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

     

                                                                                                                     

               
 
 
 
 
 

Рис. 9а Схема газообмена в момент времени  равным 2 минутам при работе механической вытяжки. 

 
 

                                                                                                     
 

     

                                                                                                                     

               
 
 
 
 
 

Рис. 9б Схема газообмена в момент времени равным 12 минутам при работе механической вытяжки. 

 
 

                                                                                                     
 

     

                                                                                                                     

               
 
 

Математическая  модель прогревания

ограждающих конструкций помещения  при пожаре

       Ограждающие конструкции помещения  разделяются на стены, перекрытия и пол. Расчет температурных полей в стенах и перекрытиях производится раздельно с использованием нестационарного двухмерного дифференциального уравнения теплопроводности в следующем виде:

     r_W C_W (d T_W / d t) = (d / dx) l _W (d T_W / dx) + (d / dу) l _W (d T_W / dó) ;   (1)

     r_С C_С (d T_С / d t) = (d / dx) l _С (d T_С / dx) + (d / dу) l _С (d T_С / dó) ;   (2)

где T_W и T_С - локальные температуры в стенах и перекрытиях;

 r_W ,C_W ,l _W - соответственно плотность, удельная теплоемкость и коэффициент теплопроводности материала стен;

r_С ,C_С ,l _С - соответственно плотность, удельная теплоемкость и коэффициент теплопроводности материала перекрытий.

     Координаты х направлена по толщине конструкций, координаты у - параллельно поверхности конструкций.

     Начальные условия к уравнению (1) и (2) принимаются  следующими:

     если  температура газовой среды внутри помещения равны температуре  наружного воздуха, то T_Wо = T_А и T_Со =T_А;

     если  температуры газовой среды внутри и снаружи помещения не равны, то распределение  температуры по толщине конструкций принимается линейным от температуры на внутренней поверхности, равной T_mо, до температуры на наружной поверхности, равной T_А;

     где T_Wо ,T_Со ,T_mо- соответственно начальные температуры стен, перекрытия и помещения.

     Граничные условия к уравнениям (1) и (2) имеют  следующий вид :

     внутренняя  поверхность конструкций - граничные  условия третье рода :

     для стен [5] g_W1 = a^*_W (T_m - T_W1); a^*_W = 15,9 y _Г^0,222;

     для перекрытия [5] g_С1 = a^*_С (T_m - T_С1);

     a^*_С = 17,2 y _Г^0,222 / 1 - 0,127 y _Г⁵ Exp (- 1,6 y _Г)

где g_W1 , g_С1 - локальные удельные тепловые потоки;

T_W1 , T_С1 - локальные температуры внутренних поверхностей стен и перекрытий;

a^*_W и a^*_С - приведенные коэффициенты теплоотдачи стен и перекрытия: y _Г = М_О / F_W - наружная поверхность конструкций - сложные граничные условия.

для стен - g_W2 = E_W G (T_W2⁴ - T_a⁴) + a_W (T_W2- T_a);

для перекрытий - g_С2 = E_С G (T_С2⁴ - T_a⁴) + a_С (T_С2- T_a); 

где g_W2 , g_С2 - локальные удельные тепловые потоки, T_W2 + T_С2 - локальные температуры наружных поверхностей стен и перекрытий;

G = 5,75 * 10^-1 Вт/м²К⁴ - коэффициент излучения абсолютно черного тела;

a_W , a_С - коэффициенты теплоотдачи при свободной конвекции на наружных поверхностях стен и перекрытиях, определяемые по формулам работы [5], торцевые поверхности считаются теплоизолированными.

     Дифференциальные  уравнения в частных производных (1) и (2) решаются численным способом. В данной постановке задачи уравнение (2), описывающие прогрев перекрытия, является одномерным и температура Т_С зависит только от координаты х.

     Сопряжение  задачи расчета теплового состояния  ограждающих конструкций помещения с интегральной математической моделью пожара производится через величину теплового потока, отводимого из помещения в ограждающие конструкции. При этом, в место уравнений (5) и (7) в описании интегральной математической модели пожара в помещении, записывается следующее уравнение:

     Q_W = 2 (L₁ + L₂) - F_S/ 2h g_W1 d_у + (g_С1 + g_f ) L₁ L₂   (3)

     где F_S - суммарная площадь проемов; g_f - средний удельный тепловой поток, отводимый из помещения в пол.

     Согласно  работе [1] g_f = 0,7 g_С1. 

ГОСТ 12.1.004-91 “Пожарная  безопасность”

Выдержка (расчет t_НБ)  стр. 17-18

     ... Расчет t_НБ - производится для наиболее опасного варианта развития пожара, характеризуется наибольшим темпам ОФП в рассматриваемом помещении. Сначала рассчитывают значение критической продолжительности пожара (t_КР) по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей (рабочей зоне)

t^Т_КР = (В/А) Ln 1 + ((70 - t_o)(273 + t_o) * Z) ^1/n;

В = (353 C_P V) / ((1- j) h Q ;      (25)

     По  потери видимости

t^П.В._КР = (В/А) Ln 1 - ((V Ln (1,05 a E) )/ (L_ПР В D_m + Z)) ^1/n; (26)

     По  пониженному содержанию кислорода

t^О2_КР = (В/А) Ln 1 - (( 0,44) / ( (B L_O2/ V) + 0,27) * Z) ^{-1 1/n}; (27)

     По  каждому из газообразных токсичных  продуктов горения

t^Т.П_КР = (В/А) Ln 1 - ((VX ) / (BLZ)) ^{-1 1/n}; (28)

     B - размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материала и свободного объема помещения, кг.

     t_o - начальная температура воздуха в помещении ⁰С.

     n - показатель степени, учитывающий изменения массы выгораемого материала во времени.

     А - размерный параметр, учитывающий  неравность распределения ОФП по высоте помещения.

     Q - низшая теплота сгорания материала М Дж / кг К

     j - коэффициент теплопотерь.

h - коэффициент полноты сгорания.

V - свободный объем помещения.

a - коэффициент отражения предметов на путях эвакуации.

Е - начальная освещенность, Лк.

L_ПР - предельная дальность видимости в дыму, м.

P_m - дымообразующая способность горящего материала Нп м² / кг.

L - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала кг/кг.

Х - предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении.

( Х_СО2 = 0,11 кг/м³; Х_СО = 1,16 * 10^-3 кг/м³; Х_НCL = 23 * 10^-6 кг/м³;)

L_O2 - удельный расход кислорода кг/кг.

     Если  под знаком логарифма получается отрицательное число, то данный ОФП не представляет опасности. Параметры Z вычисляется по формуле:

     Z = (h/H) Exp (1,4(h/H) ), при Н 6 м        (29)

     h - высота рабочей зоны.

     Н - высота помещения.

     Определяется  высота рабочей зоны

     h = h_ПЛ + 1,7 - 0,5 б                                        (30)

     h_ПЛ - высота площадки, на которой находятся люди, над полом помещения.

     Б - разность высот пола, равная нулю при  горизонтальном его расположении.

     ... Параметры А и n вычисляются так:

     для случая горения жидкости с установившийся скоростью 

     А = y_F F ; n = 1,

     y_F - удельная массовая скорость выгорания жидкости.

     для кругового распространения пламени  пожара:

       А = 1,05 y_F V² ; n = 3,

     V - линейная скорость распространения пламени.

     для вертикальной или горизонтальной поверхности  горения в виде треугольника, одна из сторон которого увеличивается в двух направлениях за счет распространения пламени ( направление распространения огня в горизонтальном направлении, по занавесу после охвата его по всей высоте).

     А = y_F V  в ; n = 2,

     в - перпендикулярный к направлению  движения пламени размер зоны горения.