Компьютерный расчет динамики свободного развития пожара (без механической вытяжки и без подачи в помещение инертного газа)

Изменение среднеобъемных параметров газовой среды во времени


Рисунок 2 – Изменение среднеобъемной температуры газовой среды во времени

Описание графика: Рост температуры в первые 22 минуты пожара можно объяснить горением в режиме ПРН, что обусловлено достаточным содержанием кислорода в помещении. С 23 минуты пожар переходит в режим ПРВ в связи со значительным снижением концентрации кислорода. С 23 минуты по 50 минуту интенсивность горения постоянно снижается, несмотря на продолжающееся возрастание площади горения. Начиная с 50 минуты, пожар снова переходит в режим ПРН, что связано с увеличением концентрации кислорода в результате выгорания горючей нагрузки.
Выводы по графику: На графике температуры можно условно выделить 3 стадии развития пожара. Первая стадия – нарастание температуры (приблизительно до 22 мин.), вторая – квазистационарная стадия (с 23 мин. до 50 мин.), и третья – стадия затухания (с 50 мин. до полного выгорания горючей нагрузки).



Рисунок 3 – Изменение оптической плотности дыма во времени

Описание графика: В начальной стадии пожара выделение дыма незначительно, полнота сгорания максимальна. В основном дым начинает выделяться после 22 минуты от начала возгорания, а превышение ПДЗ по среднеобъемному значению плотности дыма произойдет примерно на 34 минуте. Начиная с 52 минуты, с переходом в режим затухания, задымление уменьшается.
Выводы по графику: Выделение значительных количеств дыма началось только с переходом пожара в режим ПРВ. Опасность снижения видимости в дыму в данном помещении невелика – ПДЗ будет превышено ориентировочно только после 34 минут от начала возгорания, что так же можно объяснить наличием в помещении открытых проемов большого размера (дверь).



Рисунок 4 – Изменение дальности видимости в помещении во времени

Описание графика: На протяжении 26 минут развития пожара дальность видимости в горящем помещении остается удовлетворительной. С переходом в режим ПРВ видимость в горящем помещении быстро ухудшается.
Выводы по графику: Дальность видимости связана с оптической плотностью дыма соотношением . То есть дальность видимости обратно пропорциональна оптической плотности дыма, поэтому при увеличении задымления дальность видимости уменьшается и наоборот.




Рисунок 5 – Изменение среднеобъемной концентрации кислорода во времени

Описание графика: В первые 9 минут развития пожара (начальная стадия) среднеобъемная концентрация кислорода почти не изменяется, т.е. потребление кислорода пламенем низкое, что может быть объяснено малыми размерами очага горения в это время. По мере увеличения площади горения содержание кислорода в помещении снижается. Примерно с 25 минуты от начала горения содержание кислорода стабилизируется на уровне 10–12 масс.% и остается почти неизменным примерно до 49-й минуты пожара. Таким образом, с 25-й по 49-ю минуту в помещении реализуется режим ПРВ, т.е. горение в условиях недостатка кислорода. Начиная с 50-й минуты содержание кислорода увеличивается, что соответствует стадии затухания, при которой поступающий воздух снова постепенно заполняет помещение.
Выводы по графику: график концентрации кислорода, аналогично графику температуры, позволяет выявить моменты смены режимов и стадий горения. Момент превышения ПДЗ по кислороду на данном графике отследить нельзя, для этого понадобится пересчитать массовую долю кислорода в его парциальную плотность, используя значение среднеобъемной плотности газа и формулу .


Рис. 6. Изменение среднеобъемной концентрации СО во времени развития пожара

Описание графика: В первые 9 минут развития пожара (начальная стадия) среднеобъемная концентрация оксида углерода почти не изменяется, что может быть объяснено малыми размерами очага горения в это время. По мере увеличения площади горения содержание оксида углерода в помещении увеличивается. Примерно с 45 минуты от начала горения содержание диоксида углерода достигает максимальных значений стабилизируется на уровне 0,1 масс.% Начиная с 50-й минуты содержание оксида углерода снижается, что соответствует стадии затухания, при которой поступающий воздух снова постепенно заполняет помещение.
Выводы по графику: график концентрации оксида углерода, аналогично графику температуры, позволяет выявить моменты смены режимов и стадий горения. Момент превышения ПДЗ по оксида углерода на данном графике наступает на 49 мин.

Рис. 7. Изменение среднеобъемной концентрации СО2 во времени

Описание графика: В первые 9 минут развития пожара (начальная стадия) среднеобъемная концентрация диоксида углерода почти не изменяется, что может быть объяснено малыми размерами очага горения в это время. По мере увеличения площади горения содержание оксида углерода в помещении увеличивается. Примерно с 47 минуты от начала горения содержание диоксида углерода достигает максимальных значений стабилизируется на уровне 12-13 масс.% Начиная с 51-й минуты содержание оксида углерода снижается, что соответствует стадии затухания, при которой поступающий воздух снова постепенно заполняет помещение.
Выводы по графику: график концентрации оксида углерода, аналогично графику температуры, позволяет выявить моменты смены режимов и стадий горения. Момент превышения ПДЗ по оксида углерода на