С.В. Пузач, Ю.А. Поляков (Московский институт пожарной безопасности МВД России, Россия)

В докладе рассмотрены некоторые особенности начальной стадии пожара в герметичном помещении и помещении с открытым проемом, позволяющие предложить теплофизические основы разработки системы раннего обнаружения возгорания.

Предложена трехмерная дифференциальная модель пожара в помещении. При этом решаются трехмерные нестационарные дифференциальные уравнения законов сохранения массы, импульса и энергии для газовой среды помещения, а также для компонентов газовой среды и дыма. Для замыкания системы уравнений использовалась k-я модель турбулентности для малых чисел Рейнольдса. Все дифференциальные уравнения приводились к “стандартному” дифференциальному уравнению [1], которое решалось методом контрольных объемов по неявной конечно-разностной схеме с помощью продольно-поперечной прогонки. При этом использовалось уравнение для поправки давления в “сжимаемой” форме.

Проведено сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными, показавшее удовлетворительное совпадение.

Представлены изолинии температур, концентраций компонентов газовой среды и дыма в различные моменты времени с начала горения. Приведены расчетные зависимости давления в различных частях помещения в зависимости от времени. Показано, что величина и темп возрастания давления на внутренних поверхностях ограждающих конструкций существенно быстрее достигает значения, достаточного для его регистрации датчиком давления, чем температурные и концентрационные поля.

Используя эту особенность тепломассообмена, можно построить систему раннего обнаружения пожара. Чувствительными элементами такой системы являются датчики, срабатывающие на изменение давления. От ложного срабатывания за счет случайных возмущений газовой среды система может быть защищена с использованием того, что звуковые волны от очага горения с оцениваемым малым запаздыванием достигает всех датчиков, расположенных симметрично на ограждающих конструкциях.

Литература.

1. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 152 С.