CC BY
9
7. Пожаробезопасные зоны, расположенные перед выходами из лифта, предназначенного для транспортировки пожарных подразделений на всех этажах, кроме первого, оборудовать прямой телефонной связью с пожарной охраной.
8. Электрощитовые оборудовать системой порошкового пожаротушения.
9. Обеспечить аварийным освещением места, расположения огнетушителей и шкафов внутреннего противопожарного водопровода.
10. Пожарный пост обеспечить специализированной одеждой для дежурного персонала, а также средствами индивидуальной защиты органов дыхания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Электронный ресурс. URL: http://www.mchs.gov.ru - Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России)
2. Электронный ресурс. URL: http://wiki-fire.org - Электронная энциклопедия пожарного дела
УДК 628.511:004.942
Е.Ю. Захаров, Н.Е. Егорова
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России
К ВОПРОСУ О МОДЕЛИРОВАНИИ ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ ДЫМА ПО ВОЗДУХОВОДУ
В промышленных воздуховодах в течение эксплуатации могут накапливаться горючие отложения масел, красок, пыли, волокон. Такие системы могут стать причиной возникновения пожара или способствовать его быстрому распространению. В статье рассматривается модель движение частицы дыма в воздуховоде. Модель позволит оценить вероятность удаления данной частицы из вентиляционной системы.
Ключевые слова: вентиляция, дымоудаление, пожароопасность, движение частицы, моделирование.
Е. Y. Zakharov, N.E. Egorova
ТО THE QUESTION OF MODELING THE MOVEMENT OF SMOKE PARTICLES IN THE AIR DUCT
In industrial air ducts during operation can accumulate combustible deposits of oils, paints, dust, fibers. Such systems can cause a fire or contribute to its rapid spread. The article considers the model of smoke particle motion in the air duct. The model will allow to estimate the probability of removal of this particle from the ventilation system.
Keywords: ventilation, smoke removal, fire hazard, particle motion, simulation.
В помещениях, предназначенных для хранения и обработки горючих материалов, административных зданиях, или объектах с массовым пребыванием людей используются системы противодымной вентиляции. Дымоудаление в случае пожара создает условия для безопасной эвакуации людей и эффективного тушения пожара. Для оптимизации процесса дымоудаления предлагается особая конструкция вентиляционных каналов. В каждый из каналов подбираются специальные вставки [1]. Основной целью данных вставок является
обеспечение одинакового расход воздуха по всей длине воздуховода. С помощью вставок внутреннее пространство вентиляционного канала разделяется на полости, площади поперечного сечения которых были бы одинаковы. Данные полости могут быть полностью изолированы друг от друга. Такая конструкция обеспечивает несколько зон разряжения, благодаря которым аэрозоль равномерно распределяется по всему сечению вентиляционного канала. Чтобы гидравлическое сопротивление всей вентиляционной системы не превысило заданные нормы, требует математически определить оптимальное количество рассматриваемых вставок.
Однако, вентиляционные системы могут стать причиной возникновения пожара или способствовать его быстрому распространению. В воздуховодах могут накапливаться горючие отложения масел, красок, пыли, волокон. В ряде случаев такие образования могут самовозгораться. В основном же, источником зажигания служат искры механической, электрической, электростатической природы. В случае использования воздуховода для дымоудаления источником зажигания могут служить продукты горения или нагрев отдельных частей воздуховода.
Какой бы ни была причина возникновения пожара, распространение его по технологическим коммуникациям связано с движением твердых частиц в потоке воздуха.
Математическая модель, описывающая их движение, позволит как прогнозировать скорость распространения пожара по вентиляционным системам, так и оценить эффективность работы системы газодымоудаления.
Стоит отметить, что дым можно рассматривать, как двухфазную гетерогенную систему, в связи с чем, помимо скорости потока, актуальным представляется определение скорости движения частиц твердой фазы системы.
Введем ряд допущений для упрощения решения рассматриваемой задачи. Во-первых, полагаем, что расстояния между частицами во много раз превышают их размеры, это позволит пренебречь при составлении математической модели процессом взаимодействия между частицами, а рассматривать каждую из них по отдельности. Во-вторых, будем считать, что частица имеет сферическую форму.
Необходимое условие - размер частицы с течением времени изменяется за счет выгорания и определяется из закона сохранения масс [2].
¿Й 4 прг1 '
где г - радиус частицы, м; со - скорость потери массы частицы, кг/с; р - плотность частицы.
Рассмотрим частицу постоянного размера, двигающуюся вертикально. На такую частицу действуют сила тяжести и сила сопротивления среды. Под действием силы тяжести первоначально частица будет падать с ускорением, затем, так как среда оказывает сопротивление движению, скорость падения становится постоянной [3]. Поскольку размер частицы из-за тления постоянно меняется (уменьшается), должна изменяться и скорость частицы, так как сопротивление среды будет также изменяться [4].
Сила тяжести, направленная вниз:
Р<=т8. (2)
Сила сопротивления среды, направленная вверх (противоположно вектору скорости):
К=сНр,1— (3)
где с - коэффициент аэродинамического сопротивления частицы; рв - плотность воздуха, кг/мЗ; Б - миделево сечение частицы, м2; V - относительная скорость движения частицы, м/с.
Входящий в формулу (3) коэффициент с является функцией числа Рейнольдса. В общем случае коэффициент определяется по экспериментальным данным. Существует большое количество эмпирических формул для его нахождения. Воспользуемся формулой
Л.С. Клячко [5], как наиболее удачной по простоте и степени приближения:
24 4
с =-+-Т77> (4)
Яе Яе
где число Рейнольдса:
2 г¥
Яе = —. (5)
о
Здесь и - динамическая вязкость среды, Пах с.
Принимая форму частицы сферической с радиусом г, получим значение массы:
4 ,
т = —лг р. (6)
Тогда дифференциальное уравнение движения частицы:
4 з ¿V 4 з „ V2
-яг р- = -яг рё-с8рв — . (7)
3 ш 3 2
После ряда преобразований получим:
йУ _ 3 Л Ъжгъ
Уравнение (8) предлагается решать численными методами. Удобно воспользоваться методом Рунге-Кутта четвертого порядка точности [6, 7]. Данный метод относится к одноступенчатым, то есть требует информацию только об одной точке, поэтому программная реализация метода не требует дополнительных усилий.
Таким образом, получено уравнение движения твердой частицы дыма по воздуховоду. Данное уравнение учитывает не только первоначальные свойства частицы, но также принимает во внимание закономерности их изменения с учетом тления этой частицы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ульев Д. А. Механика газа в системах дымоудаления с установленными вставками // Пожарная и аварийная безопасность: материалы VI Международной научно-практической конференции, посвященной 45-летию Ивановского института ГПС МЧС России / ИвИ ГПС МЧС России. - Иваново, 2011. - 4.1. - С.362 - 364.
2. Горячева М.Н. Моделирование движения частиц дыма при пожаре в помещении / М.Н. Горячева, С. А. Горячев, C.B. Пузач // Вестник Академии Государственной противопожарной службы МЧС России, №2. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. - 159 с.
3. Богословский В.Н. Отопление и вентиляция. Ч. 2. Вентиляция: учебник для вузов / В.Н.Богословский, В.И.Новожилов, Б.Д.Симаков, В.П.Титов. Под ред. В.Н.Богословского. -М.: Стройиздат, 1976. -439 е.: ил.
4. Захаров, Е.Ю. Моделирование движения газовых частиц внутри газовой камеры / Е.Ю. Захаров, Н.Е. Егорова // Актуальные вопросы естествознания: сб. материалов III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (5 апреля 2018) С. 251 -253.
5. Кабаева И.В. О распространении и оседании пылевых частиц размером до 10 мкм в горизонтальном турбулентном потоке / И.В. Кабаева, А.Г. Шестаков, A.C. Артюхин // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Политематическая сер. 2007. Вып. 2 (3). - 6 с.
6. Егорова Н.Е. Математическое моделирование рассеивания пыли в турбулентном воздушном потоке / Н.Е. Егорова, Ф.Н. Ясинский // Изв. вузов. Технология текстильной
промышленности. - 2002, № 2 (266). - С. 111-114.
7. Егорова Н.Е. Применение математического моделирования при исследовании влияния турбулентности на эффективность пылеулавливания / Актуальные вопросы совершенствования инженерных систем обеспечения пожарной безопасности объектов : сб. материалов III Всероссийской научно-практической конференции, посвященной году гражданской обороны (18 апреля 2017) С. 50 - 53
УДК 614.841
V/.1. Захаров, Е.В. Калач
Воронежский институт - филиал Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РЕСУРСАМИ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ ЧАСТЕЙ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ
В статье рассмотрены проблемы пожарной безопасности. Проведен анализ обстановки с лесными пожарами и их влияние на человека, экономику и окружающую среду.
Ключевые слова: лесные пожары, последствия, профилактика, риск, пожарная безопасность, ущерб.
М.А. Zakharov, Е. V. Kalach
IMPROVEMENT OF THE METHOD OF PROVIDING RESOURCES OF FIRE-AND-RESCUE SPACES AT THE ELIMINATION OF FOREST FIRE
The article deals with the problem of fire safety. The analysis of the situation with forest fires and their effects on human, economic and environmental impacts.
Keywords: forest fires, the consequences, prevention, risk, fire safety, damage.
В мире ущерб от пожаров и чрезвычайных ситуаций составляет сотни миллиардов долларов. Сегодня имеется более 250 стран, в которых проживает 7,2 млрд. чел. В них ежегодно возникает 7-8 млн пожаров, при которых погибает примерно 85 - 90 тыс. человек, в огне гибнут исторические и культурные ценности [1-8]. По оперативным данным, в 2017 году в Российской Федерации было зарегистрировано 132 406 пожаров, что на 5,07 % меньше, чем в 2016 году, однако в том же 2017 году в Российской Федерации было зарегистрировано 301 588 загораний, что на 4,33 % больше, чем в 2016 году и прямой материальный ущерб был больше на 5,33 % и составил 14 133,6 млн. рублей. В прошедшем году в Российской Федерации ежедневно происходило 363 пожара, при котором гибло 22 человека и получали травмы 26 человек, огнем уничтожалось 94 строения, 19 единиц техники, и ежедневно происходило 863 загорания. Ежедневный материальный ущерб от пожаров составил 38,8 млн. рублей.
Важную роль в экологии играет статистика лесных пожаров. Первые места по количеству возгораний за год принадлежат США и России. Преимущественно из-за больших территорий, занимаемых этими странами. По данным ВЦПС стоимость ущерба от пожаров и затраты по борьбе с ними по каждой стране в среднем составляют 0,65% ВНП (Валовой Национальный Продукт).
Россия - одна из стран, где количество пожаров, возникших в результате
