Математическая модель определения углового коэффициента облученности для расчета плотности теплового потока, приходящего от излучателя плоской формы

Сергей Михайлович Пастухов; Александр Сергеевич Платонов; Алексей Васильевич Тетерюков; Антон Сергеевич Дробыш

doi:10.33408/2519-237X.2025.9-1.5

Математическая модель определения углового коэффициента облученности для расчета плотности теплового потока, приходящего от излучателя плоской формы

Авторы

Сергей Михайлович Пастухов Общество с ограниченной ответственностью «ССПЭБ» (Союз специалистов промышленной и экологической безопасности); 123242, Россия, Москва, Новинский бульвар, 31 https://orcid.org/0000-0003-1437-1913
Александр Сергеевич Платонов Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0001-5463-6029
Алексей Васильевич Тетерюков Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0001-7405-5774
Антон Сергеевич Дробыш Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0002-9528-3108

DOI:

https://doi.org/10.33408/2519-237X.2025.9-1.5

Ключевые слова:

противопожарный разрыв, геометрические параметры пламени, угловой коэффициент облученности, горючие кровельные материалы, тепловое излучение

Аннотация

Цель. Разработать универсальную математическую модель оценки углового коэффициента облученности, учитывающую пространственное расположение излучающей и принимающей поверхностей, когда первая из них представлена произвольным многоугольником.

Методы. Разработка модели основывалась на существующих теоретических подходах в области радиационного теплообмена, геометрии возможного взаимного расположения поверхностей и результатах натурных экспериментов. Также использовались численные методы для проверки адекватности аналитических выражений.

Результаты. Получены универсальные аналитические выражения для определения углового коэффициента облученности для излучающей поверхности произвольной многоугольной формы, расположенной под произвольным углом к принимающей поверхности. Разработанные выражения учитывают индивидуальные геометрические особенности объектов и взаимное расположение излучающей и принимающей поверхностей, обеспечивая повышение точности расчетов теплового воздействия на соседние здания и сооружения.

Область применения исследований. Определение величины противопожарных разрывов между зданиями с двускатными кровлями, выполненными из горючих материалов, с учетом их пространственного расположения и геометрических особенностей конструкций. Модель может использоваться при проектировании и оценке пожарной безопасности зданий и сооружений в условиях плотной городской и сельской застройки.

Биографии авторов

Сергей Михайлович Пастухов, Общество с ограниченной ответственностью «ССПЭБ» (Союз специалистов промышленной и экологической безопасности); 123242, Россия, Москва, Новинский бульвар, 31

главный специалист по пожарной безопасности, гражданской обороне и чрезвычайным ситуациям; кандидат технических наук, доцент

Александр Сергеевич Платонов, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

отдел научной и инновационной деятельности, ведущий научный сотрудник; кандидат физико-математических наук, доцент

Алексей Васильевич Тетерюков, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

кафедра пожарной безопасности, доцент

Антон Сергеевич Дробыш, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

отдел научной и инновационной деятельности, начальник отдела

Библиографические ссылки

Roytman M.Y. Protivopozharnoe normirovanie v stroitel'stve [Fire safety regulation in construction]. Moscow: Stroyizdat, 1985. 590 p. (rus)

Grushevskiy B.V., Yakovlev A.I., Krivosheev I.N., Shurin E.T., Klimushin N.G. Pozharnaya profilaktika v stroitel'stve [Fire prevention in construction]: textbook. Ed. by V.F. Kudalenkin. Moscow, 1985. 454 p. (rus)

Pastukhov S.M., Platonov A.S., Teteryukov A.V., Drobysh A.S. Matematicheskaya model' opredeleniya uglovogo koeffitsiyenta obluchennosti pri raschete protivopozharnykh razryvov mezhdu zdaniyami s dvuskatnymi krovlyami, vypolnennymi iz goryuchikh materialov [Mathematical model for determining the configuration factor when calculating fire risks between buildings with double roofs made of combustible materials]. Journal of Civil Protection, 2021. Vol. 1, No. 1. Pp. 93–103. (rus). DOI: https://doi.org/10.33408/2519-237X.2021.5-1.93. EDN: https://elibrary.ru/DBRUSN.

Pastukhov S.M., Zhamoydik S.M., Teteryukov A.V. Analiz podkhodov po otsenke minimal'no dopustimykh rasstoyaniy mezhdu zdaniyami pri vozdeystvii pozhara [Analysis approaches for the assessment minimum distance between the buildings at the case of fire exposure]. Vestnik Komandno-inzhenernogo instituta MChS Respubliki Belarus', 2014. No. 2 (20). Pp. 23–31. (rus). EDN: https://elibrary.ru/SWENLV.

Drysdale D. An Introduction to Fire Dynamics. Chichester: University of Edinburgh, 1999. 470 p.

Karlsson B., Quintiere J. G. Enclosure Fire Dynamics. Boca Raton: CRC Press, 2000. 316 p.

Carlsson, E. External fire spread to adjoining buildings – A review of fire safety design guidance and related research. Lund: Department of Fire Safety Engineering Lund University, 1999. 125 p.

Rossi J.L., Simeoni A., Moretti B., Leroy-Cancellieri V. An analytical model based on radiative heating for the determination of safety distances for wildland fires. Fire Safety Journal, 2011. Vol. 46. Pp. 520–527. DOI: https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2011.07.007.

Sobol' V.R., Goman P.N., Yanut' V.I. K voprosu o prostranstvennom raspredelenii intensivnosti luchistogo potoka energii ot istochnika bol'shoy ploshchadi [Space distribution of intensity of radiant flux from the large surface source]. Emergency Situations: Education and Science, 2011. Vol. 6, No 2. Pp. 116-124.

Makarov A.N. Theory of radiative heat exchange in furnaces, fire boxes, combustion chambers is replenished by four new laws. Science Discovery, 2014. Vol. 2, No. 2. Pp. 34–42. DOI: https://doi.org/10.11648/j.sd.20140202.12.

Shokri M., Beyler C.L., Radiation from Large Pool Fires. Journal of Fire Protection Engineering, 1989. Vol. 1 (4). Pp. 141–149. DOI: https://doi.org/10.1177/104239158900100404.

Mudan K.S., Thermal radiation hazards from hydrocarbon pool fires. Progress in Energy and Combustion Science, 1984. Vol. 10(1). Pp. 59–80. DOI: https://doi.org/10.1016/0360-1285(84)90119-9.

Modak A.T., Thermal radiation from pool fires. Combustion and Flame, 1977. Vol. 29. Pp. 177–192. DOI: https://doi.org/10.1016/0010-2180(77)90106-7.

Pastukhov S.M., Teteryukov A.V. Metodika provedeniya eksperimental'nykh issledovaniy po opredeleniyu geometricheskikh parametrov plameni pri gorenii krovel'nykh materialov [The method of experimental researches to determine the geometric parameters of the flame during combustion of roofing materials]. Journal of Civil Protection, 2018. Vol. 2, No. 2. Pp. 176–185. (rus). DOI: https://doi.org/10.33408/2519-237X.2018.2-2.176. EDN: https://elibrary.ru/XPAXID.

Modest M.F. Radiative Heat Transfer. Oxford: Elsevier, 2013. 897 p.

Sperrou E.M., Sess R.D. Teploobmen izlucheniyem [Radiative Heat Transfer]. Ed. by A.G. Blokh. Moscow: Energiya, 1971. 283 p. (rus)

Sigmund C. Eurocodes spreadsheets Structural Design. First edition. Rotterdam, Netherlands: SIGMUND, 2014. 460 p.

Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси, Том 9 № 1

Загрузки

Просмотров аннотации: 96
Загрузок PDF: 16

Опубликован

2025-02-25

Как цитировать

Пастухов, С. М., Платонов, А. С., Тетерюков, А. В. и Дробыш, А. С. (2025) «Математическая модель определения углового коэффициента облученности для расчета плотности теплового потока, приходящего от излучателя плоской формы», Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси, 9(1), сс. 5–22. doi: 10.33408/2519-237X.2025.9-1.5.