CC BY
7роль в этом играют запылённые на протяжении многих лет пустоты в конструкциях перекрытий, перегородок и покрытия, которые имеют непосредственную гидравлическую связь по всей длине и ширине здания.
По расчётам, исходя из имеющихся данных о пожарах, разница во времени между началом пожара и появлением пламенного горения за пределами очага пожара составляет не более 17-35 мин.
После появления вторичных очагов пожара можно считать закономерным общее воспламенение по всему объёму здания, заполненного продуктами термического разложения древесины. Скорость распространения горения по газовой фазе составляет не менее 1 м/с; по пыли вдоль лаг и балок - до 12-14 м/мин, а поперёк - в 3-3,5 раза медленнее.
В пожарной охране давно отработаны механизмы подготовки и прямого применения сил и средств на пожарах в зданиях с пустотами - это отработка планов и карточек пожаротушения, оперативно-тактическое изучение, а все эти здания должны быть взяты на учёт и находиться на особом контроле Государственной противопожарной службы.
В планах пожаротушения на здания и сооружения с пустотами настоятельно требуется отражать схемы пустот в аксонометрии, подробно представлять их характеристики, с обязательным указанием и обозначением мест вскрытия и введения стволов на тушение.
Исходя из опыта тушения можно рекомендовать, при проникновении огня в пустоты, искать какие-либо препятствия в этих пустотах или на границе конструкций, где производить вскрытие механизированным инструментом для введения приборов пожаротушения. При этом очень важно учитывать нагрузку на перекрытие от оборудования, станков, тяжёлой мебели и других конструкций. Требуется правильно подбирать типы стволов и приборов подачи огнетушащих веществ, которые по тактико-техническим характеристикам могли бы справиться с пожаром и его опасными факторами. Очень серьёзную помощь в поиске мест горения в пустотах может оказать тепловизор.
УДК 614. 8
А. А. ЛУКЬЯНЧЕНКО, кандидат технических наук, докторант Академии ГПС МЧС России;
А. В. ФЕДОРОВ,
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры пожарной автоматики
Академии ГПС МЧС России
А. ШКУАКСИЕЖО, А. ЕЕБОЯОУ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИКИ ПОЛЕЙ КОНЦЕНТРАЦИЙ В ПОМЕЩЕНИЯХ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
В статье рассматриваются вопросы моделирования распространения газовых компонентов в контролируемом помещении для определения площадей загрязнения.
Для обеспечения пожарной безопасности и экологического мониторинга необходимо максимально быстро зарегистрировать появление опасного компонента и прореагировать на его появление путем включения или выключения соответствующих устройств противоаварий-ной защиты.
Ключевые слова: газодинамика, поля концентраций, газочувствительный извеща-тель, изоповерхность концентрации.
In clause questions of modelling of distribution of gas components in a controllable premise for definition of the areas of pollution are considered. For maintenance of fire safety and ecological monitoring it is necessary to register as much as possible quickly occurrence of a dangerous component and to react to its occurrence by inclusion or deenergizings of corresponding devices.
Анализ состава воздушной среды защищаемого объекта позволяет оперативно контролировать аварийные ситуации на начальных стадиях их возникновения при правильном подходе и применении методики измерения. Выделение в атмосферу специфических газов происходит при самых различных процессах, и контроль этих газов означает контроль интересующих процессов. Особенностью газового контроля является необходимость учета сложной динамики движения газов, зависящей от многих параметров. В любых условиях и на любых объектах наблюдаются воздушные потоки, переносящие и перемешивающие газы. Из-за воздушных потоков концентрация неоднородна и непрерывно меняется. Задачи газоаналитики разделяются на две - медицинскую задачу, когда показания осредняют и выводят средневзвешенное значение (доза токсичного вещества, поглощенного человеком в данном помещении) и технологическую задачу, когда необходимо максимально быстро зарегистрировать появление опасного компонента и прореагировать на его появление путем включения или выключения соответствующих устройств противоаварий-ной защиты.
В технологических задачах скорость обнаружения компонента напрямую связана с расположением газочувствительного извещателя на пути газового потока и, следовательно, поиска наикратчайшего пути движения порции вещества от источника к приемнику (извещателю). Из этого следует необходимость решения задачи газодинамики той или иной сложности. Для линейных моделей оценки решения давно отработаны, и можно воспользоваться таблицами стандартных решений. К таким задачам относится, например, распространение газового загрязнителя в однородном полупространстве из одной точки. Решение данной задачи дает хорошие результаты. Для площадей загрязнения на промышленной и прилегающей территории от заводской трубы, но при наличии границ, например стен помещения, или сложной системы воздухообмена, подобные решения теряют
смысл. Для этих случаев применяется трехмерное моделирование (3D) с учетом граничных условий и всех значимых для газодинамики факторов. С внедрением вычислительной техники были созданы целые пакеты программ для моделирования сложных газодинамических процессов, например ANSIS, FUENT, FLOW-3D и другие. Они позволяют ввести достаточно точные габариты объекта и произвести серию расчетов движения не только принудительных потоков воздуха, но и учесть процессы диффузии каждого вещества, наличие естественных конвективных потоков и тепломассообмен со стенками объекта.
Для решения задач обеспечения газового контроля ряда объектов химических производств и подземных гаражей на предприятии ООО «Дельта-С» (г. Зеленоград) были отработаны методы моделирования распространения газов при различных сценариях аварийных ситуаций и даны рекомендации по оптимальной установке газоанализаторов. Расчеты проводились с использованием RNG модели турбулентности, а не стандартной КЕ модели (двухмерной), так как последняя дает завышенные значения турбулентной вязкости в областях с низкими скоростями и, как следствие, - завышенную скорость диффузии. Для получения более точного решения желательно использовать не усредненные, а фильтрованные уравнения Навье - Стокса с использованием модели больших вихрей. Однако в этом случае требуется, чтобы размер сетки не превышал макромасштаба турбулентности. Наиболее приемлемым по скорости расчетов, при достаточной точности, оказался пакет программ FLOW-3D, а наивысшее качество и достоверность - пакет FLUENT. В обоих случаях удалось получить не только концентрационные срезы по интересующим участкам, но и объемные изображения движения концентрационных полей в реальном масштабе времени по всему объекту. Полученные поля скоростей в результате расчета показаны на рис. 1-9.
1. о И» * с е
1J 1е*| 0
|.5Йе -Ш 1 1.04е -Ц 1 В . 5 I e-ii 7:„®®е -Д 1
.4U' ■<»• -С. 1 ii«B2j§Htt I B.aSgi^ff I S въ-^-С 1 5.33e-0 1 4 .в 11 e - St 1 4 .2 We-Ш 1 1.74 e -it 1
1 . 2 I e-l!
2 68^-Bl
2. i ' £L 1
1 .t е. С. l JL.O Й«ИЙ I
§ й p f; a
2 = 6 1 t?- U3
Рис. 1. Поле скоростей воздушных потоков в горизонтальной плоскости
щряв®
1 4 4:9 4
1 3?1'1
щае-.ш
Ц 1Д4 3
ще й§
3-917 •Й д еШи ®Й8
аайв
-ЙЗИ о "ЩИ 4
Ш 5-1
ййаэ ■щЦ
о
Рис. 2. Концентрация паров спирта, 10 с
Ил 7 4Щ
ШШ бдач; 62'Ш ШШ
дв аяй? »йш-з э 1, §ЛШ ШШ Ш з э|§€ ИШ ЫВ 1 1р 7.В
'Щ
о
Рис. 3. Концентрация паров спирта, 60 с
■
жна 1в.1 1Й1 ШН МШ
Щ'0,1
щ 1
Щ 1
2ШИ 2 2Я
Ш 6: г:;®!' 1 60 1 40 12 О 1 0 Я 8 О
И
4 Я
ИВ
О
Рис. 4. Концентрация паров спирта, 120 с
■
Шт Ш\
$ 5Я ||2 ЩЩ2
ав
Й4
ЕЙ8 1-я®-\Ш7 1 17 Ш
¡рй ш
ш
Рис. 5. Концентрация паров спирта, 180 с
Рис. 6. Изоповерхность концентрации 100 ррм, время 30 с
Рис. 7. Изоповерхность концентрации 100 ррм, время 60 с
Рис. 8. Изоповерхность концентрации 100 ррм, время 90 с
Рис. 9. Изоповерхность концентрации 100 ррм, время 120 с
На отработанных моделях, проверенных серией натурных экспериментов, можно с высокой достоверностью проводить оценку различных сценариев штатных и нештатных ситуаций и не только в статических условиях, но и при наличии движущих динамичных объектов (вагонов) и переменных источников газа. Подобный подход к решению задачи значительно удешевляет процесс применения систем безопасности для защищаемого объекта за счет моделирования динамики распространения полей концентраций загрязнителя на стадии проектирования и, следовательно, прогноза развития аварийной ситуации, что в конечном итоге позволит повысить эффективность обнаружения опасных примесей при внедрении данных систем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лукьянченко А. А. Раннее обнаружение пожаров Системы безопасности. Охранно-пожарная сигнализация. - М.: Гротек, 2005.
2. Абросимов Ю. Г., Топольский Н. Г, Федоров А. В. Автоматизированные системы пожаровзрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств. - М., 2000.
3. Лукьянченко А. А. Применение газовых пожарных извещателей в системах пожарной сигнализации. // 4-я международная специализированная выставка «Пожарная безопасность XXI в.». - М.: ВВЦ, 2005.
4. Лукьянченко А. А., Соколов А. В., Манченков И. Б. Математический расчет распространения опасных газов для противопожарной защиты и экологического мониторинга на потенциально опасных объектах, на примере объектов метрополитена.
5. Федоров А. В., Лукьянченко А. А., Соколов А. В. Газовые пожарные извещатели-приборы раннего обнаружения пожара. // Системы безопасности. Охранно-пожарная сигнализация. - М.: Гротек, 2006.
6. Федоров А. В., Лукьянченко А. А., Соколов А. В. Использование газовых извеща-телей для противопожарной защиты «Противопожарные и аварийно-спасательные средства». - М.: 2006-2.
7. Лукьянченко А. А. Автоматические газоанализаторы-сигнализаторы для производственных помещений и открытых установок. - М.: Гротек, 2008. Системы безопасности. - 1(79).
УДК 614.891.46:643.5
В. М. СОНЕЧКИН,
кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры пожарной безопасности технологических процессов Академии ГПС МЧС России
Л. Т. ПАНАСЕВИЧ, доцент кафедры пожарной безопасности технологических процессов Академии ГПС МЧС России
Г. В. ХОРВАТХ, ведущий главный специалист Главного управления пожарной охраны г. Будапешта, Венгрия
V. SONECHKIN, L. PANASEVICH, G. HORVATH
ОЦЕНКА ВЕЛИЧИНЫ ЭНЕРГИИ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ДРЕВЕСНОЙ ПЫЛЕВОЗДУШНОЙ СМЕСИ
Приведены аналитические зависимости, позволяющие определить величину энергии зажигания пылевоздушной смеси, образующейся при механической обработке древесностружечных плит. Показано, что если в системах пылеудаления и пылеосаждения величина накопившейся энергии будет выше 15 МДж, то возможно воспламенение древесной пылевоздушной смеси.
Is resulted the analytical dependences, allowing to define size of energy of ignition airborne dust a mix formed at machining wood plates. It is shown that if in system of dust the size of the collected energy will be more 15MJ ignition of wood airborne dust mixes is possible.
Технологические процессы лесной, деревообрабатывающей, мебельной промышленности связаны с образованием или переработкой пылевидных материалов, являющихся пожаровзрывоопасными.
Опасность возникновения пожаров и взрывов на производствах, связанных с обращением горючих пылей, является потенциальным источником материального ущерба, возможного разрушения зданий и оборудования, а также травмирования и гибели людей.
