Предотвращение воздействия лесного пожара на объекты энергетики Вьетнама

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, проанализированы объект и предмет исследования, сформулированы цель и задачи исследования, изложены научная новизна работы и ее научная и практическая значимость, положения, выносимые на защиту, приведено краткое содержание работы.
В первой главе «Современное состояние проблемы обеспечения пожарной безопасности объектов энергетики Вьетнама от воздействия лесных пожаров» проведен анализ литературных источников, посвященных рассматриваемой проблеме.
Выполнен анализ классификации лесных пожаров, являющейся одной из основополагающих сторон при разработке противопожарных мероприятий по защите ОЭ Вьетнама, а также при выборе методики тушения лесного пожара вблизи вышеуказанных объектов.
По характеру возгорания, в зависимости от того, какие уровни леса, а также участки территории участвуют в распространении огня, лесные пожары делятся на низовые, верховые, полевые и подземные.
Показано, что наиболее интенсивное тепловое воздействие на ОЭ Вьетнама оказывают устойчивые (повальные) верховые лесные пожары. При этом наибольшей скоростью распространения обладают беглые (ураганные) верховые лесные пожары.
Лесные пожары имеют три основные характеристики, которые учитывают все влияния на развитие пожара: пирологическая, метеорологическая и поражающая.
Пирологическая характеристика лесных пожаров определяется двумя основными факторами: тип горючей нагрузки (растительности) и влажность горючего материала. Поэтому, для моделирования теплового воздействия лесных пожаров на ОЭ Вьетнама необходимо, в первую очередь, знать тип горючей нагрузки (растительности) и влажность горючего материала лесного массива, с которым граничит или находится внутри рассматриваемый ОЭ.
Проанализированы условия, способствующие возникновению и распространению лесных пожаров. Отмечено, что основной причиной загорания лесов в 90 – 97 % случаев оказывается человек.
Возникновению ситуаций, при которых пожары становятся неуправляемыми и катастрофическими (приводят к гибели людей, уничтожению техники и других материальных ценностей), способствуют чрезвычайная пожарная опасность по условиям погоды, наличие перед фронтом пожара легковоспламеняющегося горючего материала (сухая трава и т.п.), порывистый ветер с меняющимся направлением и силой и слияние мелких очагов горения в один и образование крупных пожаров.
Выделены особенности лесных пожаров во Вьетнаме. Лесам Вьетнама присущи эколого-географические особенности, обусловленные природно- климатическими, лесорастительными, социальными и экономическими факторами.
Показано, что, в настоящее время не существует универсальной надежной математической модели расчета термогазодинамик лесного пожара, позволяющей достоверно прогнозировать параметры лесного пожара, необходимые для его успешного тушения, прогнозирования его воздействия на объекты энергетики и разработки эффективных противопожарных профилактических мероприятий с учетом конкретных характеристик растительности и климата определенной местности.
Проведен анализ климатических условий в местах расположения ОЭ Вьетнама (в основном трансформаторных подстанций), находящихся в лесных массивах.
Проанализированы существующие нормативные противопожарные мероприятия по защите ОЭ Вьетнама от воздействия лесных пожаров. Показано, что для предотвращения теплового воздействия лесного пожара на ОЭ Вьетнама нет научно-обоснованных рекомендаций по эффективным противопожарным мероприятиям. Кроме того, в современных базах данных по параметрам пожарной нагрузки отсутствуют величины удельной массовой скорости выгорания и удельного коэффициента выделения СО (и других токсичных газов) при горении столов и кроны основных пород деревьев Вьетнама, что не позволяет задавать достоверные исходные данные для расчета теплового и токсического воздействия лесного пожара на ОЭ Вьетнама с использованием математических моделей термогазодинамики пожара.
В выводах к первой главе сформулирована цель диссертации и задачи исследований, необходимые для ее достижения.
Во второй главе «Математическая модель расчета параметров лесных пожаров» представлены математические модели и методика расчета теплового воздействия лесного пожара на объекты энергетики Вьетнама.
Рассмотрена полевая модель расчета тепломассообмена при пожаре, ее основные уравнения, дополнительные соотношения, а также принятые основные особенности и упрощения термогазодинамической картины лесного пожара.
Все основные дифференциальные уравнения приведены к виду, удобному для численного решения:
 divwdivgradS, (1) 
где Ф  зависимая переменная (энтальпии газовой смеси и материала стен и перекрытия, проекции скорости на координатные оси, концентрации компонентов газовой смеси, кинетическая энергия турбулентности и скорость её диссипации, массовая концентрация и оптическая плотность дыма); Г  коэффициент диффузии для Ф; S  источниковый член;   плотность, кг/м3; w – скорость, м/с;   время, с.
Все величины в уравнениях (1) являются осредненными по времени.
Для использования полевой модели расчета тепломассообмена при лесном пожаре необходимо в качестве граничного условия знать положение кромки пожара.
Разработана математическая модель расчета параметров движения кромки низового лесного пожара.
Схема распространения лесного низового пожара, используемая в модели, представлена на рисунке 1.
В первом приближении принимаем принцип суперпозиции воздействий возмущающих факторов, при котором суммарное воздействие факторов является суммой воздействия отдельных факторов без учета их взаимного влияния друг на друга. Данный подход не использует индекс пожароопасности (горимости), а учитывает конкретное состояние атмосферы и основных особенностей растительности и ландшафта местности.
В этом случае скорость кромки лесного пожара может быть рассчитана по следующей формуле:
Wкр Wкр,oK1K2K3K4K5K6K7K8, (2)
где Wкр  скорость распространения кромки лесного пожара, м/с; Wкр.о  скорость распространения кромки лесного пожара без учета возмущающих факторов, м/с; коэффициенты, учитывающие: K1  состояние атмосферы (температура и давление); K2  влажность воздуха и горючих лесных материалов; K3  влияние направления и скорости ветра; K4  влияние осадков; K5  параметры горючих лесных материалов; K6  крутизну склона поверхности земли; K7  тушение лесного пожара; K8  тип пожара.
7
48
Рисунок 1 – Схема распространения лесного пожара: 1 – начальный очаг возгорания;
2 – направления распространения пожара; 3 – область лесного низового пожара; 4 – кромка лесного низового пожара; 5 – участки местности с горючей нагрузкой; 6 – «негорючие» участки местности; 7 – направление ветра; 8 – угол между направлением ветра и локальным направлением распространения кромки пожара.
Величины коэффициентов, входящих в выражение (2), получены на основе аппроксимации экспериментальных и теоретических данных, приведенных в литературных источниках:
направление по ветру:
3
K  p 0,7T 273
1вв, (3)
760  293 
K2 minK2’K2”, (4)
K2′ 21063в 5104в2 4,79102в 1,7734, (5) приφд ≤30%:
K2” 21074д 51053д 0,00422д 0,1444д 2,0081, (6) приφд >30%:
K2” 0,254, (7) K3 1,1481wв2 0,6439wв 0,9527, (8)
направление поперек ветра:
K3 0,3607wв2 0,1473wв 1,0397, (9)
направлениепротив ветра:
K3 0,119wв2 0,4143wв 0,9454, (10)
K4 1G , (11) кр
K5 = Wкр.1/Wкр.о, (12) K6 61065 0,00054 0,01593 0,20812 0,97270,9921,(13)
вверх по склону: поперек склона:
вниз по склону:
K6 0,8564е0,0229 , (14) K6 1, (15)
K7 1Gт , (16) кр
где pв  атмосферное давление воздуха, мм. рт. ст.; Tв  температура воздуха, С; K2′  коэффициент, учитывающий влажность воздуха; K2”  коэффициент, учитывающий влажность пожарной нагрузки; в  влажность воздуха, %; д 
влажность древесины, %; wв  скорость ветра, м/с; Wкр.1  скорость распространения кромки устойчивого низового пожара по его фронту для конкретного типа растительности, м/с;   угол крутизны склона, град; G  интенсивность выпадения осадков, кг/(м2с); Gкр  критическая интенсивность выпадения осадков, кг/(м2с); Gт  интенсивность подачи воды на тушение, кг/(м2с); Gкр  критическая интенсивность воды, подаваемой на тушение, кг/(м2с).
Под критической интенсивностью Gкр понимаем величину, при которой прекращается горение на кромке лесного низового пожара из-за влияния осадков. В первом приближении величину Gкр принимаем равной критической интенсивности подачи воды, при которой происходит тушение кромки низового пожара.
Тип низового пожара выбираем по характеру возгорания и скорости распространения. Рассматриваются устойчивый низовой пожар, беглый низовой пожар и подстилочный пожар.
В случае устойчивого низового пожара, возникающего на сосняках лишайниковых и лишайниково-мшистых, принимаем в формуле (2): K8 = 1.
Для беглого низового или подстилочного пожара коэффициент влияния типа низового пожара равен:
K8 = Wкр/Wкр.о/K5, (17) 11

где Wкр  скорость распространения кромки беглого низового или подстилочного пожара по его фронту для конкретного типа растительности, м/с.
Величина коэффициента K8 для других типов (в том числе и верховых) пожаров в данной работе не рассматривается.
Особенности применения предложенной математической модели заключаются в следующем:
– источник возникновения пожара задается в виде точки, привязанной к определенной местности с помощью географических координат;
– распространение пожара принимается круговым, т.е. от источника возникновения пожара распространение горения по горючим материалам идет по всем направлениям со скоростью, рассчитываемой по формуле (2);
– при попадании кромки пожара в местность с другими горючими материалами скорость распространения пожара меняется;
– в случае обтекания кромкой пожара негорючих участков местности, например, водных пространств, исходные лучи распространения пожара, выходящие из исходной точки, обрываются; поэтому для задания условия непрерывного обтекания негорючего участка задаются новые источники возникновения пожара, распространение пожара от которых также принимается круговым.
Таким образом, принят источниково-лучевой принцип распространения пожара.
Основой для простой математической модели расчета теплового излучения от кромки лесного пожара является уравнение лучистого теплообмена:
T4 T4
qпрco и   о  , (18)
100  100   
где q – плотность теплового потока, падающего на облучаемую поверхность, Вт/м2, Tи – эффективная температура излучающей поверхности пламени, К, Tо – температура на облучаемой поверхности, К, εпр – приведенная степень черноты системы «излучаемая поверхность – облучаемая поверхность»; со = 5,67 Вт/(м2К4) – коэффициент излучения абсолютно черного тела; ψ – коэффициент облученности между излучающей и облучаемой поверхностями, в которой входит расстояние между излучающей и облучаемой поверхностями.
Разработана методика расчета теплового воздействия лесного пожара на ОЭ Вьетнама, позволяющая учесть климатические условия и пирологические характеристики лесных горючих материалов Вьетнама.
В третьей главе «Экспериментальное исследование характеристик процесса горения лесных материалов Вьетнама» для получения исходных данных для математического моделирования параметров и теплового воздействия верховых лесных пожаров на объекты энергетики Вьетнама выполнены экспериментальные исследования параметров процесса горения образцов кроны наиболее распространенных лиственных и хвойных пород деревьев Вьетнама.
Схема экспериментальной установки (Пузач С.В., Акперов Р.Г., Сулейкин Е.В., 2016) приведена на рисунке 2.
5
8 142
9
Рисунок 2 – Схема экспериментальной установки: 1 – камера сгорания; 2 – экспозиционная камера; 3 – переходной рукав; 4 – электронагревательный излучатель; 5 – держатель образца; 6 – шиберные отверстия; 7 – столик для весов; 8 – дверца экспозиционной камеры; 9 – дверца камеры сгорания; 10 – вентилятор; 11 – заслонка (перегородка) переходного рукава.
Для непрерывного контроля состава газовоздушной среды в экспозиционной камере используется многоканальный газоанализатор, измеряющий концентрацию оксида углерода с диапазоном измерений от 0 до 1 % об и допустимой погрешностью ±10 %, кислорода с диапазоном измерений от 0 до 21 % об и допустимой погрешностью ±10 % об.
Образцы древесной массы и кроны (лиственно-древесной массы) испытывались в режиме пламенного горения, который обеспечивался при температуре испытания 750 °С (плотность падающего теплового потока 60 кВт/м2).
В процессе испытаний фиксируются показания концентраций СО (% об), О2 (% об), температуры и изменение массы образца.
Удельная массовая скорость газификации стволов и кроны деревьев определяется по формуле:
уд  1 dM , (19) F d
где уд – удельная массовая скорость газификации, кг/(м2с); М – текущая масса образца, кг;  – время, с; F – площадь поверхности образца, м2.
Удельный коэффициент образования СО (LСО) находится в каждый момент времени по следующей формуле:
11
7
V dCO
CO удF d , (20)
где V – внутренний объем установки, м3; СО – среднеобъемная плотность СО внутри установки, кг/м3.
L
В таблице 1 приведены измерения удельной массовой скорости газификации образцов наиболее распространенных пород деревьев Вьетнама.
Таблица 1 – Образцы пород деревьев Вьетнама
No образца
Название (русское, английское, вьетнамское)
Класс дерева
Влажность, %
1
Акация, acacia auriculiformis, keo
Двудольные
<5 2 Мелия ацедарах, chinaberry, xoan Двудольные <5 3 Сосна, pinaceae, họ thông Хвойные <5 4 Эвкалипт, eucalyptus camaldulensis dehnhardt, bạch đàn Двудольные 5 Лонган, dimocarpus longan, nhãn Двудольные 7 Размеры образцов древесины равны 0,10,10,02 м, образцов кроны деревьев (листья и ветви – лиственно – древесная масса)  0,10,10,05 м. Вес листьев и ветвей в образце составляет 5,27 г и 12,3 г в соотношении 3:7, что соответствует характеристике тропических лесов во Вьетнаме. Влажность образцов измерялась влагомером ZNT 125 Electronic с диапазоном измерений 5 – 50 % и погрешностью измерений 2 %. Влажность образцов была менее 8 % (таблица 1), что соответствует влажности деревьев Вьетнама в наиболее пожароопасный засушливый период времени. На рисунке 3 представлены экспериментальные зависимости от времени удельной скорости газификации образцов, а на рисунке 4 приведены экспериментальные зависимости от времени удельных массовых коэффициентов образования СО. Рисунок 3 показывает, что: - локальные величины уд после 2 мин испытаний для древесины находятся в диапазоне от уд = 0,00630,014 кг/(м2с), где нижний предел соответствует горению хвойных пород деревьев, а верхний – лиственных (Кошмаров Ю.А., 2000); - зависимости удельной массовой скорости газификации древесины от времени имеют максимум в начале процесса газификации; время выхода на максимальные значения не превышает 0,5 – 2 мин в зависимости от породы дерева; после этого происходит относительная стабилизация процесса газификации древесины. Удельные массовые коэффициенты образования СО, согласно рисунку 4, примерно до 2 мин от начала горения пренебрежимо малы. После этого момента времени происходит резкий рост вышеуказанных коэффициентов до их максимальных значений в течение 1 – 2 мин в зависимости от породы дерева. Это объясняется тем, что с течением времени происходит уменьшение кислорода в камере сгорания и не весь монооксид углерода окисляется до двуокиси углерода. а Рисунок 3 – Зависимости удельной массовой скорости газификации от времени с начала горения образцов древесной (а) и лиственно-древесной массы (б):  – образец No1;  – No2;  –No3;  –No4;  – No5; 1 – уд = 0,0063 кг/(м2с) (хвойные породы); 2 – уд = 0,014 кг/(м2с) (лиственные). б а б Рисунок 4 – Зависимости удельных массовых коэффициентов образования СО от времени с начала горения образцов древесной (а) и лиственно-древесной массы (б):  – образец No1;  – No2;  – No3;  – No4;  – No5. Средние за время проведения экспериментов значения уд и LCO представлены в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что: - экспериментальные средние величины уд для всех рассматриваемых пород деревьев находятся в диапазоне от уд = 0,0063 кг/(м2с) (хвойные породы) (Кошмаров Ю.А., 2000) до уд = 0,014 кг/(м2с) (лиственные) (Кошмаров Ю.А., 2000); - экспериментальные средние опытные значения LCO существенно меньше (более, чем в 2 раза) величины, приведенной в базе данных горючей нагрузки (Кошмаров Ю.А., 2000). Полученные средние экспериментальные значения удельных величин массовой скорости газификации и массового коэффициента образования СО для образцов древесной массы наиболее распространенных лиственных и хвойных пород деревьев Вьетнама могут быть использованы при расчете характеристик лесных пожаров. Таблица 2 – Средние за время проведения экспериментов значения уд, кг/(м2с) уд и LCO LCO 0,0052 0,0107 0,0073 0,012 0,008 лиственно- древесный образец древесный образец по [14] лиственно- древесный образец древесный образец по [14] No образца 1 0,0032 2 0,0027 3 0,0036 4 0,0029 5 0,0016 0,0093 0,0102 0,0113 0,0127 0,0091 0,014 0,0063 0,014 0,0565 0,0587 0,0180 0,0472 0,0524 0,024 В выводах к третьей главе отмечена научная и практическая новизна, а 16 также значимость полученных результатов. В четвертой главе «Моделирование теплового воздействия лесного пожара на объекты энергетики Вьетнама» приведены результаты практического применения разработанной математической модели расчета термогазодинамики лесного пожара на конкретные ОЭ Вьетнама. Пожарная нагрузка поверхностного слоя лесных массивов во Вьетнаме может достигать 5 кг/м2 и более, что в несколько раз больше, чем в лесах России. Поэтому одним из наиболее опасных типов лесных пожаров для ОЭ являются пятнистые возгорания, которыми называются высокоинтенсивные лесные пожары с возникающими над ними мощными конвекционными потоками нагретого воздуха и продуктов сгорания. Проведено сопоставление результатов численного расчета с экспериментальными данными по пятнистому возгоранию: горение древесной стружки на площади 7070 м (Гусев В.Г., Коленов Е.В., 1986). Конечно-разностная сетка для решения системы уравнений (1) с использованием компьютерной программы (Пузач С.В., 2006) имела размеры по количеству ячеек 10110151 вдоль соответствующих координатных осей. Шаг по пространственным координатам был переменным с минимальной величиной в области горючего материала, равной 0,5 м. Анализ результатов показал, что отличие в превышении температуры газовой смеси над температурой окружающей среды, полученное с использованием системы уравнений (1) и из эксперимента, меньше 26 % на высоте от уровня земли z = 20 м и менее 5,6 % при z <10 м (таблица 3). На рисунке 5 представлены распределения температуры по высоте конвективной колонки в геометрическом центре прямоугольника горючего материала при различных удельных массовых скоростях выгорания горючего материала. Поля плотностей лучистых тепловых потоков в продольном разрезе конвективной колонки, образующейся над горючим материалом, при повышенной массовой скорости выгорания приведены на рисунке 6. Таблица 3 – Величины температур и скоростей на различных высотах внутри конвективной колонки Высота от поверхност и земли, м Превышение температуры газовой смеси над температурой окружающей среды, С Вертикальная составляющая скорости газового потока, м/с Эксперимент * Расче т* Расчет по уравнения м (1) при =0,01 кг/(см2) Расчет по уравнения м (1) при =0,05 кг/(см2) Эксперимент * Расчет * Расчет по уравнения м (1) при =0,01 кг/(см2) Расчет по уравнения м (1) при =0,05 кг/(см2) 1,5 251 282 271 458  4,3 5,0 84 91 89 156 1,9 3,9 10,0 45 40 47 83 2,6 3,5 20,0 17 24 23 53 2,9 4,1 Примечание: *  Гусев В.Г., Коленов Е.В., 1986 17 4,1 4,0 3,2 4,6 3,4 4,6 3,8 5,8 Т, С z, м Рисунок 5 – Распределения температур по высоте конвективной колонки в геометрическом центре прямоугольника горючего материала при различных удельных массовых скоростях выгорания горючего материала: 1 – =0,01 кг/(см2); 2 – =0,05; 3 – =0,1. На рисунке 7 представлены зависимости плотностей лучистых потоков от расстояния (x, м) от центра стороны прямоугольника горючего материала при повышенной массовой скорости выгорания на высоте 2 м от уровня земли. Анализ рисунков 6 и 7 показывает, что критическая величина плотности лучистого теплового потока для человека qкр1 = 1400 Вт/м2 достигается на расстояниях от центра стороны прямоугольника горючего материала, равных xкр = 49 м при  = 0,05 кг/(см2) и xкр = 105 м в случае  = 0,1 кг/(см2). 180 z, м 160 140 120 100 80 60 40 20 1000 23000 а горючийматериал 1000 2000 5000 32000 1000 46000 x, м 600 650 700 750 800 850 180 z, м 160 140 120 100 60 1000 40 x, м 550 600 650 700 750 800 850 900 Рисунок 6 – Поля плотностей лучистых тепловых потоков в продольном разрезе конвективной колонки, образующейся над горючим материалом, при повышенной массовой скорости выгорания: а –  = 0,05 кг/(см2); б –  = 0,1 кг/(см2). 2000 0 1000 2000 5000 2000 1000 2000 5000 21000 2000 1000 2000 5000 б горючий материал 5000 q, Вт/м2 1234 56 Рисунок 7 – Зависимости плотностей лучистых потоков от расстояния от центра стороны прямоугольника горючего материала на высоте 2 м от уровня земли: полевая модель (уравнения (1)): 1 –  = 0,05 кг/(см2); 2 –  = 0,1; выражение (18): 3 –  = 0,05; 4 –  = 0,1; 5 – qкр1; 6 – qкр2. Воспламенение древесины при qкр2 = 12900 Вт/м2 происходит на расстояниях от центра стороны прямоугольника горючего материала, равных xкр = 14 м при  = 0,1 кг/(см2) и xкр = 9 м в случае  = 0,05 кг/(см2). Результаты численных экспериментов показали, что пожарная опасность пятнистого возгорания в добавление к переносу горящих и тлеющих частиц лесных горючих материалов для объектов энергетики Вьетнама заключается в повышенных лучистых тепловых потоках, возникающих при повышенной удельной (по площади пожара) массовой скорости выгорания, характерной для условий Вьетнама. При рассмотренном модельном пятнистом возгорании безопасная зона от кромки пожара до места нахождения персонала объекта превысила 100 м, что существенно больше нормативного значения 20 м. Проведены численные эксперименты по воздействию лесного верхового пожара на типовые ОЭ Вьетнама, расположенные рядом или внутри лесных массивов: трансформаторные подстанции с масляными трансформаторами Вунг- Анг района Ха-Тинь, Тхань-Ми района Коанг-Нам и Хоа-Бинь района Хоа-Бинь. На рисунке 8 представлены зависимости от времени плотности теплового потока, падающего на поверхность масляного трансформатора, находящегося на территории объекта, от фронта верхового пожара (кромка лесного массива напротив рассматриваемого объекта) при скорости его распространения 3 м/мин. На рисунке 9 показаны зависимости от времени температуры стенки емкости с трансформаторным маслом, нагреваемой лучистым потоком от фронта верхового пожара (кромка лесного массива напротив рассматриваемого объекта) при скорости его распространения 100 м/мин. x, м q, кВт/м2 , мин Рисунок 8 – Зависимость плотности теплового потока, падающего на поверхность емкости с трансформаторным маслом объекта, от времени с начала верхового пожара при скорости его распространения 3 м/мин: 1  трансформаторная подстанция Вунг-Анг района Ха- Тинь; 2  трансформаторная подстанция Тхань-Ми района Коанг-Нам; 3  трансформаторная T, C подстанция Хоа-Бинь района Хоа-Бинь. 12345 Рисунок 9 – Зависимости средней температуры стенки емкости с трансформаторным маслом в наиболее нагретом сечении от времени с начала верхового пожара при скорости его распространения 100 м/мин: 1  трансформаторная подстанция Вунг-Анг района Ха-Тинь; 2  трансформаторная подстанция Тхань-Ми района Коанг-Нам; 3  трансформаторная подстанция Хоа-Бинь района Хоа-Бинь; 4 – температура самовоспламенения трансформаторного масла Tсв = 380С; 5 – температура потери несущей способности стальной стенки Tсв = 500С. , мин В таблице 4 приведены результаты численных экспериментов. Таблица 4 – Результаты численных экспериментов No п/п Объекты Скорость распрост ранения верхового пожара, м/мин. Критическ ая ширина фронта пламени верхового пожара Bкр, м. Время достижения температура самовоспла менения трансформа торного масла, кр, мин. Время прибыт ия первого пожарно го расчета, мин. Время от начала возгорания трансформ аторного масла до прибытия первого пожарного расчета кр, мин. 1 2 3 подстанция Вунг-Анг района Ха-Тинь подстанция Тхань-Ми района Коанг-Нам подстанция Хоа- Бинь района Хоа-Бинь 3 47,6 7,9 100  4,6 3 60,3 10,1 100  6,8 3 72,0 12,0 100  7,5 23,0 15,1 18,4 104,5 94,4 97,7 7,0 -5,0 -0,5 Из таблицы 4 видно, что время от начала возгорания трансформаторного масла до прибытия первого пожарного расчета кр составляет: - трансформаторная подстанция с масляными трансформаторами Вунг-Анг района Ха-Тинь: кр = 15,1 мин; - трансформаторная подстанция с масляными трансформаторами Тхань-Ми района Коанг-Нам: кр = 94,4 мин. На трансформаторной подстанция с масляными трансформаторами Хоа- Бинь района Хоа-Бинь кр = -5,0 мин, т.е. пожарный расчет успевает прибыть до момента воспламенения трансформаторного масла. Полученные данные по времени прибытия пожарного расчета на объект являются существенно заниженными, так как не учитывается время оповещения о пожаре, время до начала выезда из пожарной части. Кроме того, не учитывается время от прибытия пожарного расчета до подачи первого ствола на тушение. На основе проведенных расчетов разработаны дополнительные противопожарные мероприятия по защите действующих трансформаторных подстанций с масляными трансформаторами от теплового воздействия верховых и низовых лесных пожаров: - минерализованная полоса (в качестве основного мероприятия): трансформаторная подстанция с масляными трансформаторами Вунг-Анг района Ха-Тинь: полоса шириной Bп = 30 м с 2-х сторон ограничительной стены, граничащей с лесом; трансформаторная подстанция с масляными трансформаторами Тхань-Ми района Коанг-Нам: полоса шириной Bп = 30 м по всему периметру ограничительной стены; трансформаторная подстанция с масляными трансформаторами Хоа-Бинь района Хоа-Бинь: полоса шириной Bп = 100 м с 3-х сторон ограничительной стены, граничащей с лесом; - обустройство пожарных водоемов на всех трансформаторных подстанциях; - создание отдельного поста пожарной охраны на трансформаторной подстанции с масляными трансформаторами Хоа-Бинь района Хоа-Бинь. Каждое противопожарное мероприятие требует отдельного обоснования с использованием математических моделей, разработанных в главе 3 данной диссертации. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Проведенный анализ литературных источников по математическому моделированию параметров лесных пожаров с учетом особенностей климатических условий Вьетнама показал, что: - современные математические модели расчета термогазодинамики лесного пожара, а также скорости движения его кромки не учитывают в полной мере реальные пирологические и метеорологические характеристики лесных пожаров; - в современных базах данных по параметрам пожарной нагрузки отсутствуют величины удельной массовой скорости выгорания и удельного коэффициента выделения СО (и других токсичных газов) при горении столов и кроны основных пород деревьев Вьетнама, что не позволяет задавать достоверные исходные данные для расчета теплового воздействия лесного пожара на объекты энергетики Вьетнама с использованием математических моделей термогазодинамики пожара. 2. Разработана математическая модель и методика расчета скорости распространения и теплофизических параметров кромки низового лесного пожара, которая позволяет учесть совместное влияние основных пирологических и метеорологических характеристик лесного пожара (давление, температура и влажность атмосферы, скорость и направление ветра, неоднородность растительности (а также негорючие участки поверхности) и ландшафт местности, влажность лесных горючих материалов, интенсивность и продолжительность осадков). 3. Предложенная математическая модель и методика расчета теплового воздействия лесного пожара на объекты энергетики Вьетнама позволяет учесть природно-климатические условия и пирологические характеристики лесных горючих материалов Вьетнама. 4. Проведенные экспериментальные исследования процесса горения образцов древесной и лиственно-древесной массы наиболее распространенных лиственных и хвойных пород деревьев Вьетнама позволяют обосновать выбор значений удельной массовой скорости газификации и удельного коэффициента образования СО, необходимых для математического моделирования параметров и теплового воздействия верховых лесных пожаров на объекты энергетики Вьетнама. 5. Выполненные численные эксперименты по определению теплового воздействия верхового лесного пожара на характерные объекты энергетики Вьетнама (трансформаторные подстанции с масляными трансформаторами) показали, что существующая противопожарная защита вышеуказанных объектов недостаточна для предотвращения выхода их из строя. 6. Разработаны научно-обоснованные рекомендации по предотвращению воздействия лесного пожара на объекты энергетики Вьетнама с учетом природно- климатических условий и пирологических характеристик лесных горючих материалов Вьетнама, а также объемно-планировочных и конструктивных решений объектов.