Системи пожежної та охоронної сигналізації
Страница 29 из 36
- область IV (зона напівобмеженого вієрного струменя, що сформувався).
У області III відбувається інтенсивне внутрішарове перемішування газоповітряної суміші, внаслідок чого температура і концентрація диму в цій області майже не залежать від координат. Підмішування навколишнього повітря, його залучення в середину струменя на цій ділянці фактично відсутнє, оскільки площа поверхні зіткнення кордонів цієї області з навколишнім середовищем вельми мала.
Для III зони характерно:
- сильне перемішування струменів ГПС;
- повна відсутність підмішування повітря з НС;
- рівномірна концентрація і температура потоку в середині зони.
При подальшому своєму рушенні вздовж перекриття потік утворює 4-ту зону, яка розповсюджується від кордонів 3-ї до стін приміщення.
4-та зона має два прикордонних шари - Зовнішній І Внутрішній.
Зовнішній шар Стикається з НС і в ньому:
- йде інтенсивне підмішування повітря з НС;
- різко зростає турбулентність;
- меншає температура ГПС;
- зростає щільність потоку, що приводить до постійного зменшення висоти по мірі збільшення відстані від лобової точки.
Внутрішній шар рухається, стикаючись з перекриттям. Для цього шару характерне наступне:
- втрата теплоти за рахунок нагріву перекриття;
- втрата швидкості за рахунок тертя об перекриття;
- наявність трьох прошарків - динамічного, теплового і дифузійного (їх кордони не співпадають, але товщина однакова).
П'ята зона зона накопичення і вирівнювання температури і концентрації газів в ГПС. 5-та зона утворюється рушенням ГПС від стін приміщення до його центра і розташовується нижче зовнішнього шару 4-ї зони.
< >< >< >11.4. Математична модель потоку тепла і диму над осередком пожежі у закритому приміщенні
Фізична модель потоку тепла і ГПС над осередком пожежі в закритому приміщенні дає якісну характеристику явища - горіння, але не дозволяє охарактеризувати процеси, що протікають, кількісно.
Осередок загоряння і потік ГПС над ним, з математичної точки зору, представляє складне багатопараметричне і нестаціонарне явище, опис якого за допомогою апарата вищої математики приводить до системи рівнянь, які важко піддаються рішенню.
Для спрощення математичних виразів при описі потоку над осередком пожежі приймається ряд допущень і обмежень, які не суперечать фізиці термохімічних процесів, що протікають в явищі, що розглядається.
Вважаючи, що для реальних умов пожежі неможливо врахувати всі фактори, що впливають на тепловий потік над осередком то для спрощення задачі визначені наступні граничні умови побудови моделі:
1. Загоряння ТГР виникає вмить на площі обмежених розмірів і не розвивається у часі.
2. Загоряння перебуває в стадії полум'яного горіння.
3. Осередок загоряння знаходиться по центру підлоги приміщення, розміри якого значно перевищують розміри осередку.
4. У приміщенні немає вентиляції, віконних і інших отворів, які сприяють виникненню протягів або інших форм рушення повітря.
5. Стеля в приміщенні рівна і плоска.
6. Температура в осередку загоряння і температура повітря поза осередком - постійні у часі.
7. Математичний опис процесів проводиться тільки для 1-3 зон потоку ГПС.
У задачі виявлення пожежі інтерес представляє розвиток струменя від осередку пожежі до IV області, що обумовлено накопиченням газоповітряної суміші в горизонтальному шарі під стелею приміщення, яке приводить до вирівнювання надмірної температури в цьому шарі, де характеристики виявлення пожежі не залежать від кількості пристроїв виявлення, що використовуються в приміщенні, і їх розміщення.
Для математичного опису процесу появи надмірної температури в приміщенні умовно струмінь розбивається на три ділянки:
- 1-ша, коли струмінь прискорюється;
- 2-га, коли струмінь розширюється;
- 3-тя - поширення струменя під стелею.
Відповідно до розглянутої фізичної моделі потоку ГПС над осередком пожежі в 1-й зоні (від нульового рівня до Н1), потік є однорідним і ламінарним. Навколишнє середовище навколо осередку пожежі залишається незбуреним.
Для побудови математичної моделі приймемо наступні позначення:
- параметри потоку ГПС будемо позначати індексом “Д";
- характеристики навколишнього середовища (ОЗ) індексом “В".
