Model matematyczny zmian stężenia wodoru w atmosferze. Rzeczywista sytuacja obliczeniowa dla obiektu z systemem wentylacji
Journal Title: Safety & Fire Technology - Year 2018, Vol 49, Issue 49
Abstract
ABSTRAKT Cel: Celem artykułu jest analiza zmian stężenia wodoru w atmosferze w dużych pomieszczeniach lub obiektach, w których przewiduje się ciągłą niewielką emisję tego gazu. Analizę przeprowadzono w odniesieniu do obiektu z systemem wentylacji, w którym znaczna część powietrza wyciąganego jest zawracana do pomieszczenia, w celu zapewnienia odzysku ciepła. Świeże powietrze stanowi niewielką część powietrza nawiewanego. W hali nie występują źródła emisji substancji szkodliwych. Analiza dotyczy całej objętości pomieszczenia, a nie stref w pobliżu źródła emisji. Efektem końcowym jest określenie zmian stężenia wodoru w pomieszczeniu w funkcji czasu i odniesienie uzyskanych wyników do granic wybuchowości. W szczególności wyznaczono, po jakim czasie stężenie wodoru osiągnie poziom krytyczny. Metody: Artykuł napisano w oparciu o opracowany model obliczeniowy. W modelu uwzględniono: wydajność źródła emisji, wydajność wentylacji, objętość pomieszczenia, udział powietrza zawracanego w powietrzu nawiewanym. W celu uzyskania wzorów opisujących, jak zmienia się zawartość wodoru (lub innej wydzielanej substancji) w pomieszczeniu, wykorzystano równania różniczkowe. Równania te wyznaczają zależność między nieznaną funkcją a jej pochodnymi. Obecnie prowadzi się szereg badań nad kolejnymi schematami rozwiązywania równań różniczkowych, gdyż mają one wiele zastosowań praktycznych. Wyniki: Po opracowaniu modelu matematycznego dla analizowanego przypadku obliczeniowego sporządzono reprezentatywne wykresy. Otrzymane wykresy pozwalają prognozować zmiany stężenia wodoru w pomieszczeniu, w funkcji czasu oraz określić, kiedy stężenie wodoru osiągnie poziom krytyczny. Przedstawiona metodyka może być przydatna w ocenie zagrożenia wybuchem, a w wielu przypadkach może rozwiać wiele wątpliwości związanych z tym tematem. Model matematyczny może być stosowany bez ograniczeń w odniesieniu do substancji tworzących z powietrzem mieszaniny wybuchowe; powietrze zawierające substancje szkodliwe nie powinno być zawracane. Wnioski: Na podstawie analizy danych obliczeniowych zarysowano wnioski dotyczące regulacji prawnych. Wskazana jest nowelizacja rozporządzenia w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów. W oparciu o przedstawiony model, poparty obliczeniami dla rozpatrywanego przykładu, sformułowano wnioski końcowe. Zaproponowany model matematyczny stanowi przydatne narzędzie inżynierskie. Przy jego pomocy można określić dla pomieszczenia maksymalną ilość substancji palnej, której gęstość względem powietrza ≤ 1 oraz powiązać objętość krytyczną Hkr z wydajnością wentylacji. Model pozwala również określić czas, po którym zostanie przekroczona Hkr; ma to znaczenie w przypadku konieczności oszacowania czasu reakcji. Przedstawione ilustracje potwierdzają poprawność modelu.
Authors and Affiliations
dr Anna Zielicz, mł. bryg. dr inż. Tomasz Drzymała, dr inż. Sylwester Kieliszek, Aneta Łukaszek-Chmielewska
Keywords
Related Articles
- EP ID EP359703
- DOI 10.12845/bitp.49.1.2018.6
- Views 60
- Downloads 0
Wybrane problemy ochrony przeciwpożarowej w projektowanych i modernizowanych budynkach wysokościowych
Cel: Celem artykułu jest określenie obszarów problemowych związanych z ochroną przeciwpożarową występujących przy projektowaniu i modernizacji budynków wysokościowych w Polsce. Ponadto w artykule pokazano dostępne, prakt...
Awareness of the Influence of Stress Exposure on Accidents During Rescue Operations Among State Fire Service Firefighters
Aim: The aim of this study was to assess awareness among State Fire Service (PSP) firefighters of the impact of stress on accidents at work in rescue operations. The thesis that the age and experience of firefighters aff...
Udoskonalenie normatywnej metodyki określenia czasu zadziałania tryskacza pożarowego
Cel: Najważniejszym normatywnym parametrem, ocenianym podczas badań tryskaczy, jest ich czas zadziałania. Parametr ten służy do wyznaczania czułości termicznej elementu tryskacza oraz określenia szybkości jego zadziałani...
An Analysis of the Location of Emergency Exits as a Factor Impacting on Human Safety under Fire Conditions in Road Tunnels with the Longitudinal Ventilation System
Objective: This study examines the results of studies of selected worldwide legal acts stipulating the distances between escape routes in road tunnels, as well as the results of the verification of selected legal restric...
Badania właściwości absorpcyjnych pianek polimerowych stosowanych w krajowej produkcji hełmów strażackich
Cel: Celem niniejszego artykułu jest analiza porównawcza właściwości mechanicznych pianek polimerowych stosowanych jako absorbery energii uderzenia w krajowej produkcji hełmów strażackich. Tym samym celem artykułu jest o...