Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Моделирование и экспериментальное исследование зависимости процессов горения от структуры пожарной нагрузки

Диссертация: Моделирование и экспериментальное исследование зависимости процессов горения от структуры пожарной нагрузки
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Одной из основных задач обеспечения безопасности зданий и сооружений является их защита от пожаров. При пожаре решающую роль ~ в формировании путей развития горения, образовании и распространении опасных факторов оказывают количество и структура пожарной нагрузки. Масштаб влияния опасных факторов пожара (ОФП) в современных знаниях и сооружениях усугубляется тенденциями увеличения их этажности… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ СВОЙСТВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
    • 1. 1. Подходы к оценке процессов горения в зависимости от структуры пожарной нагрузки. 1.2. Нормативное регулирование распределения и видов пожарной | нагрузки в зданиях и сооружениях
    • 1. 3. Эмпирическое направление определение пожарной опасности веществ и материалов
    • 1. 4. Математическое детерминированное моделирование процессов развития горения
      • 1. 4. 1. Интегральная математическая модель пожара
      • 1. 4. 2. Зонная математическая модель пожара
      • 1. 4. 3. Полевая математическая модель пожара
    • 1. 5. Перспективы развития системы оценки процессов горения
  • Выводы к главе 1
  • ГЛАВА 2. СТОХАСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ПОЖАРА
    • 2. 1. Особенности динамики развития пожара
    • 2. 2. Моделирование процессов развития пожаров с помощью конечных цепей Маркова
  • Выводы к главе 2
  • ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ГОРЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТРУКТУРЫ ПОЖАРНОЙ НАГРУЗКИ
    • 3. 1. Обоснование экспериментального подхода к исследованию развития горения
    • 3. 2. Выбор единичного модуля для моделирования структуры пожарной ~ нагрузки
      • 3. 2. 1. Обоснование выбора инициатора горения
      • 3. 2. 2. Экспериментальное обоснование выбора размера модуля
    • 13. 3. Экспериментальное исследование динамики горения трех и четырёх соприкасающихся модулей
    • 3. 4. Обоснование использования Марковской модели для анализа процесса’горения
      • 3. 4. 1. Марковская модель развития горения для двух соприкасающихся модулей
      • 3. 4. 2. Марковская модель развития горения для трех соприкасающихся модулей.|
      • 3. 4. 3. Марковская модель развития горения для четырех соприкасающихся модулей
  • Выводы к главе 3
  • ГЛАВА 4. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОЖАРНОЙ НАГРУЗКИ РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ КОНЕЧНЫХ РЕШЕТОК
  • Выводы к главе 4

Моделирование и экспериментальное исследование зависимости процессов горения от структуры пожарной нагрузки (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Одной из основных задач обеспечения безопасности зданий и сооружений является их защита от пожаров. При пожаре решающую роль ~ в формировании путей развития горения, образовании и распространении опасных факторов оказывают количество и структура пожарной нагрузки. Масштаб влияния опасных факторов пожара (ОФП) в современных знаниях и сооружениях усугубляется тенденциями увеличения их этажности и размеров. Существует многолетняя тенденция применения не горючих строительных материалов с целью уменьшения пожарной I опасности.- Вместе с тем. полностью исключить применение горючих материалов в строительстве не возможно. I.

Пожарная опасность зданий и сооружений определяется не только «количеством пожарной нагрузки, ее способности к горению, но и распределением ее в пространстве. Исследование способности к горению веществ и материалов является одной из основных задач пожарного дела. I При исследовании пожаров, дознаватель или технический I специалист, так или иначе, сталкивается с необходимостью моделирования развития пожара. На сегодняшний день моделирование процессов горения I ассоциируется с математическими детерминированными моделями. Наряду с этим существует вековая традиция экспериментальной оценки I способности веществ и материалов к горению, то есть предсказания их пожарной опасности. К началу 20 века она сформировалась в систему показателей пожарной опасности. Следует отметить, что во всех промышленно развитых странах данная система сложилась по одному сценарию:

I 1.

1 | 1. Разделение всех веществ на условные агрегатные состояния: газы, жидкости, твердые вещества, пыли.

2. Определение склонности вещества к горению — показатель I пожарной опасности — группа горючести. ^.

Совокупность экспериментальных данных о горении веществ и материалов обобщена в виде государственных стандартов, строительных норм и технического регламента. [ Более того, она является базой для нормативного регулирования I пожарной безопасности в различных сферах деятельности. Однако процесс развития горения в сильной степени зависит от структурных факторов распределения пожароопасных веществ и материалов.

Следовательно, одной из основных проблем обеспечения безопасности зданий и сооружений является выяснения зависимости процесса горения от структурирования пожаршой нагрузки. Недостаточное исследование этих вопросов обусловили выбор темы настоящего I исследования. 1.

Общая научная задача диссертационного исследования посвящена моделированию и экспериментальному исследованию зависимости процессов горения от структуры пожарной нагрузки.

Целью диссертационной работы являлось исследование зависимости" процессов горения от структуры пожарной нагрузки.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

I 1. Проанализировать современные методы моделирования развития пожара. I 2. Провести экспериментальное исследование развития горения в I зависимости от структуры пожарной нагрузки. • /.

3. Разработать стохастические модели распространения горения.

4. Проанализировать марковскую модель развития пожара и её соответствие реальному процессу горения.

Объект исследования. Математические модели развития пожара и способы прогнозирования влияния структуры пожарной нагрузки на процесс горения.

6 I.

Предмет исследования. Способ систематизации различных методов предсказания развития пожаров, экспериментальная методика изучения и стохастические описания зависимости процессов горения от структуры.

I I пожарной нагрузки. !

Методы исследования. В диссертационной работе использовались следующие методы: теория вероятностей, анализ аналогий и подобий, стохастический анализ, теория случайных процессов и статистические методы обработки экспериментальных данных.

Научная новизна диссертационного исследования заключается:

I I.

— в систематизации существующих модельных описаний развития процессов горения;

— в разработке стохастических моделей пожара на основе теории конечных цепей Маркова;

— в способе моделирования структурированной пожарной нагрузкиI.

— в результатах экспериментального исследования распространения пламени по структурированной пожарной нагрузке.

Практическая значимость:

— предложены способы описания развития горения в зданиях и I сооружениях- | I.

— полученные результаты могут быть использованы при проектировании различных строительных объектов и реконструкции развития пожара при его экспертных исследованиях.

Основные положения работы используются в учебном процессе Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России при проведении занятий по дисциплине «Прогнозирование опасных факторов пожара». На защиту выносятся:

1. Способ классификации существующих модельных описаний развития пожаров.

2. Стохастическая модель развития горения на основе конечных цепей Маркова и методика экспериментального исследования процесса горения структурированной пожарной нагрузки.

3. Методика расчета марковских параметров модельного процесса горения по экспериментальным данным.

4. Зависимость стохастических модельных параметров горения, при представлении структуры, пожарной нагрузки различными типами конечных решеток.

Апробация исследования. Основные научные результаты исследования докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры криминалистики и инженерно-технических экспертиз Санкт-Петербургского Университета ГПС МЧС России,, на международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (СПб. 2009), на межкафедральном теоретическом семинаре по системным исследованиям (СПб. 2009)., на международной научно-практической конференции «Сервис безопасности в России»: СПб университет ГПС МЧС России, (СПб. 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, из них 2 в изданиях по перечню ВАК.

I Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников.

Выводы к главе 4 I I.

1. В работе рассмотрены существующие модельные описания' развития пожаров.

2. Предложены модели развития горения на основе конечных цепей Маркова.

3. Рассмотрена возможность исследования зависимости процесса горения от способов формирования структуры пожарной нагрузки. I 4. Экспериментально показано, что для этой цели могут быть у —, ¦ использованы структурные модули.

5. Установлено, что для их удельной массовой скорости выгорания существует максимум.

6. По полученным экспериментальным данным предложена методика расчета марковских параметров модельного процесса горения. 7. При представлении структуры пожарной нагрузки конечными решетками обнаружена сильная зависимость модельных параметров от тра решетки.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

В ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:

Моделирование процессов развития горения с помощью конечных цепей Маркова // Ю. Д. Моторыгин, В. А. Ловчиков, А. И. Пешкова, А.И.

Гизатуллин // Вестник СПб института ГП1 (0,4/0,1 п. л.).

Моделирование процессов развития го Г.

МЧС России. 2006. № 4. ения пожарной нагрузки с помощью конечных цепей Маркова // А. И. Подрезова, Ю. Д. Моторыгин, В. А. Ловчиков, Пешков И. А. // Вестник Воронежского государственного технического университетеа, том 7, № 3, 2011 г. (0,4/0,1 п.л.).

Публикации во всероссийских, региональных и ведомственных изданиях: |.

I |.

I 3. Оценка опасности возникновения пожара в зданиях и сооружениях / Ю. Д. Моторыгин, В. А. Ловчиков, В. Б. Воронова, А. И. Подрезова // Сервис безопасности в России: материалы Международной научно-практ. конф. СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2009. '(0,3/0,1 пл.). j 4. Моторыгин Ю. Д., Ловчиков В. А., Пешкова А. И., Гизатуллин А. Н., Моделирование пожаров на транспорте с помощью конечных цепей Маркова // Тезисы Международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (2009 г.) (0,3/0,1 п. л.).

5. Моторыгин Ю. Д., Ловчиков В. А., Воронова В. Б., Подрезова А. И. Оценка опасности возникновения пожара в зданиях и сооружениях // Строительная безопасность 2010 (0,6/0,2 п.л.),.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Федеральный- закон от 27.12.2002 N 184-ФЗ О техническом 1 Iрегулировании (с комментарием) (с изменениями на 30 декабря 2009 года) редакция, действующая с 11 января 2010 года)
  2. ГОСТ 12.1.00Ф-91 Пожарная безопасность. Общие требования. I
  3. М.издательство стандартов 1992−78с.
  4. ГОСТ 12.1.044—89 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов.1.'
  5. СНиП 21−01 -97* Пожарная безопасность зданий и сооружений.
  6. . Д. Введение в динамику пожара — М. Строй издат. 1990−420с.опасных факторов пожара в ГПС МВД 2000г-118с.
  7. Ю. А. Прогнозирование помещении. Учебное пособие — М. Академия
  8. Моделирование пожаров и взрывов под редакцией Н. Н Бушлинского 2000Г-492С.
  9. Методы прикладной математики в пожарно-технических задачах под редакцией Брушлинского.Н.НЛ 983 г -490с.
  10. ГОСТ 12.1.033 81 ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и определения. |
  11. ФЗ № 184 Федеральный закон «О техническом регулировании». Принят Гос. Думой 15 декабря 2002 г., Подписан 27 декабря 2002 г.
  12. Пожарная опасность веществ и материалов. Справочник.,' Под.ред. к.т.н. Рябова И. Н. М.:Стройиздат., 1966 г. — 645с.
  13. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочное издание в 2 книгах. А. Н. Баратов, А. Я. Корольченко и др. -М.:Химия, 1990.- 496.
  14. Пожарная опасность строительныхI
  15. А.Н.Баратова М.:Стройиздат, 1988. — 380.
  16. Методика испытании строительных конструкции на горючесть. -М. ВНИИПО 1980. 48с.материалов. Под ред. д.т.н.опасности материалов,
  17. Методика оценки пожарной предназначенных к применению в шахтах. Донецк, ДПУ 1986. — 20с
  18. ГОСТ 12.1.044−89 Пожаровзрывоопасность веществ и' материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. '1
  19. ГОСТ 147–95 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания.
  20. ГОСТ 24 632–81 Материалы полимерные. Методы определения дымообразования. I
  21. ГОСТ 28 157–89 Пластмассы. Методы определения стойкости к1 • ггорению.
  22. ГОСТ 30 244–94 Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть.
  23. ГОСТ 30 402–96 Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость.
  24. ГОСТ 31 251–2003 приложение А., Методы определения пожарной опасности, стороны. j 26. ГОСТ 51 032–97 Материалы строительные. Метод испытания на1 • sраспространение пламени.
  25. ГОСТ 8.207−76 Прямые измерения с многократныминаблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений.1
  26. ГОСТ Р 51 897−2002 Менеджмент риска. Термины и определения.
  27. ГОСТ 30 244–94 Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть.
  28. Конструкции строительные. Стены наружные с внешнейзажигания. пожаров / Пер. с англ. подj 30. Дельмонж Б. Кинетика гетерогенных реакций. Пер с французского Бажина Н. М. М.:Мир. 1972. -|554
  29. ИСО 5657−86 Основные испытания реакция на огонь 7 воспламеняемость строительных конструкций.
  30. А.П. Горение. Химическая физика процессов-горения и' взрыва. Черноголовка, Изд. «Препринт», 1992. — 58с., '1
  31. Ю.А. Горение и проблемы тушения пожаров. М. ВНИИПО МВД СССР, 1977 г.
  32. Ю.А., Башкирцев М. П., Термодинамика итеплопередача в пожарном деле. М. ВИПТШ МВД СССР, 1987 г. 1 i
  33. А.Г. Горение конденсированных и гетерогенных• s ^систем. Черноголовка: Изд. «Препринт», 1980. 84с.
  34. А.Г., Маслов В. М. Экспериментальное определение некоторых термодинамических характеристик веществ методом горения. -' Черноголовка: Изд. «Препринт», 1987. 35с.
  35. JI.А. Оценка пожарной опасности полимерных материалов для пассажирского вагоностроительства. — М.:ВНИИ ж.-д. транспорта, 1988.- 24с.
  36. А.Я., Корольченко Д|.А., Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник. изд. Ш -М.:ПожнауК?, 2004 г., ч.1. ~ 782с. •
  37. McGrattan, К. В.- Baum, Н. R.- Deal, S. Numerical Simulation of I^apid Combustion in an Underground Enclosure. NISTIR 5809- 16 p. April 1996
  38. CA, 392−406 pp, 1996. Fire 1997.
  39. Hurley, M~ J.- Madrzykowski, D. Evaluation of the Computer Fire
  40. Model DETACT-QS. Performance-Based Cc
  41. Methods, 4th International Conference. Proceedings. March 20−22, 2002, —
  42. Я., Холба П., Кратохвил Я. Гетерогенные химическиеdes and Fire Safety Designпод редакцией Павлюченко 157с.. «опасности материалов, реакции и реакционная способность, пер. М.М., Минск: Изд. Наука и Техника- 1973.
  43. Методика оценки пожарной предназначенных к применению в шахтах. — Донецк, ДПУ 1986. — 20с.
  44. Дж. Кемени, Дж. Снелл Конечные цепи Маркова „наука“ М.1970г
  45. Моделирование процессов развития горения с помощью конечных цепей Маркова //Ю.Д. Моторыгин, В. А. Ловчиков, А. И. Пешкова, А. Н. Гизатуллин //Вестник СПб институтаГТ1С МЧС России. 2006. № 4:
  46. Ю.Д., Ловчиков В. А., Шарапов С. В., Гизатуллин А.Н: Оценка времени горения легкового автомобиля с помощью конечных цепей Маркова//Пожаровзрывобезопасность'№ 2. 2008. эташев Д.А., Мироньчев A.B.
  47. Ли горения в системе МВД России, 2000 г. 262с.
  48. Ю.Д., Ловчиков В. А., Воронова В. Б. Исследование процессов развития горения с помощью коечных цепей Маркова // Проблемы управления рисками в техносфере. 2009. № 3.
  49. И.В., Моторыгин Ю. Д., Шарапов C.B., Кононов С. И. Пожароопасное состояние почвенного покрова на объектах нефтегазового комплекса: прогнозирование и предотвращение угрозы возникновения чрезвычайных ситуаций // Пожарная безопасность. 2010. № 1.
  50. Моторыгин Ю: Д, Ловчиков В. А., Сухорукова И.О.i
  51. Моделирование процесса зажигания с помощью конечных цепей. Маркова' // Проблемы управления рисками в техносфере. № 1(13). 2010: j 64. Киселёв Я. С. Физические моде, предупреждения пожаров. СПб Университет !
  52. О.И. Прогноз пожарной опасности строительных материалов ''при использовании методов термического анализа: М.: ВНИИПО, 2001. -23с.
  53. В.В. Применение математической статистики, при анализе вещества. М.: Физматгиз, 1960.
  54. PMF 29−99 Метрология основные термины и определения. '
  55. Статистические методы в инженерных исследованиях (лабораторный практикум): Учебное пособие / В. П. Бородюк, А. П. Вощинин, А. З: Иванов и др.- Под ред. Г. К. Круга. М.: Высш. школа, 1983. -, 216 с.
  56. Ю.Д., Ловчиков В. А., В Оценка опасности возникновения пожара в зданиях и сооружениях. // Журнал-каталог „Журнала-каталога „Строительная безопасность 2010.
  57. Ю.Д., Абразумов стохастического моделирования при произ технических экспертиз легковых автомобш ей // Право. Безопасность Чрезвычайные ситуации: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010.- № 1(6).
  58. Б. Воронова, А. И. Подрезова, 1. О.В. ИспользованиеIводстве судебных пожарнооронова В.Б., Подрезова В. Б. зданиях и сооружениях //
  59. Ю.Д., Ловчиков В.А., В Оценка опасности возникновения пожара в Строительная безопасность 2010, 'I
  60. Motorygin Y.D., Abdyaliev F.A., Perlin A.I. Description of fire development by percolation models. // 12 th International conference fire and explosion protection. Novi Sad, 2010
  61. Ю.Д., Ловчиков B.A., В.Б. Воронова Исследование--процессов развития горения с помощью конечных цепей Маркова //I
  62. Пожарная автоматика“, 2011.
  63. М.А. Элементарная обработка результатов эксперимента СПб., 2008
  64. Пожарная опасность веществ1материалов. Справочник.,
  65. Под.ред. к.т.н. Рябова И. Н. М.:Стройиздат., 1966 г. — 645с.
  66. Пожарная опасность строительных материалов. • Под ред. д.т.н. А. Н. Баратова М.:Стройиздат, 1988. — 380.
  67. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства ихГ тушения: Справочное издание в 2 книгах. А. Н. Баратов, А. Я. Корольченко и др. -М.:Химия, 1990.-496.. 1
  68. В. А. Основы количестве^ реакций. Ленинград, Химия. 1977. — 180с.
  69. Л. Природа химической Даткиной М.Е., М.:Госхимиздат, 1947. — 402с.
  70. Прогнозирование, опасных СПб.: СПб Университет ГПС1. Е.И., Моторыгин Ю. Д.,
  71. И. Д. Технические ochobIi Методическое пособие. — Санкт-Петербург: СПб Университет МВД России, 2002. 254с.
  72. С.И. Подготовка материалов для производства судебныхэкспертиз по делам о взрывах на элеваторах., Методические рекомендации.1-М.: ВНИИСЭ 1985. 63с. л
  73. Моторыгин Ю. Д, Шарапов и др.: C.B. Расследование пожаров. Учебник СПб.: СПб Университет ГПС МЧС
  74. Ю.Д., Ловчиков В.А факторов пожара / Лабораторный практикум МЧС России, 2008.
  75. И.В., Моторыгин Ю.Д. Моделирование экологической обстановки в районах с нефтяным загрязнением на основе конечных цепей,“
  76. Маркова / Чрезвычайные ситуации: пре-упреждение и ликвидация: t ! tматериалы Междунар. научно-практ. конф. Минск, 2009.
  77. Ю.Д., Ловчиков В. А. транспорте с помощью конечных цепейситуации: предупреждение и ликвидация: материалы Междунар. научно-, практ. конф. Минск, 2009:
  78. Ю.Д., Ловчиков возникновения пожара в зданиях и сооружениях / Сервис безопасности вI
  79. России: материалы Международной научно-практ. конф. СПб.: СПб институт ГЦС МЧС России, 2009.
  80. Ф.А., Ю.Д.Моторыгин Применение перколяционных процессов для описания моделей развития пожара / Сервис безопасности в-России: материалы Международной науч .-практ. конф. СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2009.
  81. О.В., Моторыгин Ю. Д., Анализ выводов пожарно-технической экспертизы автотранспортных средств стохастическими методами / „Право. Безопасность. Чрезвычайные ситуации“ № 4(5) научно аналитический журнал СПб Университет ГПС МЧС России 2009 г.
  82. Ю.Д., Ловчиков В. А. Анализ возможностимодельного описания пожаров с помощью Теория и практика судебной экспертизыконечных цепей Маркова / в современных условиях» :-материалы Междунар. науч.-практ. конф. М: JvHTOA.1.I
  83. С.А., Моторыгин Ю Д., Экспертный взгляд на систему показателей пожарной опасность:. / Перспективы. развития пожарно-технической экспертизы и расследования пожаров. СПб.: СПб университет ГПС МЧС России, 2007.
  84. А.Л. «Физика и геометрия беспорядка» М: изд. «Наука», 1982.-265с.- '
  85. Ю.Ю. «Перколяция: теор|ия, приложения, алгоритмы»: Учебное пособие М: УРСС 2002. — 112с.
  86. J.W., «Percolation theory» 198d.-№ 7.114o percolation theory London:
  87. Anintroduction to percolation
  88. Stauffer D., A.Aharany. Intradauction Taylor and Francic, 1992. 400.
  89. Grimmet. Percolation New York, 1989.-245.
  90. Shante V.K.S, Kirkpatrik. S (1971), theory. Adv. Phys., 20, 325−357.
  91. J03.Feder J.: 1988 Fractals, Plenum Press, New York (переведен наiрусский язык) M: Мир 1991.
  92. И.В., Моторыгин Ю. Д., Шарапов С. В., Кононов С. И. Пожароопасное состояние почвенного покрова на объектах нефтегазового комплекса: прогнозирование и предотвращение угрозы возникновения чрезвычайных ситуаций/ Пожарная безопасность № 1, 2010
  93. Де ¡-Гроот М. Оптимальные статистические решения. —: М.: Мир, 1974
  94. Чжун-Кай-Лай. Однородные цепи Mb
  95. Г., Сигмунд Д., Чао И. Теория оптимальных правил остановки. —М.: Наука, 1977аркова. — М.: Мир, 1964.14J0 7
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!