожаротушения;

- при разработке оперативных планов тушения пожаров;

- при оценке фактических пределов огнестойкости;

и для других целей.

Современные научные методы прогнозирования динамики опасных факторов пожара основываются на математических моделях пожара. Математическая модель пожара описывает в самом общем виде изменения параметров состояния среды в помещении с течением времени, а так же состояние ограждающих конструкций этого помещения и различных элементов технического оборудования.

Математические модели пожара в помещении состоят из дифференциальных уравнений, отображающих фундаментальные законы природы: закон сохранения массы и закон сохранения энергии.

Математические модели пожара в помещении делятся на три класса: интегральные, зонные и дифференциальные. В математическом отношении вышеназванные три модели пожара характеризуются разными уровнями сложности. Для проведения расчетов динамики в помещении отделочного цеха мебельного комбината

выбираем интегральную математическую модель развития пожара в помещении.

 

 

Исходные данные

Краткая характеристика объекта

Отделочный цех мебельного комбината расположен в одноэтажном здании. Здание построено из сборных железобетонных конструкций и кирпича.

Размеры цеха в плане:

- Ширина=12м

- Длинна =24м

Высота =4,2м Исходные данные для расчета динамики опасных факторов пожара в помещении

Атмосфера: Давление, мм рт. ст. Температура, оС	-23
Помещение: Длинна, м Ширина, м Высота, м	4,2
Температура, оС
Количество проемов, шт
Координаты первого проема: Нижний срез, м Верхний срез, м Ширина, м Вскрытие, оС	1,9 0,8
Координаты второго проема: Нижний срез, м Верхний срез, м Ширина, м Вскрытие, оС	1,9 0,8
Координаты третьего проема: Нижний срез, м Верхний срез, м Ширина, м Вскрытие, оС	0,8 2,6
Координаты четвертого проема: Нижний срез, м Верхний срез, м Ширина, м Вскрытие, оС	0,8 2,6
Координаты пятого проема: Нижний срез, м Верхний срез, м Ширина, м Вскрытие, оС	0,8 2,6

План цеха показан на рисунке

Х, м

У, м

В наружных стенах помещения цеха имеются 3 оконных проема, один из которых открыт. Расстояние от пола до нижнего края каждого оконного проема =0,8м. Высота оконных проемов =1,8м. Ширина одного из проемов =3м, а двух других =2м. Остекление оконных проемов выполнено из обычного стекла. Остекление разрушается при среднеобъемной температуре газовой среды в помещении, равной 300^оС и 250^оС. Отделочный цех имеет два одинаковых дверных проема, соединяющих склад с наружной средой. Их ширина равна 0,8 м и высота 1,9м. при пожаре дверные проемы открыты.

Полы цеха бетонные, с асфальтовым покрытием.

Горючий материал представляет собой хвойные древесные стройматериалы; штабель. Горючий материал расположен на полу. Размер площадки, занятой горючим материалом: длинна 9м, ширина 6м.Колличество горючего материала составляет 1,1тонн.

Сбор исходных данных

Геометрическая характеристика объекта.

Выбирается положение центра ортогональной системы координат в левом нижнем углу помещения на плане. Координаты ось Х направлена вдоль длинны помещения, ось У направлена вдоль ширины, ось Z- направлена вдоль высоты помещения.

Геометрические характеристики:

помещение: длинна L=24м, ширина В=12м, высота 4,2м.

двери (количество дверей N=2) высота h_1,2=1,9м, ширина b_1,2=0,8м, координаты левого нижнего угла двери y_д1=5м, х_д1=0м, у_д2=12м, х_д2=0м.

открытые окна (количество окон N=1) высота h=1,8м, ширина b=3м, координаты левого нижнего угла двери y_оо=0м, х_оо=12, z_oo=0,8м.

закрытые окна (количество окон N=2) высота h_1,2=1,8м, ширина b_1,2=2м, координаты левого нижнего угла окон y_оз1=2м, х_оз1=24м, у_оз2=6м, х_д2=24м, z_оз1,2=0,8м, температура разрушения остекления Т₁=300^оС, Т₂=250^оС.

Свойства горючей нагрузки выбираем по типовой базе горючей нагрузки.

Низшая рабочая теплота сгорания Q_р^н=21,8МДж/кг

Скорость распространения пламени V_л=0,028м/с

Удельная скорость выгорания ψ_о=0,02кг/(м²∙с)

Удельное дымовыделения D=164Нп∙м²/кг

Удельное потребление кислорода при горении l_o2=-1,759

Выделение окиси углерода l_co=0,0153кг/кг

Выделение двуокиси углерода l_co2=0,715

Остальные характеристики горючей нагрузки:

Суммарная масса горючей нагрузки М_о=1100кг

Длинна открытой поверхности l_пн=9м

Ширина открытой поверхности b_пн=6м

Начальные и граничные условия.

Задаемся начальными и граничными условиями.

Температура газовой среды помещения равна T_m0=19^oC

Температура наружного воздуха равна T_а0=-23^oC

Давления в газовой среде и наружном воздухе на уровне пола равны p_a=10⁵Па

Выбор сценария пожара

Место возникновение горения расположено в центре площадки, занятой ГМ.

 

 

 

3. Расчет динамики опасных факторов пожара в помещении

Для прогнозирования динамики ОФП использована интегральная мате­матическая модель пожара, которую реализует программа INTMODEL, разработанная на кафедре ИТиГ Академии ГПС МЧС России. В этой про­грамме для численного решения системы дифференциальных уравнений использован метод Рунге-Кутта-Фельберга 4-5 порядка точности с пере­менным шагом.

Для введения исходных данных в компьютер нужно выбрать пункт "данные" главного меню. Режим редактирования позволяет изменить чис­ленные значения входных параметров, для их ввода используются цифро­вые клавиши. После загорания всех исходных данных необходимо вер­нуться в главное меню и выбрать пункт с названием "счет". После этого программа переходит в режим счета. Счет прекращается, если поступит команда об остановке, или "выгорит" весь горючий материал.

Полностью исходные данные для расчетов представлены в таблице п.3.1. Результаты расчета динамики опасных факторов пожара в отделоч­ном цехе представлены в таблицах п.3.2 - п.3.11.

 

Результаты расчетов динамики ОФП в помещении таблица п.3.2

Вpемя Т-pа КонцО2 Задымл ДалВид КонцСО КнцСО2 КонцОВ

мин гp.С масс.% Нп/м метpы масс.% масс.% масс.%

0.0 19 23.000 0.000 26.83 0.000 0.000 0.000

1.0 63 22.552 0.047 26.83 0.004 0.177 0.000

1.7 251 20.305 0.217 10.97 0.023 1.075 0.000

1.8 301 19.597 0.282 8.43 0.029 1.366 0.000

2.0 389 18.126 0.509 4.67 0.043 1.999 0.000

3.0 508 12.985 7.049 0.34 0.116 5.407 0.000

3.1 502 12.797 8.168 0.29 0.122 5.685 0.000

4.0 464 12.315 14.013 0.17 0.148 6.898 0.000

5.0 454 12.234 16.445 0.14 0.158 7.384 0.000

6.0 452 12.221 17.189 0.14 0.162 7.547 0.000

7.0 452 12.218 17.407 0.14 0.163 7.601 0.000

8.0 452 12.218 17.468 0.14 0.163 7.619 0.000

9.0 452 12.218 17.485 0.14 0.163 7.624 0.000

10.0 452 12.218 17.489 0.14 0.163 7.626 0.000

11.0 452 12.218 17.491 0.14 0.163 7.626 0.000

12.0 452 12.218 17.491 0.14 0.163 7.626 0.000

13.0 452 12.218 17.491 0.14 0.163 7.626 0.000

14.0 452 12.218 17.491 0.14 0.163 7.626 0.000

15.0 452 12.218 17.491 0.14 0.163 7.626 0.000

16.0 417 12.870 16.696 0.14 0.152 7.089 0.000

17.0 318 15.331 10.531 0.23 0.104 4.838 0.000

18.0 230 17.517 5.709 0.42 0.066 3.099 0.000

19.0 164 19.084 3.170 0.75 0.044 2.048 0.000

20.0 118 20.132 1.880 1.27 0.031 1.428 0.000

21.0 86 20.831 1.189 2.00 0.022 1.047 0.000

22.0 65 21.306 0.793 3.00 0.017 0.802 0.000

23.0 51 21.625 0.561 4.25 0.014 0.643 0.000

 

Результаты расчетов динамики ОФП в помещении таблица п.3.3

Вpемя КонцОВ Т-pа КонцО2 ПолнСг УделСкВыг ВыгМасса СкВыг ПлощГоp

мин масс.% гp.С масс.% масс.% кг/м.кв/ч кг г/с м.кв

0.0 0.000 19 23.000 89.805 72.000 0.000 0.0 0.00

1.0 0.000 63 22.552 89.731 71.954 3.385 177.2 8.87

1.7 0.000 251 20.305 86.958 70.244 16.218 480.5 24.63

1.8 0.000 301 19.597 85.207 70.963 19.778 553.4 28.07

2.0 0.000 389 18.126 80.183 74.579 27.952 703.5 33.96

3.0 0.000 508 12.985 49.947 80.704 88.162 1206.1 53.80

3.1 0.000 502 12.797 48.752 80.952 96.576 1214.2 54.00

4.0 0.000 464 12.315 45.097 80.502 160.957 1207.5 54.00

5.0 0.000 454 12.234 44.512 80.066 233.162 1201.0 54.00

6.0 0.000 452 12.221 44.414 79.981 305.172 1199.7 54.00

7.0 0.000 452 12.218 44.397 79.966 377.146 1199.5 54.00

8.0 0.000 452 12.218 44.394 79.963 449.114 1199.4 54.00

9.0 0.000 452 12.218 44.393 79.962 521.080 1199.4 54.00

10.0 0.000 452 12.218 44.393 79.962 593.046 1199.4 54.00

11.0 0.000 452 12.218 44.393 79.962 665.012 1199.4 54.00

12.0 0.000 452 12.218 44.393 79.962 736.978 1199.4 54.00

13.0 0.000 452 12.218 44.393 79.962 808.944 1199.4 54.00

14.0 0.000 452 12.218 44.393 79.962 880.910 1199.4 54.00

15.0 0.000 452 12.218 44.393 79.962 952.875 1199.4 54.00

16.0 0.000 417 12.870 49.120 59.701 1021.114 895.5 54.00

17.0 0.000 318 15.331 65.770 29.120 1059.539 436.8 54.00

18.0 0.000 230 17.517 77.564 14.708 1078.528 220.6 54.00

19.0 0.000 164 19.084 83.669 7.768 1088.327 116.5 54.00

20.0 0.000 118 20.132 86.570 4.217 1093.584 63.2 54.00

21.0 0.000 86 20.831 87.981 2.314 1096.463 34.7 54.00

22.0 0.000 65 21.306 88.705 1.273 1098.052 19.1 54.00

23.0 0.000 51 21.625 89.086 0.717 1098.902 10.8 54.00

Результаты расчетов динамики ОФП в помещении таблица п.3.4

Вpемя ПлотнГаз ИзбДвл НейтpПл Пpиток воздуха Истечение газа СкВыг

мин кг/м.куб Па метpы м.куб/с кг/с м.куб/с кг/с г/с

0.0 1.2095 0.00 1.44 0.004 0.005 0.004 0.005 0.0

1.0 1.0498 2.69 0.38 0.261 0.315 8.905 9.349 177.2

1.7 0.6743 8.30 0.52 0.751 0.908 18.790 12.670 480.5

1.8 0.6159 6.51 0.98 2.573 3.112 21.709 13.371 553.4

2.0 0.5334 5.84 1.22 5.734 6.934 26.066 13.903 703.5

3.0 0.4525 5.28 1.39 8.645 10.456 24.236 10.967 1206.1

3.1 0.4566 5.24 1.39 8.665 10.480 24.004 10.947 1214.2

4.0 0.4796 5.12 1.39 8.430 10.195 23.232 11.141 1207.5

5.0 0.4859 5.10 1.38 8.329 10.073 23.103 11.226 1201.0

6.0 0.4871 5.10 1.38 8.310 10.051 23.081 11.242 1199.7

7.0 0.4873 5.10 1.38 8.307 10.047 23.077 11.245 1199.5

8.0 0.4873 5.10 1.38 8.306 10.046 23.076 11.245 1199.4

9.0 0.4873 5.10 1.38 8.306 10.046 23.076 11.245 1199.4

10.0 0.4873 5.10 1.38 8.306 10.046 23.076 11.245 1199.4

11.0 0.4873 5.10 1.38 8.306 10.046 23.076 11.245 1199.4

12.0 0.4873 5.10 1.38 8.306 10.046 23.076 11.245 1199.4

13.0 0.4873 5.10 1.38 8.306 10.046 23.076 11.245 1199.4

14.0 0.4873 5.10 1.38 8.306 10.046 23.076 11.245 1199.4

15.0 0.4873 5.10 1.38 8.306 10.046 23.076 11.245 1199.4

16.0 0.5120 4.49 1.44 9.162 11.081 20.302 10.395 895.5

17.0 0.5982 3.64 1.49 9.342 11.299 16.378 9.797 436.8

18.0 0.7021 2.81 1.54 9.127 11.039 12.924 9.073 220.6

19.0 0.8089 2.11 1.56 8.471 10.245 10.253 8.293 116.5

20.0 0.9044 1.56 1.58 7.575 9.161 8.252 7.464 63.2

21.0 0.9833 1.14 1.59 6.604 7.987 6.728 6.615 34.7

22.0 1.0451 0.82 1.59 5.657 6.842 5.535 5.785 19.1

23.0 1.0884 0.61 1.59 4.828 5.839 4.681 5.095 10.8

Результаты расчетов динамики ОФП в помещении таблица п.3.5

Вpемя ШагСч СкВыг dTm/dt dXO2/dt dXов/dt Пpиток Истечен РасхОВ

мин сек г/с гp/с %масс/с %масс/с кг/с кг/с кг/с

0.0 1.000 0.0 -0.000 0.0000 0.0000 0.005 0.005 0.000

1.0 0.426 177.2 2.348 -0.0251 0.0000 0.315 9.349 0.000

1.7 0.138 480.5 7.248 -0.0991 0.0000 0.908 12.670 0.000

1.8 0.134 553.4 7.474 -0.1117 0.0000 3.112 13.371 0.000

2.0 0.155 703.5 6.433 -0.1212 0.0000 6.934 13.903 0.000

3.0 0.695 1206.1 -0.992 -0.0309 0.0000 10.456 10.967 0.000

3.1 0.948 1214.2 -1.054 -0.0235 0.0000 10.480 10.947 0.000

4.0 0.299 1207.5 -0.332 -0.0030 0.0000 10.195 11.141 0.000

5.0 0.691 1201.0 -0.059 -0.0005 0.0000 10.073 11.226 0.000

6.0 1.604 1199.7 -0.010 -0.0001 0.0000 10.051 11.242 0.000

7.0 3.353 1199.5 -0.002 -0.0000 0.0000 10.047 11.245 0.000

8.0 6.242 1199.4 -0.000 -0.0000 0.0000 10.046 11.245 0.000

9.0 9.621 1199.4 -0.000 -0.0000 0.0000 10.046 11.245 0.000

10.0 10.000 1199.4 -0.000 -0.0000 0.0000 10.046 11.245 0.000

11.0 10.000 1199.4 -0.000 0.0000 0.0000 10.046 11.245 0.000

12.0 10.000 1199.4 -0.000 0.0000 0.0000 10.046 11.245 0.000

13.0 10.000 1199.4 -0.000 0.0000 0.0000 10.046 11.245 0.000

14.0 10.000 1199.4 -0.000 0.0000 0.0000 10.046 11.245 0.000

15.0 10.000 1199.4 -0.000 0.0000 0.0000 10.046 11.245 0.000

16.0 0.568 895.5 -1.762 0.0377 0.0000 11.081 10.395 0.000

17.0 0.632 436.8 -1.583 0.0407 0.0000 11.299 9.797 0.000

18.0 0.772 220.6 -1.296 0.0313 0.0000 11.039 9.073 0.000

19.0 1.083 116.5 -0.924 0.0212 0.0000 10.245 8.293 0.000

20.0 1.590 63.2 -0.629 0.0141 0.0000 9.161 7.464 0.000

21.0 2.353 34.7 -0.425 0.0094 0.0000 7.987 6.615 0.000

22.0 3.474 19.1 -0.288 0.0065 0.0000 6.842 5.785 0.000

23.0 2.669 10.8 -0.186 0.0046 0.0000 5.839 5.095 0.000

Результаты расчетов динамики ОФП в помещении таблица п.3.6

Вpемя Т-pа ТемПов КоэфТепОб ПлТеплПот ТеплПот

мин гp.С гp.С Вт/м.кв/К Вт/м.кв кВт

0.0 19 19 0.000 0.0 0.00

1.0 63 29 13.457 461.1 401.16

1.7 251 100 20.711 3131.4 2712.94

1.8 301 127 23.218 4050.3 3494.45

2.0 389 182 28.477 5898.4 5088.86

3.0 508 272 37.393 8814.8 7605.10

3.1 502 267 36.871 8653.8 7466.18

4.0 464 236 33.787 7676.8 6623.20

5.0 454 229 33.046 7436.0 6415.45

6.0 452 228 32.916 7393.4 6378.77

7.0 452 227 32.894 7386.0 6372.32

8.0 452 227 32.890 7384.7 6371.22

9.0 452 227 32.889 7384.5 6371.04

10.0 452 227 32.889 7384.5 6371.01

11.0 452 227 32.889 7384.5 6371.01

12.0 452 227 32.889 7384.5 6371.01

13.0 452 227 32.889 7384.5 6371.01

14.0 452 227 32.889 7384.5 6371.01

15.0 452 227 32.889 7384.5 6371.01

16.0 417 202 30.344 6536.9 5639.82

17.0 318 137 24.143 4367.7 3768.24

18.0 230 90 19.746 2763.5 2384.23

19.0 164 62 16.947 1731.2 1493.59

20.0 118 45 15.240 1105.1 953.44

21.0 86 35 14.180 720.7 621.80

22.0 65 30 13.504 477.9 412.34

23.0 51 26 11.949 302.4 260.87

Результаты расчетов динамики ОФП в помещении с учетом дополнительных проемов

таблица п.3.7

Вpемя Т-pа КонцО2 Задымл ДалВид КонцСО КнцСО2 КонцОВ

мин гp.С масс.% Нп/м метpы масс.% масс.% масс.%

0.0 19 23.000 0.000 26.83 0.000 0.000 0.000

1.0 63 22.552 0.047 26.83 0.004 0.177 0.000

1.7 251 20.305 0.217 10.97 0.023 1.075 0.000

1.8 301 19.597 0.282 8.43 0.029 1.366 0.000

2.0 384 18.233 0.502 4.74 0.042 1.955 0.000

3.0 524 13.265 6.653 0.36 0.112 5.251 0.000

3.0 522 13.199 7.009 0.34 0.114 5.344 0.000

4.0 490 12.690 12.440 0.19 0.140 6.536 0.000

5.0 484 12.638 14.012 0.17 0.147 6.864 0.000

6.0 484 12.632 14.372 0.17 0.149 6.946 0.000

7.0 483 12.631 14.448 0.16 0.149 6.965 0.000

8.0 483 12.631 14.463 0.16 0.149 6.969 0.000

9.0 483 12.631 14.465 0.16 0.149 6.970 0.000

10.0 483 12.631 14.466 0.16 0.149 6.970 0.000

11.0 483 12.631 14.466 0.16 0.149 6.970 0.000

12.0 483 12.631 14.466 0.16 0.149 6.970 0.000

13.0 483 12.631 14.466 0.16 0.149 6.970 0.000

14.0 483 12.631 14.466 0.16 0.149 6.970 0.000

15.0 390 14.490 11.352 0.21 0.116 5.419 0.000

16.0 273 17.217 5.590 0.43 0.069 3.218 0.000

17.0 187 19.102 2.715 0.88 0.042 1.965 0.000

18.0 131 20.279 1.443 1.65 0.028 1.292 0.000

19.0 94 21.024 0.839 2.84 0.019 0.905 0.000

20.0 70 21.511 0.525 4.53 0.014 0.667 0.000

21.0 54 21.842 0.348 6.84 0.011 0.512 0.000

21.5 48 21.974 0.285 8.36 0.010 0.451 0.000

 

Результаты расчетов динамики ОФП в помещении с учетом дополнительных проемов

таблица п.3.8

Вpемя КонцОВ Т-pа КонцО2 ПолнСг УделСкВыг ВыгМасса СкВыг ПлощГоp

мин масс.% гp.С масс.% масс.% кг/м.кв/ч кг г/с м.кв

0.0 0.000 19 23.000 89.805 72.000 0.000 0.0 0.00

1.0 0.000 63 22.552 89.731 71.954 3.385 177.2 8.87

1.7 0.000 251 20.305 86.958 70.244 16.218 480.5 24.63

1.8 0.000 301 19.597 85.207 70.963 19.778 553.4 28.07

2.0 0.000 384 18.233 80.609 77.888 28.289 739.2 34.17

3.0 0.000 524 13.265 51.945 88.433 93.628 1326.0 53.98

3.0 0.000 522 13.199 51.599 88.635 96.818 1329.5 54.00

4.0 0.000 490 12.690 47.822 89.356 174.048 1340.3 54.00

5.0 0.000 484 12.638 47.444 89.187 254.371 1337.8 54.00

6.0 0.000 484 12.632 47.399 89.162 334.624 1337.4 54.00

7.0 0.000 483 12.631 47.393 89.159 414.868 1337.4 54.00

8.0 0.000 483 12.631 47.393 89.158 495.110 1337.4 54.00

9.0 0.000 483 12.631 47.393 89.158 575.353 1337.4 54.00

10.0 0.000 483 12.631 47.393 89.158 655.595 1337.4 54.00

11.0 0.000 483 12.631 47.393 89.158 735.837 1337.4 54.00

12.0 0.000 483 12.631 47.393 89.158 816.079 1337.4 54.00

13.0 0.000 483 12.631 47.393 89.158 896.322 1337.4 54.00

14.0 0.000 483 12.631 47.393 89.158 976.564 1337.4 54.00

15.0 0.000 390 14.490 60.385 46.921 1041.238 703.8 54.00

16.0 0.000 273 17.217 76.157 21.363 1070.328 320.4 54.00

17.0 0.000 187 19.102 83.725 10.735 1084.186 161.0 54.00

18.0 0.000 131 20.279 86.901 5.718 1091.372 85.8 54.00

19.0 0.000 94 21.024 88.297 3.116 1095.257 46.7 54.00

20.0 0.000 70 21.511 88.959 1.709 1097.390 25.6 54.00

21.0 0.000 54 21.842 89.297 0.937 1098.567 14.1 54.00

21.5 0.000 48 21.974 89.408 0.680 1098.960 10.2 54.00

Результаты расчетов динамики ОФП в помещении с учетом дополнительных проемов

таблица п.3.9

Вpемя ПлотнГаз ИзбДвл НейтpПл Пpиток воздуха Истечение газа СкВыг

мин кг/м.куб Па метpы м.куб/с кг/с м.куб/с кг/с г/с

0.0 1.2095 0.00 1.44 0.004 0.005 0.004 0.005 0.0

1.0 1.0498 2.69 0.38 0.261 0.315 8.905 9.349 177.2

1.7 0.6743 8.30 0.52 0.751 0.908 18.790 12.670 480.5

1.8 0.6159 6.51 0.98 2.573 3.112 21.709 13.371 553.4

2.0 0.5374 4.86 1.36 7.742 9.363 30.349 16.309 739.2

3.0 0.4434 4.55 1.49 10.487 12.684 30.424 13.489 1326.0

3.0 0.4444 4.54 1.50 10.496 12.694 30.352 13.480 1329.5

4.0 0.4630 4.45 1.49 10.310 12.470 29.477 13.649 1340.3

5.0 0.4665 4.45 1.49 10.246 12.392 29.386 13.710 1337.8

6.0 0.4670 4.45 1.49 10.238 12.382 29.374 13.717 1337.4

7.0 0.4670 4.45 1.49 10.237 12.381 29.373 13.718 1337.4

8.0 0.4670 4.45 1.49 10.237 12.381 29.373 13.718 1337.4

9.0 0.4670 4.45 1.49 10.237 12.381 29.373 13.718 1337.4

10.0 0.4670 4.45 1.49 10.237 12.381 29.373 13.718 1337.4

11.0 0.4670 4.45 1.49 10.237 12.381 29.373 13.718 1337.4

12.0 0.4670 4.45 1.49 10.237 12.381 29.373 13.718 1337.4

13.0 0.4670 4.45 1.49 10.237 12.381 29.373 13.718 1337.4

14.0 0.4670 4.45 1.49 10.237 12.381 29.373 13.718 1337.4

15.0 0.5332 3.45 1.58 11.364 13.744 23.178 12.358 703.8

16.0 0.6473 2.58 1.63 11.268 13.629 17.765 11.499 320.4

17.0 0.7674 1.89 1.67 10.518 12.721 13.763 10.561 161.0

18.0 0.8741 1.37 1.68 9.429 11.404 10.904 9.531 85.8

19.0 0.9615 0.99 1.69 8.237 9.963 8.792 8.454 46.7

20.0 1.0297 0.71 1.70 7.068 8.549 7.175 7.388 25.6

21.0 1.0802 0.51 1.70 5.985 7.238 5.950 6.427 14.1

21.5 1.1003 0.43 1.70 5.494 6.645 5.423 5.967 10.2

Результаты расчетов динамики ОФП в помещении с учетом дополнительных проемов

таблица п.3.10

Вpемя ШагСч СкВыг dTm/dt dXO2/dt dXов/dt Пpиток Истечен РасхОВ

мин сек г/с гp/с %масс/с %масс/с кг/с кг/с кг/с

0.0 1.000 0.0 -0.000 0.0000 0.0000 0.005 0.005 0.000

1.0 0.426 177.2 2.348 -0.0251 0.0000 0.315 9.349 0.000

1.7 0.138 480.5 7.248 -0.0991 0.0000 0.908 12.670 0.000

1.8 0.134 553.4 7.474 -0.1117 0.0000 3.112 13.371 0.000

2.0 0.159 739.2 6.278 -0.1133 0.0000 9.363 16.309 0.000

3.0 0.543 1326.0 -0.775 -0.0285 0.0000 12.684 13.489 0.000

3.0 0.647 1329.5 -0.814 -0.0260 0.0000 12.694 13.480 0.000

4.0 0.452 1340.3 -0.220 -0.0021 0.0000 12.470 13.649 0.000

5.0 1.266 1337.8 -0.028 -0.0003 0.0000 12.392 13.710 0.000

6.0 3.120 1337.4 -0.003 -0.0000 0.0000 12.382 13.717 0.000

7.0 8.728 1337.4 -0.000 -0.0000 0.0000 12.381 13.718 0.000

8.0 10.000 1337.4 -0.000 -0.0000 0.0000 12.381 13.718 0.000

9.0 10.000 1337.4 0.000 -0.0000 0.0000 12.381 13.718 0.000

10.0 10.000 1337.4 0.000 -0.0000 0.0000 12.381 13.718 0.000

11.0 10.000 1337.4 0.000 -0.0000 0.0000 12.381 13.718 0.000

12.0 10.000 1337.4 0.000 -0.0000 0.0000 12.381 13.718 0.000

13.0 10.000 1337.4 0.000 -0.0000 0.0000 12.381 13.718 0.000

14.0 10.000 1337.4 0.000 -0.0000 0.0000 12.381 13.718 0.000

15.0 0.466 703.8 -2.148 0.0496 0.0000 13.744 12.358 0.000

16.0 0.586 320.4 -1.708 0.0388 0.0000 13.629 11.499 0.000

17.0 0.869 161.0 -1.151 0.0246 0.0000 12.721 10.561 0.000

18.0 1.336 85.8 -0.749 0.0153 0.0000 11.404 9.531 0.000

19.0 2.034 46.7 -0.492 0.0098 0.0000 9.963 8.454 0.000

20.0 3.058 25.6 -0.327 0.0066 0.0000 8.549 7.388 0.000

21.0 4.841 14.1 -0.207 0.0045 0.0000 7.238 6.427 0.000

21.5 6.022 10.2 -0.166 0.0037 0.0000 6.645 5.967 0.000

Результаты расчетов динамики ОФП в помещении с учетом дополнительных проемов

таблица п.3.11

Вpемя Т-pа ТемПов КоэфТепОб ПлТеплПот ТеплПот

мин гp.С гp.С Вт/м.кв/К Вт/м.кв кВт

0.0 19 19 0.000 0.0 0.00

1.0 63 29 13.457 461.1 401.16

1.7 251 100 20.711 3131.4 2712.94

1.8 301 127 23.218 4064.5 3494.45

2.0 384 179 28.154 5786.5 4975.03

3.0 524 286 38.802 9243.1 7946.81

3.0 522 284 38.679 9206.3 7915.18

4.0 490 257 35.893 8348.7 7177.84

5.0 484 253 35.424 8200.7 7050.65

6.0 484 252 35.365 8182.1 7034.63

7.0 483 252 35.358 8179.9 7032.71

8.0 483 252 35.357 8179.6 7032.51

9.0 483 252 35.357 8179.6 7032.49

10.0 483 252 35.357 8179.6 7032.49

11.0 483 252 35.357 8179.6 7032.49

12.0 483 252 35.357 8179.6 7032.49

13.0 483 252 35.357 8179.6 7032.49

14.0 483 252 35.357 8179.6 7032.49

15.0 390 182 28.494 5904.1 5076.15

16.0 273 112 21.777 3508.9 3016.85

17.0 187 71 17.894 2080.1 1788.38

18.0 131 50 15.723 1281.6 1101.86

19.0 94 38 14.448 817.6 702.95

20.0 70 31 13.662 534.4 459.48

21.0 54 27 12.237 332.6 285.96

21.5 48 25 11.514 260.7 224.16

 

 

1 – ОФП без учета дополнительных проемов

2 – ОФП с учетом дополнительных проемов

1 – ОФП без учета дополнительных проемов

2 – ОФП с учетом дополнительных проемов

 

 

1 – ОФП без учета дополнительных проемов

2 – ОФП с учетом дополнительных проемов

 

 

Определение критической продолжительности пожара и времени блокирования эвакуационных путей

Определим с помощью полученных на ПЭВМ данных по динамике ОФП время блокирования эвакуационных путей τбл из помещения цеха. Для этого предварительно найдем время достижения каждым опасным фактором его критического значения.

Предельно допустимые концентрации

ОФП, обозначение, размерность	ПДЗ
Температура, t, °С
Парциальная плотность, кг м-3м: -кислорода р1 -оксида углерода р2 -диоксида углерода р2 -хлористого водорода р2	0,226 0,00116 0,11 23 10-6
Оптическая плотность дыма μ, Непер∙м-1	2,38∙l-1
Тепловой поток, Вт/м2

Таким образом, критическое значение температуры на уровне рабочей зоны равно 70°С.

Для определения времени достижения температурой этого значения рассчитываем, какова же будет среднеобъемная температура, если на уровне рабочей зоны температура будет критической. Связь между локальными и среднеобъемными значениями ОФП по высоте помещения имеет следующий вид:

(ОФП-ОФП₀)=(ОФП_м-ОФП­₀)∙Z

Где ОФП – локальное значение ОФП; ОФП₀ – начальное значение ОФП, ОФП_м – среднеобъемное значение ОФ; Z – параметр вычисляемый по формуле:

Z=

Где Н – высота помещения, м; h- уровень рабочей зоны, м

Высоту рабочей зоны h определяем по форме:

h=h_пл+1,7

где h_пл – высота площадки, на которой находятся люди, над полом помещения, м.

Наибольшей опасности при пожаре подвергаются люди, находящиеся на более высокой отметке. В нашем случае принимаем h_пл=0м. Тогда

h=0+1,7=1,7м

Значение параметра Z на уровне рабочей зоны будет равно:

Z= =0,7

Тогда при достижении на уровне рабочей зоны температуры 70⁰С среднеобъемная температура будет равна:

t_m= =91,8 ⁰С

Этого значения среднеобъемная температура достигает, примерно через 1,1 минуты после начала пожара (табл. П.3.2)

Для успешной эвакуации людей дальность видимости при задымлении помещения при пожаре должна быть не меньше расстояния от наиболее удаленного рабочего места до эвакуационного выхода. Дальность видимости на путях эвакуации должна быть не менее 20м. Дальность видимости связана с оптической плотностью дыма следующей зависимостью:

L_пр=2,38/μ

Отсюда предельная дальность видимости на уровне рабочей зоны будет соответствовать следующему значению оптической плотности дыма:

2,38/20=0,119Нп/м

При этом среднеобъемный уровень задымленности будет равен:

μ_m= Нп/м^-1

По табл. П.3.2 получаем τ_μ=1,51 мин.

Предельная парциальная концентрация кислорода на путях эвакуации составляет 0,226 кг/м³.

При достижении на уровне рабочей зоны парциальной плотностью О₂ этого значения, среднеобъемная плотность кислорода составит:

(р_о2)= + = =0,207кг/м^-3

Для определения времени достижения концентрацией кислорода этого значения строим график зависимости среднеобъемной плотности кислорода от времени пожара.

р_о2=р_m∙Х_о2

В соответствии с рисунком 9 время достижения критического значения парциальной плотности кислорода составляет 1,2 минуты.

Предельная парциальная плотность оксида углерода на путях эвакуации составляет

1,16∙10^-3 кг/м³ При достижении на уровне рабочей зоны парциальной плотности СО этого значении, среднеобъемная плотность оксида углерода составит:

= + = =0,0016 кг/м^-3

В соответствии с рисунком 10 время критическое значение парциальной плотности оксида углерода достигнуто не будет.

Предельное значение парциальной плотности диоксида углерода на уровне рабочей зоны равно 0,11 кг/м³ При этом среднеобъемное значение плотности диоксида углерода будет равно:

= + = =0,15 кг/м^-3

Такого значения парциальная плотность СО₂ за время расчета не достигает (рисунок11)

Для определения значений парциальных плотностей газов использовалась формула:

p_i=p_mi∙X_i

Предельно допустимое значение теплового потока на путях эвакуации составляет 1400 Вт/м². В первом приближении оценивать значение плотности теплового потока на путях эвакуации можно по данным таблицы п.3.6.

Средняя плотность теплового потока на путях эвакуации достигает своего критического значения через 1,246 минуты от начала пожара (табл. п.3.6.)

Как видим, быстрее всего критическое значение достигает критического значения парциальной плотности кислорода на путях эвакуации, следовательно, τ_бл=τ_t=1,2 мин.

 

рисунок 9

риснок 10

Рисунок 11