Общее описание программы и ее запуск

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Интегральная математическая модель пожара в помещении	3
1.1 Численная реализация интегральной модели	3
1.2 Общее описание программы и ее запуск	4
1.3 Работа с программой	5
1.4 Задание исходных данных	7
1.5 Режим расчета динамики пожара	8
1.6 Просмотр таблиц результатов расчета	9
1.7 Просмотр графиков	10
1.8 Калькулятор	12
Глава 2. Зонная математическая модель пожара в помещении и алгоритм ее численной реализации	15
2.1 Алгоритм численной реализации зонной модели	16
Глава 3. Расчет материального и энергетического баланса внутреннего пожара	18
3.1 Теоретические основы	18
3.2 Порядок выполнения	19
Глава 4. Расчет динамики опасных факторов пожара и влияния на неё свойств пожарной нагрузки	21
4.1 Теоретические основы	21
4.2 Порядок расчета	22
Глава 5. Расчет параметров естественного газообмена на внутреннем пожаре	26
5.1 Теоретические основы	26
5.2 Порядок выполнения	28
Глава 6. Изучение влияния параметров механической вентиляции на динамику опасных факторов пожара	32
6.1 Теоретические основы	32
6.2 Порядок расчета	33
Глава 7. Расчет динамики опасных факторов пожара при объемном тушении газовыми огнетушащими составами	37
7.1 Теоретические основы	37
7.2 Порядок расчета	38
Литература	42
Приложение	43

ГЛАВА 1. ИНТЕГРАЛЬНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЖАРА В ПОМЕЩЕНИИ

Интегральная математическая модель пожара в помещении разработана на основе уравнений пожара, изложенных в работах. Уравнения модели модифицированы и учитывают работу приточно-вытяжной системы механической вентиляции, а также системы объемного тушения пожара инертным газом.

Численная реализация интегральной модели.

Для численной реализации использован метод Рунге-Кутта-Фельберга 4-5-го порядка точности с переменным шагом. В качестве основы взята подпрограмма решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, доработанная с целью улучшения эксплуатационных характеристик. Для вычисления параметров естественного газообмена использован следующий подход.

Так как на каждом шаге решения параметры среды в помещении известны, а в уравнении энергетического баланса левая часть принята равной нулю, то это уравнение можно записать в общем виде как

f(G_B, G_Г) = 0    (1.1)

В зависимости от текущего режима газообмена, следующие соотношения неявно определяют два уравнения:

G_В = f (Р_m)     (1.2)

G_В = f (Р_m)     (1.3)

Перечисленные три уравнения образуют нелинейную систему, которая на каждом шаге интегрирования решается численно с применением скоростной комбинации методов линейной и квадратичной интерполяции. В результате вычисляются значения избыточного статического давления в помещении и расходы естественного газообмена. Как показала апробация, такой алгоритм является устойчивым и обеспечивает высокую скорость счета.

Аналогичным способом рассчитывается начальный газообмен и тепловая мощность источника Q_Н в уравнении баланса энергии в случае неравенства начальной температуры в помещении температуре окружающего воздуха. При этом дополнительно используется уравнение баланса массы для стационарного режима.

В каждой точке решения прогнозируется величина следующего шага в зависимости от текущих значений производных. Однако при резком изменении любых условий (вскрытие проемов, включение систем механической вентиляции или пожаротушения и т.д.) шаг пересчитывается в соответствии с новым режимом. Для оценки погрешности используется разность решений 4-го и 5-го порядков точности и шаг счета в любом случае выбирается таким, чтобы эта погрешность была не выше заданной.

Общее описание программы и ее запуск

Программа INTMODEL реализует описанную выше математическую модель и предназначена для расчета динамики пожара жидких или твердых горючих веществ и материалов в помещении, имеющем от 1 до 9 проемов в вертикальных ограждающих конструкциях. От известных аналогов программа отличается тем, что позволяет учитывать вскрытие проемов, работу систем механической вентиляции и объемного тушения пожара инертным газом, кислородный баланс пожара, а также рассчитывать концентрацию окиси и двуокиси углерода, задымленность помещения и дальность видимости в нем.

Программа разработана для IBM-совместимых компьютеров под управлением операционной системы MS-DOS или PC-DOS. Для работы необходимо около 400 Кб свободной оперативной памяти, а также около 100 Кб свободного пространства на логическом или физическом диске D: с доступом для записи. Программа использует символы кириллицы в альтернативной кодировке и требует соответствующей аппаратной или программной поддержки в текстовом режиме 80x25. Кроме последнего, используется монохромный графический режим, для которого программа содержит встроенные шрифты и соответствующие драйверы для адаптеров CGA, MCGA, EGA, VGA, SVGA, 8514 и Hercules. При наличии математического сопроцессора и манипулятора "мышь" с загруженным драйвером автоматически обеспечивается их использование. Программа имеет развитый пользовательский интерфейс, контекстно-зависимый справочник (кроме учебной версии), встроенный экранный калькулятор и обработчик ошибок периода исполнения с выдачей необходимой диагностики. Кроме того, программа может включать средства защиты от нелегального копирования, а также антивирусные средства самопроверки и самолечения.

Программа разработана на кафедре инженерной теплофизики, и гидравлики Московского института пожарной безопасности МВД России с использованием компиляторов Turbo Pascal v5.5 и Turbo Assembler v2.0, а также пакета Turbo Professional v5.9. В ее состав входят следующие файлы:

· INTMODEL.EXE - стартовый файл;

· INTMODEL.0VL - оверлейный файл;

· INTM0DEL.HLP - контекстно-зависимый справочник.

Учебная версия программы вместо файла INTMODEL.HLP включает файл V1.1.HLP. Если программа имеет средства защиты от копирования или иные особенности, в ее состав может входить дополнительный ASCII-файл с именем FEATURES, содержащий описание процедуры инсталляции программы и дополнительные инструкции по ее использованию.

Запуск программы осуществляется файлом INTMODEL.EXE, причем во время запуска каталог, содержащий перечисленные выше файлы, должен быть текущим. При работе программа записывает временные файлы в корневой каталог диска D:, а по окончании сеанса уничтожает их, сохраняя первоначальное состояние диска.

Работа с программой

Управление программой осуществляется с помощью системы экранных меню, которая состоит из главного меню и подменю более низких уровней, образующих древовидную иерархическую структуру.

Каждое меню состоит из пунктов. Выбор нужного пункта производится клавишами с изображением стрелок, а его выполнение - клавишей Enter. Клавиша Esc осуществляет выход из текущего подменю и возврат в предыдущее, а клавиша F1 вызывает на экран контекстно-зависимый справочник. При нажатии клавиши F2 программа переходит в режим калькулятора, изображение которого появляется на экране.

Нижняя строка экрана всегда содержит информацию, напоминающую о доступных в данный момент оперативных клавишах и их назначении. При работе с манипулятором "мышь" его левая кнопка соответствует клавише Enter, правая кнопка - клавише Esc, а одновременное нажатие левой и правой кнопок - клавише F1. Средняя кнопка "мыши" не используется.

При работе с системой меню в нижней части экрана всегда содержится строка подсказки, раскрывающая назначение текущего пункта меню. При смене пункта, текст строки подсказки меняется автоматически.

В некоторых ситуациях программа требует от пользователя подтверждения его действий, выдавая на экран соответствующий запрос. Для ответа "Да" используются клавиша Enter или левая кнопка "мыши" (выполнить операцию), а для ответа "Нет" - клавиша Esc или правая кнопка "мыши" (отменить операцию и продолжить работу).

При работе с программой требуется задать исходные данные, произвести расчет, просмотреть на экране полученные результаты в виде таблиц или графиков и на основе их анализа сделать соответствующие выводы применительно к конкретной решаемой задаче. Последний этап (анализ результатов и принятие решений) может быть осуществлен только пользователем, сама же программа является объективным инструментом, многократно облегчающим и ускоряющим решение задачи.