Тема и задачи курсовой работы

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