Расчет ОФП, при пожаре в насосной по перекачке керосина. Программа ИРКР

     Y_* = h - (r_m - r_a / g (r_a - r_m)) ;    (33)

     где h - половина высоты помещения.

     Формальный  параметр Z_j - определяется следующим образом:

                    Y_нj  при Y_*  < или = Y_нj            (34)

       Z_j  =        Y_*   при Y_нj < Y_*< Y_bj              (35)

                    Y_bj  при Y_*   > или = Y_bj           (36) 
 

     10. Дополнительные соотношения

     Так как F_ГОР и y_уд известны, то полная скорость газификации рассчитывается как их произведение. В случае не стационарного горения жидкости полученное значение дополнительно умножается на величину, учитывающую эту не стационарность [5]: 

       y = y_уд F_ГОР  t /t_СТ       при t < t_СТ ;    (37)

     где t_СТ - время стабилизации горения.

     Для расчета среднеобъемной температуры  используется уравнение состояния идеального газа:

     T_m = P_m / (r_m R_m) ;      (38)

     где R_m - газовая постоянная дымовых газов.

     Степень черноты задымленной среды в  помещении рассчитывается по формуле:

     Е_m  = 1 - Exp ( - l M_m I ) ;      (39)

     где I - средняя длина пути луча, определяемая соотношением :

     I = 3,6 V / ( F_W + F_C) ;      (40)

     l - эмпирический коэффициент для расчета оптического диапазона в диапазон инфракрасных волн. 

11. Численная реализация модели.

 

     Для численной реализации использован  метод Рунге - Кутта - Фальберга  4 - 5 го порядка точности с переменном шагом. В качестве основы взята приведенная в работе [6] программа решения систем обыкновенных дифференциальных  уравнений, доработанная с целью улучшения эксплуатационных характеристик. Для вычисления параметров естественного газообмена использован следующий подход. Так как на каждом шаге решения параметры среды в помещении известны, а в уравнении (4) левая часть принята равной нулю, это уравнение можно записать в общем виде как:   F ( G_B , G_Г) = 0  ;     (41)

     Далее в зависимости от текущего режима газообмена соотношения (27) - (36) неявно определяют еще два уравнения вида:

       G_B = F (Pm) ;        (42)

      G_Г = F (Pm) ;        (43)

     Три перечисленные уравнения образуют не линейную систему, которая на каждом шаге интегрирования решается численно с применением скоростной комбинации методов линейной и квадратной интерполяции. В результате вычисляются значения избыточного статического давления в помещении и расходы естественного газообмена. Как показала апробация, такой алгоритм является устойчивым и обеспечивает высокую скорость счета.

     Аналогичным способом рассчитывается начальный  газообмен и тепловая мощность источника Q₀ в уравнении (4) в случае неравенства начальной температуры в помещении температуре окружающего воздуха. При этом дополнительно используется уравнение баланса массы (1) для стационарного режима.

     В каждой точке решения прогнозируется величина следующего шага в зависимости  от текущих значений производных. Однако при резком изменении любых условий ( вскрытие проемов, включение систем механической вентиляции или пожаротушения и т.д.) шаг пересчитывается в соответствии с новым режимом.

Для оценки погрешности используется разность решения 4-го и 5-го порядков точности и шаг счета в любом случае выбирается таким, чтобы эта погрешность была не выше заданной. 

3. Результаты расчетов  динамики ОФП

Таблица 1

Зависимость параметров среды и координаты ПРД  от времени

 

^* При t = 0,8 мин разрушается оконное остекление.   

Таблица 2

Зависимость площади пожара от времени.

 

     Т.к. горючий материал - керосин (жидкость), то площадь горения полагается неизменной и равна площади ее зеркала. 

     Таблица 3

     Время достижения пороговых значений ОФП

 
 

4. Описание  обстановки на пожаре в моменты времени 

(2 минуты и 12 минут) 

     1. Описание обстановки на пожаре  в момент t = 2 мин.

• Площадь пожара составляет 21,6 м²
• Средняя температура в помещении 440 К
• Сильное задымление, дальность видимости в помещении :

     L_ВИД = 2,38 / М_М = 2,38 / 0,247 = 9,6 м

• Концентрация кислорода : 17,098 %
• Концентрация оксида углерода: r _СО= 1,5 * 10^-3 кг/м³ т.е. достигает          предельного значения (r _СО) пред = 1,16 * 10^-3 кг/м³
• В верхней части дверного проема имеет место выходящий поток задымленного газа, плотность равных давлений находится на высоте 1,51 м от пола. Остекление к этому моменту времени разрушится.

       Схема газообмена показана на  рис. 8 .

     P.S. Через разрушенное остекление также, имеет место выходящий ( в верхней части = 2/3) поток задымленного газа.

2. Описание обстановки на пожаре в момент t = 12 мин.

• Площадь пожара составляет 21,6 м²

• Средняя температура в помещении 627 К
• Сильное задымление, дальность видимости в помещении :

     L_ВИД = 2,38 / М_М = 2,38 / 9,767 = 0,0389 м

• Концентрация кислорода : 12,9 % , что ниже предельно допустимой концентрации c = 12,9 % < Х_О2 ^{пред. доп.} = 14 %
• Концентрация оксида углерода: r _СО= r_m Х_CО =3,1 * 10^-3 кг/м³ , что выше предельно допустимой парциальной плотности для безопасной эвакуации (r _СО) пред = 1,16 * 10^-3 кг/м³
• В верхней части дверного проема имеет место выходящий поток задымленного газа, плотность равных давлений находится на высоте 1,48 м от пола. Остекление к этому моменту времени уже разрушено. Через разрушенное остекление также, имеет место выходящий ( в верхней части = 0,92 м высотой) поток задымленного газа.