ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА
Задания и методические указания по выполнению курсовой работы для слушателей факультета заочного обучения по специальностям
280104 и 280705 – Пожарная безопасность
Екатеринбург
Прогнозирование опасных факторов пожара: Задания и методические указания по выполнению курсовой работы для слушателей факультета заочного обучения по специальностям 280104 и 280705 – Пожарная безопасность. – Екатеринбург: ФГБОУ ВПО Уральский институт ГПС МЧС России, 2012. – 43 с.
Составители:
Субачева А.А. – старший преподаватель кафедры физики и теплообмена Уральского института ГПС МЧС России, к.п.н., капитан внутренней службы.
Терентьев Д.И. – доцент кафедры физики и теплообмена Уральского института ГПС МЧС России, к.х.н., капитан внутренней службы.
Рецензенты:
Марков В.Ф. – заведующий кафедрой физической коллоидной химии УрФУ им. Первого президента России Б.Н. Ельцина, профессор, д.х.н.
Шнайдер А.В. – начальник кафедры пожарной автоматики Уральского института ГПС МЧС России, к.т.н., майор внутренней службы.
Задания и методические указания по выполнению курсовых работ разработаны в соответствии с программой дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара». Целью выполнения курсовой работы является формирование у обучающихся знаний и умений в области прогнозирования опасных факторов пожара с помощью компьютерных программ по расчету динамики ОФП.
Для слушателей факультета заочного обучения.
Задания и методические указания рассмотрены и одобрены на заседании методического совета Уральского института ГПС МЧС России.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.............................................................................................................. 4
Тема и задачи курсовой работы........................................................................ 5
Требования к содержанию и оформлению курсовой работы.......................... 6
Выбор варианта задания и исходные данные................................................... 7
Рекомендации по выполнению курсовой работы............................................. 8
Образец выполнения курсовой работы.......................................................... 11
Приложения...................................................................................................... 39
ВВЕДЕНИЕ
В современных условиях разработка экономически оптимальных и эффективных противопожарных мероприятий немыслима без научно-обоснованного прогноза динамики опасных факторов пожара (ОФП).
Прогнозирование ОФП необходимо:
· при разработке рекомендаций по обеспечению безопасной эвакуации людей при пожаре;
· при создании и совершенствовании систем сигнализации и автоматических систем пожаротушения;
· при разработке оперативных планов тушения (планировании действий боевых подразделений на пожаре);
· при оценке фактических пределов огнестойкости;
· для расчета пожарного риска и многих других целей.
Современные методы прогнозирования ОФП позволяют не только спрогнозировать вероятные пожары, но и смоделировать уже произошедшие пожары для их анализа и оценки действия РТП.
Опасными факторами пожара, воздействующими на людей и материальные ценности (согласно Федеральному закону Российской Федерации от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»), являются:
· пламя и искры;
· повышенная температура окружающей среды;
· пониженная концентрация кислорода;
· токсичные продукты горения и термического разложения;
· снижение видимости в дыму;
· тепловой поток.
С научных позиций опасные факторы пожара являются физическими понятиями и, следовательно, каждый из них представлен в количественном отношении физической величиной.
Современные научные методы прогнозирования ОФП основываются на математических моделях пожара. Математическая модель пожара описывает в самом общем виде изменение параметров состояния среды в помещении с течением времени, а также параметров состояния ограждающих конструкций этого помещения и различных элементов (технологического) оборудования.
Основные уравнения, из которых состоит математическая модель пожара, вытекают из фундаментальных законов природы: первого закона термодинамики и закона сохранения массы. Эти уравнения отражают и увязывают всю совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов, присущих пожару, таких как тепловыделение в результате горения, дымовыделение в пламенной зоне, изменение оптических свойств газовой среды, выделение и распространение токсичных газов, газообмен помещения с окружающей средой и со смежными помещениями, теплообмен и нагревание ограждающих конструкций, снижение концентрации кислорода в помещении.
Методы прогнозирования ОФП различают в зависимости от вида математической модели пожара. Математические модели пожара в помещении условно делятся на три вида: интегральные, зонные и полевые (дифференциальные).
Чтобы сделать научно обоснованный прогноз, необходимо обратиться к той или иной модели пожара. Выбор модели определяется целью (задачами) прогноза (исследования) для заданных условий однозначности (характеристики помещения, горючего материала и т.д.) путем решения системы дифференциальных уравнений, которые составляют основу выбранной математической модели.
Интегральная модель пожара позволяет получить информацию (т.е. позволяет сделать прогноз) о среднеобъемных значениях параметров состояния среды в помещении для любого момента развития пожара. При этом для того, чтобы сопоставлять (соотносить) средние (т.е. среднеобъемные) параметры среды с их предельными значениями в рабочей зоне, используются формулы, полученные на основе экспериментальных исследований пространственного распределения температур, концентраций продуктов горения, оптической плотности дыма и т.д.
Однако даже при использовании интегральной модели пожара получить аналитическое решение системы обыкновенных дифференциальных уравнений в общем случае невозможно. Реализация выбранного метода прогнозирования возможна только путем ее численного решения при помощи компьютерного моделирования.
ТЕМА И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа является одним из видов самостоятельной учебной работы слушателей по освоению учебного материала и завершающим этапом изучения методов прогнозирования ОФП на базе математических моделей пожара, рассматриваемых на дисциплине «Прогнозирование опасных факторов пожара», а также формой контроля со стороны учебного заведения за уровнем соответствующих знаний и умений курсантов.
Курсовая работа ставит перед слушателями следующие задачи:
· закрепить и углубить знания в области математического моделирования динамики опасных факторов пожара;
· на конкретных примерах получить сведения о степени взаимообусловленности и взаимосвязанности всех физических процессов, присущих пожару (газообмен помещения с окружающей средой, тепловыделение в пламенной зоне и нагревание строительных конструкций, дымовыделение и изменение оптических свойств газовой среды, выделение и распространение токсичных газов и др.);
· усвоить методику прогнозирования ОФП с помощью компьютерной программы, реализующей интегральную математическую модель пожара;
· получить навыки пользования компьютерными программами при исследовании пожаров.
Тема и цель курсовой работы – прогнозирование опасных факторов пожара в помещении (назначение и другие характеристики которого определяются вариантом задания).
ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ
