Maria Nikolaevna Ilicheva (Nizhny Novgorod State Technical University) :


Articles:

517.927.4:614.841.1 Математическое моделирование тушения лесного пожара путем доставки воды в его очаг с помощью капсул с термически активной оболочкой

Loshchilov A. A. (Nizhny Novgorod State Technical University), Ilicheva M. N. (Nizhny Novgorod State Technical University), Kataeva L. Y. (Nizhny Novgorod State Technical University/Samara State Transport University)


doi: 10.18698/2309-3684-2020-2-5980


В работе проведен численный анализ процессов тушения крупных лесных пожаров с применением капсул воды в термически активной оболочке. Предложена интегральная характеристика для капсул, позволяющая учесть процесс разрушения оболочки при перемещении ее в горячей среде. Предложен простой алгоритм, позволяющий учесть последовательное движение капсул друг за другом с учетом процессов распыления жидкости и процессов тепло- и массообмена. Распыление жидкости происходит в виде высвобождения дисперсных частиц жидкости и подчинено нормальному закону. В работе исследуется динамика процессов тушения лесного пожара при разных сценариях сброса капсул и интегрального параметра термо- устойчивости оболочки. Показано, что полученные результаты хорошо согласуются по количеству тушащего состава, необходимого для тушения с результатами Гундар и Абдурагимова. Выполнен анализ таких ключевых параметров как термоустойчивость и количество последовательно сбрасываемых капсул. Анализ результатов численного моделирования показал, что значение интегрального параметра термоустойчивости является ключевым при тушении лесных пожаров, так как именно он определяет зону распыления дисперсных частиц тушащего состава. Если значение термоустойчивости слишком высокое, то капсулы пролетают зону уязвимости пожара и распыление тушащего состава происходит близко к поверхности земли. В случае слишком маленького значения параметра термо- устойчивости - капсулы начинают распылять воду, не достигая зоны уязвимости пожара, и уносятся конвективными потоками, сформированными пожаром. Сброс капсул последовательно - позволяет более равномерно распределить тушащий состав по вертикали, покрывая зону уязвимости пожара. На основе полученных результатов можно с уверенностью сказать, что более эффективное тушение лесных пожаров можно осуществлять, используя «умную» термически активную оболочку, позволяющую доставить тушащий состав в зону уязвимости пожара.


Катаева Л.Ю., Ильичева М.Н., Лощилов А.А. Математическое моделирование тушения лесного пожара путем доставки воды в его очаг с помощью капсул с термически активной оболочкой. Математическое моделирование и численные методы. 2020. № 2. с. 59–80.