📄Работа №202589
Тема: Математическое моделирование возникновения и развития пожара в помещении жилого здания
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Техносферная безопасность
Объем:
83 листов
Год:
2023
Просмотров:
67
4870
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
РЕФЕРАТ 7
ОГЛАВЛЕНИЕ 8
ВВЕДЕНИЕ 9
СПИСОК СОКРАШЕНИЙ 12
1 ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ 14
1.1 Факторы влияющие на распространение продуктов горения 14
1.2 Описание методики решения 18
1.3 Результаты проведённого исследования 24
2. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 29
2.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 29
2.2 Планирование научно-исследовательских работ 34
2.3 Разработка графика проведения научного исследования 35
2.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 37
2.5 Определение эффективности исследования 43
3 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСВЕННОСТЬ 49
3.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности при
проектировании 49
3.2 Производственная безопасность 50
3.3 Расчет системы искусственного освещения 56
3.4 Экологическая безопасность в процессе разработки 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 66
ПРИЛОЖЕНИЕ A (СПРАВОЧНОЕ) 69
Приложение Б 83
ОГЛАВЛЕНИЕ 8
ВВЕДЕНИЕ 9
СПИСОК СОКРАШЕНИЙ 12
1 ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ 14
1.1 Факторы влияющие на распространение продуктов горения 14
1.2 Описание методики решения 18
1.3 Результаты проведённого исследования 24
2. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 29
2.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 29
2.2 Планирование научно-исследовательских работ 34
2.3 Разработка графика проведения научного исследования 35
2.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 37
2.5 Определение эффективности исследования 43
3 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСВЕННОСТЬ 49
3.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности при
проектировании 49
3.2 Производственная безопасность 50
3.3 Расчет системы искусственного освещения 56
3.4 Экологическая безопасность в процессе разработки 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 66
ПРИЛОЖЕНИЕ A (СПРАВОЧНОЕ) 69
Приложение Б 83
📖 Аннотация
В данной работе представлено математическое моделирование возникновения и развития пожара в помещении жилого здания с целью прогнозирования времени блокировки эвакуационных путей. Исследование актуально в связи с необходимостью совершенствования систем пожарной безопасности и обеспечения раннего обнаружения возгораний для минимизации человеческих и материальных потерь. Основным результатом является разработка физико-математической постановки задачи и численная реализация модели в программной среде PHOENICS, позволившая рассчитать критические временные параметры: блокировка путей эвакуации по температуре наступает через 107 секунд, а по задымленности — через 215 секунд после начала пожара. Установлено, что установка системы дымоудаления с заданными параметрами увеличивает доступное для эвакуации время на 10 секунд, а применение систем автоматического пожаротушения может существенно улучшить показатели. Научная значимость работы заключается в развитии методов вычислительной гидродинамики для задач пожарной динамики, а практическая — в демонстрации экономической целесообразности предварительного моделирования для оптимизации проектных решений по противопожарной защите сложных объектов. Теоретической основой послужили исследования в области математического моделирования пожаров, такие как работы С.С. Лапшина по критической продолжительности пожара, С.В. Федосова по развитию пожара в системе помещений, а также современные подходы, включая применение глубокого обучения для прогнозирования, рассмотренные Wang Z. и др.
📖 Введение
Пожар - это неконтролируемое горение, зачастую приводящее к большим потерям и угрозе жизни людей. При проектировании системы пожарной сигнализации необходимо подать пожарную тревогу в случае пожара и обеспечить эвакуацию людей с пострадавшего объекта. Наиболее важным, является раннее обнаружение пожара. Системы противопожарной сигнализации - это электронная система интеллектуальных контроллеров, пульта управления или органов контроля с различными входами/выходами.
Распространение пожара относится к временным и пространственным изменениям основных параметров пожара. Основными параметрами пожаров в помещениях, которые изменяются во времени, являются площадь пожара, температура пожара и плотность продуктов горения. Эти параметры могут быть измерены, а также предсказаны их изменение с помощью расчётов.
Математический подход - это обработка имеющихся данных о свойствах оцениваемого объекта с помощью математических методов[1], определении и зависимости этих свойств от времени и использовании полученной зависимости для расчета свойств объекта в определённый момент времени.
Этот подход предполагает экстраполяцию и моделирование.
Во многих случаях прогнозирование является необходимой основой для предотвращения чрезвычайных ситуаций антропогенного и техногенного характера.
Наиболее часто, тушение пожара начинается, когда с момента начала пожара прошло 20 - 30 минут и все параметры горения уже достигли максимальных значений. При тушении пожара следует учитывать факт, что долгосрочной воздействие повышенных температур на конструкцию здания оказывает негативное влияние на его несущую способность [2].
В настоящей работе нас интересует идеализированный случай развивающегося пожара. Огонь распространяется на два соседних объекта, и мы наблюдаем не стационарную фазу. Работа построена следующим образом.
В разделе 1.2.2 представлена геометрия, выбранная для данного исследования.
В разделе 1.2.1 представлен теоретический подход к кодированию зон, применяемый к нашей геометрии. Затем, в разделе 1.3.2, мы представим выполненное численное моделирование и поведение результирующего потока. Наконец, в разделе заключения мы обсуждаем и сравниваем аналитические и численные результаты.
В настоящее время распространение математических расчетов распространения продуктов горения является не обязательным при проектировании и размещении воспламеняемых веществ в помещениях. Поэтому разработка математической модели распространения продуктов горения является актуальной задачей.
Целью работы является разработка математической модели пожара в помещении и определение времени блокировки путей эвакуации.
Задачи:
1. Выполнить литературный обзор по факторам влияющих на распространение продуктов горения.
2. Разработать физико-математическую постановку задачи о возникновении и развитии пожара а в помещении.
3. Разработать модель помещения математически;
4. Численно получить распределение температуры и продуктов горения, при использовании ПО PHOENICS;
5. Определить время блокировки эвакуационных путей по различным параметрам;
6. Проанализировать полученные результаты.
Объектом исследования является процесс развития пожара в помещении.
Методом исследования являются метод математического моделирования основанный на численном решении уравнений Рейнольдса для турбулентного тепло-массопереноса в здании.
Практическая значимость работы заключается в возможном дальнейшем применении полученных результатов в области проектирования и усовершенствования систем дымоудаления (вентиляции). Наиболее важной задачей является математический расчёт источника дымовыделения имеющей предельные показатели по выделению продуктов горения.
Распространение пожара относится к временным и пространственным изменениям основных параметров пожара. Основными параметрами пожаров в помещениях, которые изменяются во времени, являются площадь пожара, температура пожара и плотность продуктов горения. Эти параметры могут быть измерены, а также предсказаны их изменение с помощью расчётов.
Математический подход - это обработка имеющихся данных о свойствах оцениваемого объекта с помощью математических методов[1], определении и зависимости этих свойств от времени и использовании полученной зависимости для расчета свойств объекта в определённый момент времени.
Этот подход предполагает экстраполяцию и моделирование.
Во многих случаях прогнозирование является необходимой основой для предотвращения чрезвычайных ситуаций антропогенного и техногенного характера.
Наиболее часто, тушение пожара начинается, когда с момента начала пожара прошло 20 - 30 минут и все параметры горения уже достигли максимальных значений. При тушении пожара следует учитывать факт, что долгосрочной воздействие повышенных температур на конструкцию здания оказывает негативное влияние на его несущую способность [2].
В настоящей работе нас интересует идеализированный случай развивающегося пожара. Огонь распространяется на два соседних объекта, и мы наблюдаем не стационарную фазу. Работа построена следующим образом.
В разделе 1.2.2 представлена геометрия, выбранная для данного исследования.
В разделе 1.2.1 представлен теоретический подход к кодированию зон, применяемый к нашей геометрии. Затем, в разделе 1.3.2, мы представим выполненное численное моделирование и поведение результирующего потока. Наконец, в разделе заключения мы обсуждаем и сравниваем аналитические и численные результаты.
В настоящее время распространение математических расчетов распространения продуктов горения является не обязательным при проектировании и размещении воспламеняемых веществ в помещениях. Поэтому разработка математической модели распространения продуктов горения является актуальной задачей.
Целью работы является разработка математической модели пожара в помещении и определение времени блокировки путей эвакуации.
Задачи:
1. Выполнить литературный обзор по факторам влияющих на распространение продуктов горения.
2. Разработать физико-математическую постановку задачи о возникновении и развитии пожара а в помещении.
3. Разработать модель помещения математически;
4. Численно получить распределение температуры и продуктов горения, при использовании ПО PHOENICS;
5. Определить время блокировки эвакуационных путей по различным параметрам;
6. Проанализировать полученные результаты.
Объектом исследования является процесс развития пожара в помещении.
Методом исследования являются метод математического моделирования основанный на численном решении уравнений Рейнольдса для турбулентного тепло-массопереноса в здании.
Практическая значимость работы заключается в возможном дальнейшем применении полученных результатов в области проектирования и усовершенствования систем дымоудаления (вентиляции). Наиболее важной задачей является математический расчёт источника дымовыделения имеющей предельные показатели по выделению продуктов горения.
✅ Заключение
В ходе выполнения работы были изучены зарубежные источники информации, а также нормативная документация МЧС о времени блокировки путей эвакуации. Разработана физико-математическая постановка задачи о возникновении и развитии пожара в помещении. Построена математическая модель помещения с использованием программного обеспечения PHOENICS, а также настроен источник воспламенения. Численно произведен расчет распространения продуктов горения и температуры, рассчитано время блокировки эвакуационных путей: по задымленности - 215 секунд, по температуре - 107 секунд.
При добавлении системы дымоудоления на первом этаже, с производительностью 1 м/с и диаметром 0.6 метра, вблизи объектов воспламенения, блокировка эвакуационного пути произойдёт на 10 секунд позже. При увеличении эффективности системы дымоотведения или добавление системы пожаротушения, для охлаждения помещения можно добиться лучших результатов вплоть до полного прекращения горения.
Данный метод показывает экономическую целесообразность моделирования геометрически сложных объектов инфраструктуры, для прогнозирования времени блокировки эвакуационных путей в случае пожара. Так же в модель можно внести системы автоматического пожаротушения.
При добавлении системы дымоудоления на первом этаже, с производительностью 1 м/с и диаметром 0.6 метра, вблизи объектов воспламенения, блокировка эвакуационного пути произойдёт на 10 секунд позже. При увеличении эффективности системы дымоотведения или добавление системы пожаротушения, для охлаждения помещения можно добиться лучших результатов вплоть до полного прекращения горения.
Данный метод показывает экономическую целесообразность моделирования геометрически сложных объектов инфраструктуры, для прогнозирования времени блокировки эвакуационных путей в случае пожара. Так же в модель можно внести системы автоматического пожаротушения.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.