Читайте также:
|
Математические модели развития пожара в помещении описывают в самом общем виде изменения параметров состояния среды, ограждающих конструкций и элементов оборудования с течением времени. Уравнения, математических моделей пожара в помещении базируется на фундаментальных законах физики: законах сохранения массы, энергии, количества движения. Эти уравнения отражают всю совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов, присущих пожару – тепловыделение в результате горения, дымовыделение и изменение оптических свойств газовой среды, выделение и распространение токсичных продуктов горения с окружающей средой и со смежными помещениями, теплообмен и нагревание ограждающих конструкций и др.
Различают два основных подхода (принципа) математического моделирования пожаров в зависимости от описания параметров состояния газовой среды в помещениях: интегральный и дифференциальный.
Интегральный метод моделирования основан на моделировании пожара в помещении на уровне усреднённых характеристик (среднеобъёмных параметров, которыми характеризуются условия в объёме пространства: температура, давление, состав газовой среды и т.д. для любого момента времени). Это наиболее простая в математическом отношении модель пожара. Она представлена системой обыкновенных дифференциальных уравнений. Искомыми функциями выступают среднеобъемные параметры газовой среды в помещении, а независимой переменной является время.
Дифференциальное (полевое) моделирование основано на описании состояния газовой среды для элементарных объёмов, на которые разбивается изучаемая область пространства. Это наиболее сложная в математическом отношении модель пожара. Она представлена системой дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих пространственно-временное распределение температур, скоростей и концентраций компонентов газовой среды (кислорода, продуктов горения и т.д.) в помещении, давлений и плотностей.
Дифференциальное моделирование позволяет получить локальные значения термодинамических параметров пожара (плотность, температуру газовой среды, скорость движения газа, концентрации компонентов газовой среды, оптическую плотность дыма – натуральный показатель ослабления света в дисперсной среде), где независимыми аргументами являются время, и координаты конкретного элементарного объёма пространства в помещении.
Промежуточное место в математическом моделировании пожаров занимают зонные модели. Они основаны на применении интегрального метода моделирования – исследуемый объём разбивается на зоны. Зоны выбираются так, чтобы для каждой из них газовую среду можно было описать с достаточной степенью достоверности усреднёнными параметрами.
Зонное моделирование пожаров предполагает условное разбиение на статические и динамические модели. Статические модели состоят из зон, не изменяющих свои геометрические размеры, переменными являются интегральные характеристики газовых сред в зонах. Динамическим моделям присуще изменение размеров зон во времени. Динамические зонные модели для помещений, учитывают растекание дыма под потолком и увеличение его толщины при достижении подвижным слоем дыма стен помещения или ограждений, например, резервуаров дыма.
Основу зонных моделей пожара составляет совокупность нескольких систем обыкновенных дифференциальных уравнений. Средние параметры состояния среды в каждой зоне являются искомыми функциями, независимым аргументом является время. В общем случае искомыми функциями являются также координаты, определяющие положения границ характеризующих зоны.
Для проведения научно обоснованного прогноза, используется та или иная математическая модель пожара. Выбор модели определяется целью (задачами) прогноза (исследования). Для заданных условий однозначности (характеристик помещения, горючей нагрузки и т.д.) путём решения системы дифференциальных уравнений, составляющих основу выбранной математической модели, устанавливают динамику ОФП.
При использовании наиболее простой математической модели пожара – интегральной модели получить аналитическое решение системы обыкновенных дифференциальных уравнений в общем случае невозможно.
Из вышесказанного следует, что реализация методов прогнозирования возможна лишь путём численного решения системы дифференциальных уравнений, выбранного метода математического прогнозирования. Существенным направлением изучения динамики ОФП служит компьютерный эксперимент, т.к. численное решение можно получить только при помощи современных ЭВМ.
Для определения частоты реализации пожароопасных ситуаций на объекте используется информация:
а) об отказах оборудования, используемого на объекте;
б) о параметрах надежности используемого на объекте оборудования;
в) об ошибочных действиях работника объекта;
г) о гидрометеорологической обстановке в районе размещения объекта;
д) о географических особенностях местности в районе размещения объекта.
Для определения частоты реализации пожароопасных ситуаций могут использоваться статистические данные по аварийности или расчетные данные по надежности технологического оборудования, соответствующие специфике рассматриваемого объекта.
Информация о частотах реализации пожароопасных ситуаций (в том числе возникших в результате ошибок работника), необходимая для оценки риска, может быть получена непосредственно из данных о функционировании исследуемого объекта или из данных о функционировании других подобных объектов. Рекомендуемые сведения по частотам реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий для некоторых типов оборудования объектов, частотам утечек из технологических трубопроводов, а также частотам
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 68 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |