Задача 4.
Расчет возможного температурного режима при пожаре в помещении выполняется с целью установления:
а) действительного предела огнестойкости строительных конструкций; б) времени эвакуации людей из помещения; в) времени срабатывания датчиков пожарной автоматики и в других случаях.
Среднеобъемная температура среды в помещении при пожаре для любого заданного момента времени τ от начала его развития:
,
где Ta – температура продуктов горения, К
.
Здесь η – коэффициент полноты горения (η = 1); – теплота сгорания жидкости, Дж/кг (приложение 2); Vг – приведенный действительный объем продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг жидкости и коэффициенте избытка воздуха αm, м³/кг
),
V°г – объем продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг горючей жидкости и теоретически необходимом количестве воздуха, м³/кг (приложение 2); V0 – количество воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг горючей жидкости, м³/кг (приложение 2); αm - коэффициент избытка воздуха, вычисляется по формуле
αm = Vд/Vо,
В – масса жидкости, сгорающей при пожаре за секунду (расход горючей жидкости) кг/с
,
где Мо – массовая скорость выгорания жидкости, кг/(м²∙с) (приложение 2); τ – время, отсчитываемое от начала пожара, мин; Ср – удельная объемная изобарная теплоемкость продуктов горения при постоянном давлении, Дж/(м³∙К)
,
где σ0 = 5,7∙10-8 - константа излучения абсолютного черного тела, Вт/(м²∙К); Епр - приведенная степень черноты системы «среда – поверхность ограждения».
,
где F – площадь поверхностей теплообмена, м².
F = 2(α + b)H + 2ab.
Локальное значение температуры среды в помещении при пожаре для любого момента времени τ
.
Над факелом под перекрытием (χ = 0, Y= Н)
.
На высоте от пола (Y = 1,5) и на любом расстоянии от границы горения
.
Для расчета среднеобъемной температуры в помещении при пожаре необходимо знать значения приведенной степени черноты Епр и удельной теплоемкости Ср. Значения этих физических величин, как видно, являются функцией искомой температуры. Такие задачи решаются методом последовательных приближений.
Задаваясь значением искомой величины Тm,τ, определяют Епр и Ср, а затем рассчитывают среднеобъемную температуру. При неудовлетворительном совпадении результата расчета температуры с принятым ее значением операцию повторяют. Результат расчета температуры в первом приближении берут за исходную величину.
Величиной Тm,τ для нахождения значений Епр и Ср приходится задаваться, исходя из опыта и практики расчета. Полезно воспользоваться графиком рис.19.2[4] и определить ориентировочно значение tm,τ.
Методика определения среднеобъемной температуры для любого момента времени от начала пожара по номограмме рассмотрена в примере 19.7 [4] и в § 25.2 стр. 395[3].
Алгоритм решения задачи
1. Выпишите из приложения 2 значения и для заданной жидкости.
2. Рассчитайте среднее значение коэффициента избытка воздуха αm.
3. Рассчитайте приведенный объем продуктов горения Vг.
4. Рассчитайте средний расход горючей жидкости В (В1, В2, В3, ...) соответственно за время развития пожара τ = 2 мин (5, 15 и 30 мин).
Задайтесь значением среднеобъемной температуры в помещении для τ = 2 мин развития пожара. (Здесь полезно воспользоваться номограммой рис. 19.7 [4]).
5. Рассчитайте удельную объемную изобарную теплоемкость среды Ср в помещении при пожаре.
6. Рассчитайте значение приведенной степени черноты системы Епр.
7. Рассчитайте значение теоретической температуры горения жидкости Та.
8. Рассчитайте значение среднеобъемной температуры среды Тm,τ в помещении для τ = 2 мин развития пожара.
9. Сравните полученное расчетом (п.9) значение среднеобъемной температуры с принятым ранее значением ее для нахождения величин Ср и Епр (пп. 6 и 7). При неудовлетворительном совпадении (расхождение более ±10%) следует задаться новым значением Тm,τ и расчет выполнить в следующем приближении.
10. Рассчитайте значение температуры под перекрытием над факелом для τ = 2 мин развития пожара.
11. Рассчитайте температуру среды в помещении на заданных расстояниях от границы горения на высоте 1,5 м от пола для τ = 2 мин развития пожара. По результатам расчетов этого пункта постройте график T = f(χ).
Расчеты по пп. 5-10 выполните для 5, 15 и 30 мин развития пожара в помещении. По результатам расчетов постройте графики и . Последний график в дальнейшем используется для расчета температурного поля в плите перекрытия (задача 5 контрольной работы), поэтому его следует выполнить на отдельном листе в удобном для работы масштабе.
Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 1288;