Моделирование динамики пожаров с разной скоростью роста в помещении с естественной вентиляцией

Abstract

С помощью программы FDS проведено компьютерное моделирование динамики начальной стадии пожаров с разной скоростью роста в помещении с естественной вентиляцией. При быстром пожаре тепловыделение 1055 кВт достигалось по квадратичному закону за 100 с, при среднем за 250 с и при медленном за 500 с. Источник пожара рас-полагался на полу и на высоте 2 м. В качестве вентиляционных использовали дверной проем размером 0,8×2,0 м, а также отверстия 0,8×0,1 м – нижнее, расположенное над полом, и верхнее под потолком. Установлено, что в процессе развития пожары меняют свой характер – они контролируются сначала горючим материалом, а затем кислородом. На первом этапе тепловыделение пожаров меняется по тому же закону, что и массовый расход горючего материала, и пламенное горение наблюдается только в области источника пожара. На втором этапе динамика тепловыделения имеет вид нерегулярных по амплитуде и длительности пульсаций и становится зависимой от условий вентиляции. В этом случае вклад в тепловыделение пожара дает пламенное горение в области источника и/или в области самовоспламенения в слое дыма. Получено, что при пожаре в помещении с вентиляцией в пространственном распределении температуры и задымления воздуха образуются два слоя – практически однородный верхний и нижний, который характеризуется нерегулярными пульсациями этих параметров, обусловленных возникновением самовоспламенения дыма. Показана связь этих распределений с пространственным распределением изменения давления воздуха в помещении при пожаре. При всех скоростях роста пожара наблюдается сильная зависимость динамики тепловыделения от высоты расположения источника пожара. Увеличение высоты расположения источника пожара над уровнем пола оказывает наибольшее влияние на динамику тепловыделения в случаях вентиляции через дверной проем и верхнее отверстие. Длительность этапа пожара, когда пламенное горение происходит только в области источника, сокращается, а длительность этапа, когда в слое дыма возникает самовоспламенение, возрастает. При этом амплитуды пульсаций тепловыделения, величин затемнения и температуры воздуха в нижней области дыма, где происходит самовоспламенение, увеличиваются, а скорости опускания вниз слоев дыма и нагретого воздуха замедляются.