Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Рівняння руху падаючих горючих іскор має вигляд:
(1)
Рівняння, котре описує втрату маси іскри внаслідок горіння:
(2)
Рівняння енергетичного балансу іскри має вигляд:
(3)
Рівняння (1), (2), (3) описують еволюцію параметрів іскри (температуру, розміри, зміщення в просторі). Початкові умови відповідають уявленню, що палаюча іскра закинута вгору (наприклад, конвективними потоками пожежі), і далі, вийшовши на висоті z (0) з висхідного потоку, падає зноситься вітром. Дана система вирішувалася чисельно з використанням середовища Matlab. Графіки типових залежностей представлені на рисунку 1.
Отримані залежності вирішують завдання про поведінку падаючої іскри горючого матеріалу. Відразу відзначимо, що після виходу (починаючи з τ ≈ 3 с) на квазістаціонарний режим падіння температура іскри змінюється незначно, тобто підтверджується припущення роботи [3] про квазіізотермічном режимі горіння.
Рисунок 1 - Залежності параметрів падаючої іскри від часу .
(Компоненти швидкості вітру горизонтальна wax = 6 м / с, вертикальна waz = 0 м / с. Початкова швидкість іскри wx (0) = 0 м / с, wz (0) = 0 м / с. Початкові горизонтальне зміщення x (0) = 0 м і висота z (0) = 150 м іскри. Температура повітря ta = 20оС; початкова температура іскри t (0) = 900оС.)
Для вирішення завдання про пожежну небезпеку іскри необхідно мати критерій здатності підпалу нею твердого матеріалу. В даний момент із законів природи ще не отримано аналітичного висловлювання такого критерію. Введемо замість нього феноменологічний варіант критерію. Припустимо, що параметр, що відображає підпалюється здатність іскри, є лінійною функцією її температури і статечної функцією розміру, а вимога можливості підпалу має вигляд нерівності
(4)
Тоді, використовуючи дані стандарту [1], згідно з якими межа підпалює здатності іскри відповідає трьом парам значень температур і діаметрів іскри: T1 = 600 +273, К, d1 = 5 • 10-3, м; T2 = 800 +273, К, d1 = 3 • 10-3, м; T3 = 1000 +273, К, d3 = 2 • 10-3, м, отримаємо, що Tc ≈ 196 К, n ≈ 0.506, Parcr ≈ 46.3 K • Мn.
Тимчасова залежність параметра для варіанту падіння іскри, представленого на рисунку 1, наведена на рисунку 2.
Рисунок 2 - Поведінка параметра пожежної небезпеки іскри.
З рисунку 2 випливає, що підпалюється здатність іскри зберегтися аж до 26-ій секунди. До цього моменту, згідно рисунку 1, іскра зміститься вниз на 130 м і буде віднесена від кордону пожежі на 150 м. Відзначимо, що аналогічна хімічно інертна іскра, у відповідності з методикою ГОСТу [1], охолоне до безпечної температури за час порядку 1 - ої секунди.
Проведемо порівняльні розрахунки використовуючи середовище Matlab, яке описує поведінку іскри відповідно до занесених формул, знайдених раніше.
У даному середовищі проводимо визначення підпалюючої здатності іскри при розльоті, що включає основні параметри (рисунок - 3):
- швидкість вітру – wa , м/с;
- температура повітря – ta , оС;
- початкова температура іскри – to , оС;
- початковий діаметр іскри – do , мм;
- початкова висота забросу іскри – zo , м;
- початкова швидкість польоту іскри по вітру – wox , м/с;
- початкова швидкість польоту іскри у вертикальному напрямку –woz , м/с;
- час розгляду процесу польоту іскри, с.
Обираємо з даного середовища основні параметри: початкову температуру іскри; початковий діаметр іскри; початкову висоту забросу іскри та змінюємо дані параметри підставляючи критичні значення для порівняння.
Головним параметром обираємо висоту забросу.
2й варіант забросу зі збільшенням початкової висоти забросу до 150 м
Висновки. Проведено чисельне моделювання розльоту іскор горючих матеріалів, що важливо при оцінках небезпеки поширення пожежі від великих вогнищ (лісових пожеж). Показано, що горіння в режимі тління істотно збільшує час існування іскри в якості джерела запалювання в порівнянні з негорючими іскрами. Як випливає з моделі, істотним обмеженням на радіус поширення є висота первинної занедбаності іскор.
Показано існування квазіізотермічного режиму поводження падаючої іскри, що підтверджує аналітичну оцінку радіуса розльоту іскор тліючого матеріалу [1].