Модификация базовой математической модели для учета влияния объемного газового тушения

В уравнениях пожара искомыми (неизвестными) функциями являются среднеобъемные параметры газовой среды, а независимой переменной является время. Кроме этих переменных величин, уравнения содержат целый ряд других физических величин, которые можно разделить на две группы.

К первой группе относятся величины, заданные условиями однозначности, которые представляют собой сведения о размерах помещения (объем V и поверхность ограждений F_w) и свойствах горючего материала (теплота сгорания Q^р_н, стехиометрические коэффициенты L₁, L₂,дымообразующая способность D, энтальпия продуктов горения i_n.

Ко второй группе относятся те величины, которые зависят, помимо всего прочего, от параметров состояния среды в помещении.

 К этим величинам относятся массовые расходы поступающего через проемы воздуха G_B и уходящих через проемы газов G_Г, тепловой поток, поглощаемый ограждающими конструкциями и излучаемый через проемы Q_w, коэффициент полноты сгорания η, скорость тепловыделения ηQ^p_нψ.

Для вычисления значений физических величин, относящихся ко второй группе, необходимо располагать дополнительными уравнениями.

Конкретный вид дополнительных уравнений установлен путем привлечения сведений из теории конвективного и лучистого теплообмена, теории газообмена помещения с окружающей атмосферой через проемы из-за различия плотностей наружного воздуха и газовой среды внутри помещения, теории горения.

. Процесс развития пожара в помещении можно расчленить на ряд характерных временных этапов. Каждому этапу присущи характерные законы распределения локальных термодинамических параметров состояния внутри помещения.

Дополнительные уравнения, используемые в интегральной модели пожара, имеют следующий вид:

    (

где α - коэффициент теплоотдачи; ε _m - степень черноты задымленной среды; σ - постоянная Больцмана; F_c - суммарная площадь проемов; b_i -ширина i -гoпроема; ξ, - коэффициент сопротивления проема; у_* -координата плоскости равных давлений (ПРД), отсчитываемая от пола; y_{н i} - координата нижнего края i -го проема; y_Bi - координата верхнего края i -го проема; h - половина высоты помещения; F_w - суммарная площадь поверхности ограждений; F _Г- площадь горения; v _Л- линейная скорость распространения пламени по ТГМ; ψ_уд - удельная скорость выгорания на открытом воздухе; К - функция режима пожара (т.е. ПРВ или ПРН); Z _i - формальный параметр, определяемый следующим образом:

Степень черноты задымленной среды рассчитывается по формуле:

где l = 3,6   λ - коэффициент пересчета оптического диапазона в диапазон инфракрасных волн.

Расходы приточно-вытяжной вентиляции G _пр и G _выт вычисляются по следующим формулам:

где W _ПРи W _BblT - соответственно объемные производительности приточной и вытяжной систем. Расход огнетушащего вещества G _0B полагается постоянным в интервале времени от момента включения системы пожаротушения до окончания запаса огнетушащих веществ и равным нулю вне этого интервала, а горючий материал расположен на прямоугольной площадке.

Это обусловлено тем, что в рассматриваемой постановке задачи предполагается возможным принять следующие допущения:V = const; n₁ =1; n₂ =1; n₃ =1; m =1

ТЕМА 6