Постановка задачи и ее решение

В начальной стадии пожара, возникающего в помещении с малой проемностью, наблюдается специфический режим газообмена. Особенности этого режима заключаются в том, что процесс газообмена идет в одном направлении через все имеющиеся проемы и щели. Поступление воздуха в помещение из окружающей среды в этот период развития пожара совсем отсутствует. Лишь спустя некоторое время, когда средняя температура среды в помещении достигает определенного значения. Процесс газообмена становится двусторонним, т.е. через одни проемы из помещения вытекают нагретые газы, а через другие поступает свежий воздух. Продолжительность начальной стадии пожара, при которой наблюдается «односторонний» газообмен, зависит от размеров проемов. В этом параграфе исследуется динамика ОФП в начальной стадии пожара при условиях, когда отсутствует поступление воздуха извне. Это означает, что в дифференциальных уравнениях пожара (1.34) – (1.38) можно отбросить члены, содержащие расход воздуха так как

G_B =0 (4.23)

Кроме того, будем рассматривать негерметичные помещения, в которых среднее давление среды остается практически постоянным, равным давлению наружного воздуха, так что с достаточной точностью можно принять, что:

(4.24)

где r ₀, Т₀ – плотность и температура среды перед началом пожара; r _m, Т_m – соответственно средние значения плотности и температуры среды в рассматриваемый момент времени; Р_m – среднее давление в помещении.

Интервал времени, в течении которого наблюдается односторонний газообмен, является относительно небольшим. Средняя температура и концентрация кислорода в помещении изменяются за этот промежуток времени незначительно. По этой причине можно принять, что величины h, D, R в этой стадии пожара остаются неизменными. Кроме того, примем, что n₁ = n₂ = n₃ = m = 1 и V = const.

С учетом сказанного, уравнения пожара для начальной его стадии в помещении с малой проемностью, принимают следующий вид:

В дальнейшем принимается еще одно допущение, а именно:

с_Р = с_РВ = const (4.30)

Для того чтобы получить аналитическое решение этих уравнений, используется прием, заключающийся в следующем. Поскольку рассматривается процесс развития пожара на относительно малом промежутке времени, то можно принять, что отношение теплового потока в ограждении к тепловыделению есть величина постоянная, равна своему среднему значению на этом интервале:

(4.31)

где Q_пож = yhQ_H; t _٭ - время окончания начальной стадии пожара.

Величину j принято называть «коэффициентом теплопотерь» (ГОСТ 12.1004-91). В дальнейшем подробно рассмотрим метод вычисления этого коэффициента для различных схем распространения пламени по горючим материалам.