Системи пожежної та охоронної сигналізації

Страница 31 из 36

Час, за який потік досягне стелі T2, Визначається за формулою:

, (11.28)

де QН - нижча теплота згоряння горючої речовини, кДж/кг;

aК - коефіцієнт, що враховує частку конвективної теплоти;

CВ - питома теплоємність повітря, кДж/(кг×К).

< >< >< >11.6. Математична модель третьої зони потоку над осередком пожежі

Процес деформації потоку закінчиться тоді, коли основна частина потоку досягне рівня Н3.

Значення Н3 можна визначити з умови рівності об'ємної вертикальної витрати потоку через перетин Н3 і об'ємної радіальної витрати цього ж потоку, тобто:

, (11.29)

де - витрата потоку через перетин Н3 у вертикальному напрямі;

- витрата потоку в радіальному напрямі.

Тоді

, (11.30)

Оскільки для осьосиметричного потоку справедливо (11.15), то можна записати, що:

, (11.31)

а радіус третьої зони:

. (11.32)

Час рушення ГПС від центра стелі (лобової точки) до точки віддаленої від нього на відстань L можна визначити як

. (11.33)

У виразах (11.28) і (11.33) значення величини коефіцієнта aК, що враховує частку конвективної теплоти, можна визначити з виразу:

. (11.34)

< >

< >12. МАТЕМАТІЧНІ МОДЕЛІ РОЗВИТКУ ОСЕРЕДКУ ПОЖЕЖІ В ЗАКРиТОМУ ПРИМІЩЕННІ

На сьогоднішній день існує досить багато робіт, присвячених розробкам математичних моделей температурного і димового полів. Найбільш значні з них належать академікам Семенову Н. Н., Каменецькому Д. А., професору Шаровару Ф. І. і зарубіжним вченим Драздейлу Д. та Томасу П. Х.

Найбільш точно відображають процес часо-просторового розподілу температури і диму при освітлені і розвитку осередку загоряння моделі, розроблені професором Шароваром Ф. І.

< >< >< >12.1. Стаціонарні моделі потоків над осередком пожежі в закритому приміщенні

Для забезпечення надійної роботи пристроїв виявлення, які реагують на певну ознаку пожежі, необхідно, щоб значення параметра, що контролюється в точці контролю, було більшим за значення, які характеризують інші ознаки пожежі.

Для рішення практичних задач раннього виявлення пожежі пожежними сповіщувачами, зокрема для обгрунтування вибору і оптимального розміщення ПС на конкретних об'єктах, необхідно знати, з одного боку, найбільш характерний розвиток пожежі, з урахуванням характеристик горючих матеріалів, які знаходяться на даному об'єкті, а з іншого, - реакцію пожежних сповіщувачів на загоряння, з урахуванням його вірогідного розвитку, технічних характеристик ПC, взаємного розташування сповіщувачів і осередку пожежі.

Розміщення ПC в приміщеннях залежить від:

- технічних характеристик ПC;

- характеристик розподілу в приміщеннях параметрів середовища, які визначаються розвитком осередку пожежі і закономірностями перенесення продуктів горіння від осередку до ПС в конкретному приміщенні, з урахуванням його висоти, конфігурації стелі та інших чинників, які впливають на якісні і кількісні характеристики теплових і димових полів в зоні виявлення пожежі пожежними сповіщувачами.

При розробці фізичної і математичної моделей потоків над осередком пожежі в закритому приміщенні було прийнято ряд допущень і обмежень. Це дозволило представити потік над осередком пожежі у вигляді квазістаціонарного процесу. При цьому ряд параметрів, таких як площа S Осередку пожежі, температура горіння ТГ І температура повітря ТВ Поза осередком загоряння, постійні у часі і просторі.

Інші параметри - концентрація продуктів горіння в газоповітряній суміші, температура потоку ТД газоповітряної суміші і його габаритні характеристики, а також швидкість і напрям рушення повітря поза потоком, є функцією висоти над осередком пожежі або відстані від лобової точки, однак незалежні від часу.

Додатковим обмеженням, яке було застосоване при розробці стаціонарної моделі, є дослідження характеристик процесу в суворо фіксованих по висоті і нескінченно тонких перетинах потоку, що аналізується (що досліджується).

Розроблені фізична і математична моделі потоку над осередком пожежі відповідають реальному потоку над такими об'єктами-вогнищами, як Полум'я свічки Або Лабораторний пальник. У таких видів полум’я з'єднання горючих продуктів з киснем повітря здійснюється за рахунок молекулярної дифузії, яка забезпечує ламінарний характер їх горіння.

Однак такі осередки пожежі, які розглядаються у вигляді прикладів (свічка, лабораторний пальник), не дають всієї гамми інформаційних параметрів горіння, які характерні для реальної пожежі, наприклад, відсутні такі параметри, як флуктуація інфрачервоного і ультразвукового випромінювання полум'я і флуктуації температури і швидкості підстелевого шару повітря.

Крім того, моделі, які розглядаються нами, не в повній мірі враховують динаміку пожежі, тобто явище збільшення площі горіння, властиве початковому етапу пожежі, коли площа осередку пожежі збільшується у часі згідно з квадратичним законом:

, (12.1)

де VЛ - лінійна швидкість поширення пожежі (полум'я), м/c.

< >< >12.2 Математичні моделі потоку газоповітряної суміші над осередком пожежі, що розвивається в закритому приміщенні

У загальному випадку тепло - і димопродуктивність осередку пожежі є функцією часу, особливо на початковій стадії виникнення пожежі. Розглянемо деякі можливі випадки.

1. Теплопродуктивність осередку пожежі Q Постійна, а димопродуктивність G Змінюється у часі, наприклад, згідно з лінійним законом, тобто:

, (12.2)