Контрольная работа по безопасности жизнедеятельности на тему «Прогнозирование опасных факторов пожара»

СОДЕРЖАНИЕ ТЕМ

Тема 1.  Исходные понятия и общие сведения об опасных факторах пожара и методах их прогнозирования.

Общие понятия и сведения об опасных факторах пожара (ОФП). Повышенная температура. Недостаток кислорода. Обрушение конструкций. Выделение токсичных газообразных продуктов пиролиза. Дымообразование. Общие сведения о методах прогнозирования ОФП. Количество часов: 6

Вопросы по теме:

1. Каковы цели прогнозирования ОФП?
2. Дайте определение пожару и ОФП
3. Охарактеризуйте пожарный фактор — пламя и искры
4. Охарактеризуйте пожарный фактор — повышенная температура окружающей среды
5. Охарактеризуйте пожарный фактор — токсичность продуктов горения и термического разложения
6. Охарактеризуйте пожарный фактор – дым
7. Перечислите предельно допустимые ОФП
8. На какие классы делятся математические модели пожара
9. Охарактеризуйте интегральную модель пожара.

• Охарактеризуйте зонную модель пожара.
• Охарактеризуйте полевую (дифференциальную) модель пожара

ЧАСТЬ I. ФОРМИРОВАНИЕ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ РАЗВИТИЯ ПОЖАРА

Тема 2. Физические закономерности распространения пламени

Факторы, влияющие на скорость распространения пламени по горючим материалам. Описание процесса распространения пламени. Распространение пламени вверх, вниз, под углом. Влияние толщины горючего вещества, плотности, теплопроводности, теплоемкости. Влияние условий окружающей среды. Количество часов: 4

Вопросы по теме:

1. Какие физические явления влияют на распространение пожара.
2. Перечислите факторы, влияющие на скорость распространения пламени по горючим материалам.
3. Охарактеризуйте пожарный фактор — пламя и искры
4. Охарактеризуйте пожарный фактор — повышенная температура окружающей среды
5. Охарактеризуйте пожарный фактор — токсичность продуктов горения и термического разложения
6. Охарактеризуйте пожарный фактор – дым

Тема 3. Опасные факторы пожара, формирующиеся на начальном этапе развития пожара в закрытом помещении

Период нарастания пожара. Явление полного охвата помещения пламенем. Общая вспышка. Явления и условия, необходимые для полного охвата помещения пламенем. Факторы, влияющие на нарастание пожара и время наступления общей вспышки. Количество часов: 6

Вопросы по теме:

1. В чем заключается основная сложность исследования пожара как физического явления?
2. Поясните сущность метода анализа сложных процессов.
3. Какие свойства горючей нагрузки (ГН) и каким образом влияют на динамику пожара и его опасных факторов?
4. Почему невозможно подробно изучить влияние свойств ГН на протекание пожара только на основании физических экспериментов?
5. Охарактеризуйте пожарный фактор – дым

Тема 4. Опасные факторы пожара, формирующиеся на этапе развития пожара после полного охвата помещения пламенем.

Режимы горения. Режим полностью развившегося пожара и температуры, при этом достигаемые. Выброс пламени из горящего помещения. Распространение пожара из помещения. Количество часов: 8

Вопросы по теме:

1. Какие физические факторы приводят к возникновению естественного газообмена при пожаре?
2. Каков физический смысл понятия высоты нейтральной плоскости? От каких параметров она зависит и всегда ли существует?
3. Чем определяется режим газообмена каждого проема и каким он может быть?
4. В чем сложность картины газообмена при пожаре?
5. Можно ли рассчитать газообмен, не зная температурного режима пожара и наоборот?

Тема 5. Развитие пожара на объектах различного назначения

Особенности развития пожара в жилых зданиях, общественных зданиях, производственных и складских помещениях, сельскохозяйственных объектах, на транспорте. Количество часов: 6

Вопросы по теме:

1. Почему при проектировании установок объемного тушения пожара инертным газом желательно использование методов математического моделирования пожаров?
2. Как следует модифицировать уравнения пожара, чтобы они учитывали работу системы противодымной вентиляции ?
3. Запишите соответствующие уравнения баланса энергии и кислорода.
4. В чем сходны и чем отличаются по своему воздействию на динамику пожара системы противодымной вентиляции и газового пожаротушения?
5. Объясните характер построенных графиков и их взаимосвязь.

ЧАСТЬ II. ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА

Тема 6. Газообразные продукты сгорания.

Газообразные продукты в условиях полного сгорания. Уравнение горения. Состав газов при недостатке кислорода. Реакция водяного газа. Реакция Даламбера. Продукты пиролиза. Условия возникновения агрессивных и сильно ядовитых газов. Вероятные источники генерации в производственных и бытовых условиях. Внешние признаки агрессивных газов и паров. Количество часов: 6

Вопросы по теме:

1. Расположите в ряд по мере убывания токсичности следующие продукты сгорания: Н2О, НСN, COCl2, HF, HCl, CO, H
2. Первая помощь при отравлении угарным газом.
3. Напишите схему образования продуктов полного и неполного сгорания пенополистирола.
4. Почему при тушении пенополиуретанов (теплоизоляции, поролонов) необходимо использовать изолирующий противогаз.

Тема 7. Дымообразование.

Причины возникновения аэродисперсии. Характеристики аэрозолей: размер частиц, полидисперстность, концентрация твердых частиц. Аэродинамические свойства дымов. Прозрачность и сплошность. Устойчивость к седиментации. Поражающие свойства дымов. Критические ситуации. Количество часов: 6

Вопросы по теме:

1. Почему при тушении пенополиуретанов (теплоизоляции, поролонов) необходимо использовать изолирующий противогаз.
2. Как определить время оседания дыма.
3. Как характерезуют концентрацию частиц в дымах и какая концентрация считаеться опасной.
4. Чем обусловлена опасность при работе пожарных в задымленном помещении.

Тема 8. Критические ситуации, возникающие в ходе пожара.

Условия возникновения взрывоопасных смесей.  Характеристики объемного взрыва. Мощность. Внешние признаки. Отличие от взрывов физической природы и взрывов конденсированных взрывчатых веществ. Количество часов: 6

Вопросы по теме:

1. Отличительные признаки взрыва газов смесей.
2. Физический взрыв, его источники и последствия.
3. Основные параметры взрыва ВВ: скорость, детонация, фугасность, бризантность.
4. Тротиловый эквивалент для ВВ и газовоздушных смесей.
5. Механизм перехода горения в детонацию для газов.
6. Характер разрушений при газовом взрыве.
7. Чувствительность ВВ к удару, накалу, трению, лучу огня, детонации.

ЧАСТЬ III.  МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ О ДИНАМИКЕ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА В НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ПОЖАРА

 Тема 9. Основные понятия и уравнения интегральной математической модели пожара.

Классификация интегральных математических моделей пожара. Математическая постановка задачи о прогнозировании ОФП на основе полной системы дифференциальных уравнений интегральной модели пожара. Методы численного решения этой задачи. Приведение уравнений описывающих динамику ОФП, к безразмерному виду. Подобие и критерии подобия пожаров. Количество часов: 6

Вопросы по теме:

1. Почему для расчета динамики пожара используется система взаимосвязанных уравнений? В чем заключается эта взаимосвязь?
2. Какие уравнения лежат в основе любой математической модели пожара и какие физические законы они отражают?
3. Объясните физический смысл каждого слагаемого в уравнениях (1.1) и (1.2). Почему эти слагаемые имеют разны
4. За счет каких физических процессов численное значение в уравнении (1.1) существенно меньше, чем значения других слагаемых?

4. Почему внутренняя энергия газовой среды в помещении при пожаре практически неизменна? При каких условиях ее изменение будет существенным?
5. В чем заключается основная сложность исследования пожара как физического явления?
6. Поясните сущность метода анализа сложных процессов.
7. Какие свойства горючей нагрузки (ГН) и каким образом влияют на динамику пожара и его опасных факторов?

Тема 10. Основные положения зонного моделирования пожаров. Численная реализация зонной математической модели.

Дифференциальные уравнения материального баланса газовой среды и ее компонентов, баланса оптического количества дыма и энергии для припотолочной зоны при отсутствии газообмена с внешней атмосферой. Дифференциальные уравнения движения нижней границы припотолочной зоны. Начальные условия. Математическая постановка задачи о динамике опасных факторов пожара в припотолочной зоне и ее аналитическое решение при постоянных значениях размеров и тепловой мощности очага горения. Математическая постановка задачи при  газообмене припотолочного слоя с внешней средой и изменяющимся со временем очагом пожара. Сложность численной реализации полной зонной математической модели. Алгоритм численного решения задачи на ПЭВМ. Структура программы и ее запуск. Действия при возникновении ошибок. Количество часов: 8

Вопросы по теме:

1. Почему невозможно подробно изучить влияние свойств ГН на протекание пожара только на основании физических экспериментов?
2. Что такое компьютерный эксперимент? В чем его преимущества и недостатки по сравнению с физическим экспериментом?
3. Какие физические факторы приводят к возникновению естественного газообмена при пожаре?
4. Каков физический смысл понятия высоты нейтральной плоскости? От каких параметров она зависит и всегда ли существует?
5. Чем определяется режим газообмена каждого проема и каким он может быть?
6. В чем сложность картины газообмена при пожаре? Можно ли рассчитать газообмен, не зная температурного режима пожара и наоборот?
7. Почему при квазистационарном режиме пожара разница между расходом истекающих газов и расходом втекающего воздуха равна скорости газификации горючей нагрузки? Является ли этот факт общей закономерностью пожара или он отражает лишь особенность конкретного расчета?

Тема 11. Основа дифференциального метода прогнозирования опасных факторов пожара. Численная реализация дифференциальной математической модели.

Сущность метода, его информативность и область практического использования. Современное состояние вопроса. Базовая система дифференциальных уравнений в частных производных для описания турбулентного нестационарного движения и процессов тепло- и массопереноса в многокомпонентной газовой смеси с учетом химических реакций и образования дымового аэрозоля. Турбулентная вязкость, теплопроводность и диффузия. Алгебраическая модель турбулентности. К-e модель турбулентности. Граничные условия для параметров турбулентности на ограждениях. Моделирование процессов горения. Одноступенчатая необратимая брутто-реакция между горючим и окислителем. Двухступенчатая реакция и образование сажи. Математическая модель образования, коагуляции и переноса дымового аэрозоля. Поглощение, рассеивание и ослабление света в аэрозоле. Радиационный теплоперенос в непрозрачной среде. Уравнение переноса теплового излучения, методы решения задачи о переносе теплового излучения – потоковый, диффузионный, дискретный и статистический (Монте-Карло). Граничные и начальные условия на ограждающих поверхностях и на поверхности горючего. Условия в сечениях проемов и в прилегающей к ним внешней области пространства. Классификация дифференциальных моделей пожара. Конечно-разностная аппроксимация определяющих дифференциальных уравнений. Расчетные сетки для скалярных величин и проекций скорости. Аппроксимация по времени. Расчет поля давлений. Структура алгоритма решения. Тестирование и апробация математической модели и ее численной реализации. Описание программы численной реализации модели и ее запуск. Задание исходных данных. Анализ результатов расчета. Количество часов: 8

Вопросы по теме:

1. Почему при проектировании установок объемного тушения пожара инертным газом желательно использование методов математического моделирования пожаров?
2. Как следует модифицировать уравнения пожара, чтобы они учитывали работу системы противодымной вентиляции ? Запишите соответствующие уравнения баланса энергии и кислорода.
3. В чем сходны и чем отличаются по своему воздействию на динамику пожара системы противодымной вентиляции и газового пожаротушения? Объясните характер построенных графиков и их взаимосвязь.
4. В чем состоит суть зонного метода моделирования пожаров? Каково его основное назначение?
5. Поясните механизм формирования задымленной зоны в верхней части помещения. Является ли эта зона полностью однородной?
6. Перечислите минимальный набор уравнений зонной математической модели пожара.
7. Какие уравнения и с какой целью могут быть использованы в зонной модели пожара дополнительно к основным?
8. От каких факторов в наибольшей степени зависит температура задымленной зоны? Почему температура в нижней зоне остается практически неизменной?
9. Почему при поверочных расчетах систем противодымной защиты желательно использовать методы компьютерного моделирования пожаров?
10. Каким образом необходимо изменить уравнения математической модели пожара, чтобы они учитывали работу систем противодымной защиты? Запишите соответствующие уравнения баланса энергии, кислорода, двуокисиуглерода и оптического количества дыма.
11. Объясните построенные графики зависимости высоты нейтральной плоскости от времени.

ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ И КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

1. Исходные понятия и общие сведения об опасных факторах пожара и методах их прогнозирования.
2. Физические закономерности распространения пламени.
3. Опасные факторы пожара, формирующиеся на начальном этапе развития пожара в закрытом помещении.
4. Моделирование развития пожара детерминированными методами.
5. Детерминированные методы моделирования пожара.
6. Стохастические методы моделирования возникновения и развития пожара.
7. Влияние критических значений по каждому из опсных факторов пожара на расчет путей эвакуации.
8. Опасные факторы пожара, формирующиеся на этапе развития пожара после полного охвата помещения пламенем.
9. Развитие пожара на объектах различного назначения.
10. Газообразные  продукты сгорания.
11. Дымообразование.
12. Влияние горючей нагрузки (ГН) на динамику пожара и его опасных факторов.
13.  Режимы горения. Режим полностью резвившегося пожара и температуры, при этом достигаемые.
14. Расчет времени эвакуации из горящего помещения.
15. Оптимизация огнезащиты строительных конструкций с учетом параметров реального пожара
16. Потенциальный пожарный риск. Продукты пиролиза.
17. Критические ситуации, возникающие в ходе пожара.
18. Основные понятия и уравнения интегральной математической модели пожара на основе теплофизических функций.
19. Основные положения зонного моделирования пожаров.
20. Численная реализация зонной математической модели.
21. Основа дифференциального метода прогнозирования опасных факторов пожара.
22. Численная реализация дифференциальной математической модели.
23. Компьютерный эксперимент, его преимущества и недостатки по сравнению с физическим экспериментом.