Использование интегральной математической модели

Для прогнозирования динамики ОФП будем использовать программу INТМОDЕL, реализующую интегральную математическую модель развития пожара в помещении. Продукт разработан на кафедре инженерной теплофизики и гидравлики Академии ГПС МЧС России. Для численного решения системы дифференциальных уравнений использован метод Рунге-Кутта-Фельберга 4-5 порядка точности с переменным шагом. Интерфейс программы INTMODEL представлен на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Интерфейс программы INTMODEL

Для ввода исходных данных необходимо выбрать пункт меню «Данные» в окне главного меню. И заполнить все, предложенные программой разделы (рис. 2.3). Выполним эту процедуру, используя исходные данные из п. 2.1 (рис. 2.4 – 2.6).

Рис. 2.3. Пункт меню «Данные» в окне главного меню

Рис. 2.4. Пункт меню «Данные» - «Атмосфера» в окне главного меню

Режим редактирования позволяет изменить численные значения входных параметров, для их ввода используются цифровые клавиши. После ввода всех исходных данных необходимо вернуться в пункт меню «Данные» при помощи клавиши Esc и перейти к следующему разделу (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Пункт меню «Данные» - «Помещение» в окне главного меню

После ввода числового значения в строке «Проемы» пункта меню «Данные» - «Помещение» открывается следующее диалоговое окно «Проем N 1», в котором предлагается ввести подробные геометрические характеристики двери или окна. На рис. 2.6 диалоговое окно «Проем N 1» заполнено для одной из дверей.

Рис. 2.6. Пункт меню «Данные» - «Помещение» - «Проем N 1» в окне главного меню

Переход между диалоговыми окнами «Проем N 1», «Проем N 2» и т.д. осуществляется клавишей Esc. После того, как все они заполнены программа возвращается в пункт меню «Данные» - «Помещение». Нажимаем Esc, возвращаемся в пункт меню «Данные», выбираем следующий раздел «Нагрузка» (рис. 2.7), заполняем его исходными данными согласно п. 2.1, при этом обращаем внимание на размерности физических величин.

Рис. 2.7. Пункт меню «Данные» - «Нагрузка» в окне главного меню

После заполнения раздела «Горючая нагрузка» дважды нажимаем клавишу Esc, чтобы вернуться в главное меню, там выбираем пункт «Счет», программа переходит в режим счета (рис. 2.8). Счет прекращается, если поступит команда об остановке, сообщение об ошибке, или «выгорит» весь горючий материал. В главное меню можно вернуться, нажав клавишу Esc.

Результаты расчетов можно посмотреть, выбрав пункт главного меню «Результаты», помимо этого их можно посмотреть и скопировать в виде файлов с расширением *.RES в корневом каталоге диска D:\, не закрывая программы. В случае отсутствия локального или съемного диска D:\ на компьютере, программа INTMODEL производить расчет не будет!

Результаты расчета динамики опасных факторов пожара в отделочном цехе мебельного комбината представлены в таблицах 2.1 – 2.4.

Рис. 2.8. Пункт меню «Счет» в окне главного меню

Таблица 2.1. Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении. Содержимое файла FACTORS.RES

Время, мин.	Т-ра, ^оС	Конц. О2, масс. %	Задымл., Нп/м	Дал. вид., метpы	Конц. СО, масс.%	Конц. СО2, масс.%	Конц. ОВ, масс.%
		23,000		37,95			77,000
		22,956	0,003	37,95	0,001	0,024	76,974
		22,579	0,024	37,95	0,007	0,235	76,751
		21,406	0,077	30,97	0,025	0,891	76,053
3,8		19,571	0,172	13,82	0,055	1,942	74,934
		19,047	0,225	10,57	0,064	2,259	74,597
4,3		18,395	0,311	7,66	0,076	2,667	74,164
		16,96	0,724	3,29	0,105	3,692	73,073
5,4		16,323	1,039	2,29	0,119	4,214	72,518
		15,562	1,702	1,40	0,141	4,968	71,717
		15,029	2,543	0,94	0,16	5,658	70,983
		14,844	2,999	0,79	0,169	5,967	70,654
		14,786	3,189	0,75	0,172	6,086	70,528
		15,612	3,053	0,78	0,155	5,461	71,192
		19,504	1,541	1,54	0,069	2,438	74,407
		21,02	0,824	2,89	0,038	1,338	75,577
		21,728	0,481	4,95	0,024	0,844	76,102
		22,134	0,295	8,06	0,016	0,569	76,395

Из таблицы 2.1 видно, что остекление первого закрытого окна разрушается при τ = 3,8 мин., а второго – при τ = 4,3 мин.

Таблица 2.2. Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении. Содержимое файла FUEL.RES

Время, мин	Конц. ОВ, масс.%	Т-ра, ^оС	Конц. О2, масс. %	Полн. сг., масс.%	Удельная ск. выг., кг·м^-2·ч^-1	Выг. масса, кг	Ск. выг., г/с	Площ. гор., м^2
				89,805	91,8
	76,974		22,956	89,805	91,814	1,071	65,8	2,58
	76,751		22,579	89,74	92,038	10,101		10,33
	76,053		21,406	88,833	92,904	35,215	601,9	23,32
3,8	74,934		19,571	85,133	95,499	70,551	931,6	35,12
	74,597		19,047	83,548	108,285	85,764	1161,5	38,62
4,3	74,164		18,395	81,239	111,689	105,434	1321,1	42,58
	73,073		16,96	74,898	137,422	182,86	2018,3	52,87
5,4	72,518		16,323	71,732	147,163	228,046	2207,3
	71,717		15,562	67,175	163,063	318,56
	70,983		15,029	63,882	174,02	471,021	2610,3
	70,654		14,844	62,704	177,778	629,528	2666,7
	70,528		14,786	62,326	178,954	790,124	2684,3
	71,192		15,612	67,477	107,565	941,689	1613,5
	74,407		19,504	84,945	18,003	983,716
	75,577		21,02	88,292	6,25	993,508	93,8
	76,102		21,728	89,191	2,555	997,26	38,3
	76,395		22,134	89,524	1,073	998,838	16,1

Таблица 2.2 иллюстрирует, что полное выгорание горючей нагрузки происходит при τ = 14 мин.

Таблица 2.3. Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении. Содержимое файла HOLES.RES

Время, мин	Плотн. газа, кг/м^3	Изб. давл., Па	Нейтр пл., м	Приток воздуха,	Истечение газа,	Ск. выг., г/с
м^3/с	кг/с	м^3/с	кг/с
	1,2053	2,81	1,62	5,708	8,063	6,690	8,063
	1,1879	3,35	1,48	4,945	6,986	8,157	9,690	65,8
	1,07	5,84	1,26	4,338	6,128	13,163	14,084
	0,8504	10,16	1,16	4,578	6,467	20,801	17,689	601,9
3,8	0,6755	12,93	1,21	5,814	8,213	25,453	17,192	931,6
	0,6474	11,20	1,51	12,813	18,098	37,870	24,519	1161,5
4,3	0,6158	11,72	1,50	12,928	18,262	39,905	24,573	1321,1
	0,5556	11,82	1,59	19,592	27,674	58,807	32,675	2018,3
5,4	0,5361	12,03	1,60	20,004	28,256	60,083	32,258	2207,3
	0,5211	12,17	1,61	20,428	28,856	61,043	31,811
	0,5157	12,23	1,61	20,537	29,008	61,454	31,694	2610,3
	0,5149	12,25	1,61	20,540	29,013	61,540	31,690	2666,7

Продолжение таблицы 2.3.

	0,5148	12,25	1,61	20,536	29,008	61,559	31,693	2684,3
	0,5584	10,26	1,78	25,354	35,813	48,256	26,945	1613,5
	0,8442	6,19	1,89	23,855	33,696	28,022	23,657
	1,0226	4,30	1,88	19,419	27,430	21,459	21,945	93,8
	1,1204	3,27	1,86	16,491	23,294	18,081	20,258	38,3
	1,1767	2,66	1,85	14,646	20,688	16,029	18,862	16,1

Таблица 2.4. Результаты расчетов динамики опасных факторов пожара в помещении. Содержимое файла WALLS.RES

Время, мин	Т-ра, ^оС	Т-ра пов., ^оС	Коэф. теплообмена Вт·м^-2·К^-1	Пл. тепл. пот. Вт/м^2	Тепл. пот., кВт
			6,144	21,1	30,13
			12,474	359,1	511,98
			16,136	1422,7	2028,22
3,8			20,67	3113,9	4409,26
			21,774	3497,6	4952,61
4,3			23,226	4053,8	5701,23
			26,794	5301,9	7456,61
5,4			28,198	5792,5	8146,64
			29,519	6247,5	8786,47
			30,004	6412,8	9018,95
			30,076	6437,6	9053,79
			30,086	6440,7	9058,21
			26,601	5234,1	7361,29
			16,249	1464,1	2059,1
			13,737	551,2	775,17
			10,56	184,4	259,37
			7,261	41,2	57,98

Динамика опасных факторов пожара представлена на рис. 2.9 - 2.16. Для построения графиков использовались таблицы 2.1 – 2.3.

Рис. 2.9. График зависимости среднеобъемной температуры от времени

Рис. 2.10. График зависимости среднеобъемной концентрации оксида углерода от времени

Рис. 2.11. График зависимости среднеобъемной концентрации диоксида углерода от времени

Рис. 2.12. График зависимости среднеобъемной концентрации кислорода от времени

Рис. 2.13. График зависимости среднеобъемной оптической плотности дыма от времени

Рис. 2.14. График зависимости дальности видимости от времени

Рис. 2.15. График изменения плоскости равных давлений от времени

Рис. 2.16. График изменения площади пожара во времени

Дата добавления: 2014-11-18