Монография. — Томск: Изд-во Томского университета, 1981. — 278 с.
В монографии на базе обзора известных и оригинальных
экспериментальных данных, понятий механики реагирующих сред и
биологии получена общая математическая модель лесных пожаров, в
рамках которой лес и продукты горения представляются
пористо-дисперсной реакционноспособной системой.
На основе общей математической модели лесных пожаров даны оригинальные постановки задач об определении полей температур, скоростей и концентраций компонентов реагирующей среды в зоне верховых, низовых и подземных пожаров (пожаров на торфяниках). Даются понятие о контуре верхового лесного пожара и способ его определения. Приведены необходимые для математического моделирования пожаров теплофизические и термокинетические постоянные.
В качестве примеров применения общей модели решены задачи об определении полей температур, скоростей и концентраций компонентов в приземном слое атмосферы над фронтом пожара и о расчёте ширины противопожарного разрыва. На основании анализа полученных результатов утверждается, что модель адекватна исследуемому явлению.
В данной книге предлагаются основные уравнения для описания низовых, верховых и подземных лесных пожаров, возникающих при горении торфяников. Получены основные критерии подобия, на основании анализа которых делаются важные выводы о характере такого природного явления, как лесной пожар, и даётся критериальное обоснование принятой в настоящее время в СССР классификации лесных пожаров. Приводятся значения теплофизических и термокинетических параметров лесных горючих материалов, граничные и начальные условия. Аналитически и численно исследован вопрос об отрыве приземного пограничного слоя в стратифицированной среде, а также дана постановка задачи о распространении нестационарной плоской струи нагретого газа в приземном слое атмосферы при лесных пожарах. Численно исследована задача о распространении горящих частиц в приземном слое атмосферы при верховых пожарах. Установлена аналогия между тепловой завесой и некоторыми лесными пожарами, что позволило аналитически и численно решить задачу о ширине противопожарного заслона (противопожарной полосы). Получены предварительные результаты о горении торфяников. Введение.
Результаты экспериментальных исследований лесных пожаров
Структура леса и типы лесных пожаров.
Краткий обзор экспериментальных данных по лесным пожарам.
О постановке натурного эксперимента в районе села Березоречка Калтайского лесхоза Томской области.
Феноменология лесного пожара.
Результаты экспериментальных исследований характеристик опытного лесного пожара.
Физические модели лесных пожаров.
Общая математическая модель лесных пожаров
Краткий обзор математических моделей лесных пожаров.
Уравнения тепло- и массопереноса в пологе леса для непродуваемых лесных массивов.
Уравнения тепло- и массопереноса в пологе леса для продуваемых и ажурных лесных массивов.
Уравнения тепло- и массопереноса для описания пожаров на торфяниках.
Уравнения тепло- и массопереноса в пограничном слое атмосферы.
Структура невозмущённой атмосферы, распределение давления и профиль скорости ветра для однородной горизонтальной подстилающей поверхности.
Начальные и граничные условия.
Основные критерии подобия и классификация лесных пожаров.
Теплофизические свойства лесных горючих материалов и скорости химических реакций
Состав лесных горючих материалов, продуктов пиролиза и их теплотворная способность.
Истинные плотности компонентов и параметры структуры пористой среды.
Теплофизические свойства лесных горючих материалов и продуктов пиролиза.
Массовая скорость высушивания лесных горючих материалов.
Пиролиз лесных горючих материалов и скорости некоторых химических реакций.
Массовые скорости образования (исчезновения) компонентов.
Коэффициенты тепло- и массопереноса в стратифицированном турбулентном потоке с учётом растительного покрова.
Математические модели процессов переноса для двумерных и осесимметричных лесных пожаров
Постановка задачи тепло- и массопереноса для двумерных и осесимметричных лесных пожаров.
Постановка задач о распространении двумерных верховых и пятнистых лесных пожаров.
Постановка задачи о формировании осесимметричной конвективной колонки для пятнистых лесных пожаров.
Математическая модель стационарных двумерных квазиравновесных течений и качественный анализ возможности отрыва приземного пограничного слоя.
Упрощённые математические модели лесных пожаров и решение некоторых задач математической теории лесных пожаров
Закономерности тепло- и массообмена в приземном пограничном слое при низовых пожарах.
Закономерности тепло- и массопереноса в приземном слое атмосферы при верховых пожарах.
Закономерности распространения горящих частиц в приземном слое атмосферы при верховых пожарах.
Приближённые способы расчёта характеристик конвективных колонок.
Аналитическое решение задачи о воспламенении лесного массива при верховом лесном пожаре.
Численное решение задачи об определении ширины противопожарного разрыва.
Математические модели лесных пожаров и расчёт контура пожара.
Заключение
Литература
На основе общей математической модели лесных пожаров даны оригинальные постановки задач об определении полей температур, скоростей и концентраций компонентов реагирующей среды в зоне верховых, низовых и подземных пожаров (пожаров на торфяниках). Даются понятие о контуре верхового лесного пожара и способ его определения. Приведены необходимые для математического моделирования пожаров теплофизические и термокинетические постоянные.
В качестве примеров применения общей модели решены задачи об определении полей температур, скоростей и концентраций компонентов в приземном слое атмосферы над фронтом пожара и о расчёте ширины противопожарного разрыва. На основании анализа полученных результатов утверждается, что модель адекватна исследуемому явлению.
В данной книге предлагаются основные уравнения для описания низовых, верховых и подземных лесных пожаров, возникающих при горении торфяников. Получены основные критерии подобия, на основании анализа которых делаются важные выводы о характере такого природного явления, как лесной пожар, и даётся критериальное обоснование принятой в настоящее время в СССР классификации лесных пожаров. Приводятся значения теплофизических и термокинетических параметров лесных горючих материалов, граничные и начальные условия. Аналитически и численно исследован вопрос об отрыве приземного пограничного слоя в стратифицированной среде, а также дана постановка задачи о распространении нестационарной плоской струи нагретого газа в приземном слое атмосферы при лесных пожарах. Численно исследована задача о распространении горящих частиц в приземном слое атмосферы при верховых пожарах. Установлена аналогия между тепловой завесой и некоторыми лесными пожарами, что позволило аналитически и численно решить задачу о ширине противопожарного заслона (противопожарной полосы). Получены предварительные результаты о горении торфяников. Введение.
Результаты экспериментальных исследований лесных пожаров
Структура леса и типы лесных пожаров.
Краткий обзор экспериментальных данных по лесным пожарам.
О постановке натурного эксперимента в районе села Березоречка Калтайского лесхоза Томской области.
Феноменология лесного пожара.
Результаты экспериментальных исследований характеристик опытного лесного пожара.
Физические модели лесных пожаров.
Общая математическая модель лесных пожаров
Краткий обзор математических моделей лесных пожаров.
Уравнения тепло- и массопереноса в пологе леса для непродуваемых лесных массивов.
Уравнения тепло- и массопереноса в пологе леса для продуваемых и ажурных лесных массивов.
Уравнения тепло- и массопереноса для описания пожаров на торфяниках.
Уравнения тепло- и массопереноса в пограничном слое атмосферы.
Структура невозмущённой атмосферы, распределение давления и профиль скорости ветра для однородной горизонтальной подстилающей поверхности.
Начальные и граничные условия.
Основные критерии подобия и классификация лесных пожаров.
Теплофизические свойства лесных горючих материалов и скорости химических реакций
Состав лесных горючих материалов, продуктов пиролиза и их теплотворная способность.
Истинные плотности компонентов и параметры структуры пористой среды.
Теплофизические свойства лесных горючих материалов и продуктов пиролиза.
Массовая скорость высушивания лесных горючих материалов.
Пиролиз лесных горючих материалов и скорости некоторых химических реакций.
Массовые скорости образования (исчезновения) компонентов.
Коэффициенты тепло- и массопереноса в стратифицированном турбулентном потоке с учётом растительного покрова.
Математические модели процессов переноса для двумерных и осесимметричных лесных пожаров
Постановка задачи тепло- и массопереноса для двумерных и осесимметричных лесных пожаров.
Постановка задач о распространении двумерных верховых и пятнистых лесных пожаров.
Постановка задачи о формировании осесимметричной конвективной колонки для пятнистых лесных пожаров.
Математическая модель стационарных двумерных квазиравновесных течений и качественный анализ возможности отрыва приземного пограничного слоя.
Упрощённые математические модели лесных пожаров и решение некоторых задач математической теории лесных пожаров
Закономерности тепло- и массообмена в приземном пограничном слое при низовых пожарах.
Закономерности тепло- и массопереноса в приземном слое атмосферы при верховых пожарах.
Закономерности распространения горящих частиц в приземном слое атмосферы при верховых пожарах.
Приближённые способы расчёта характеристик конвективных колонок.
Аналитическое решение задачи о воспламенении лесного массива при верховом лесном пожаре.
Численное решение задачи об определении ширины противопожарного разрыва.
Математические модели лесных пожаров и расчёт контура пожара.
Заключение
Литература