Определить среднеобъемную температуру при пожаре в помещении на момент полного охвата помещения

Расчет среднеобъемной температуры пожара в помещении на момент полного охвата помещения
1. По таблице Приложения 1 определяем необходимые параметры пожарной нагрузки:
- низшая теплота сгорания Qнp=14700 кДж·кг-1;
- линейная скорость распространения пламени υ1 =0,0465 м·с-1 = 2,79 м·мин-1;
- удельная скорость выгорания υм.т.= 0,0344 кг∙м-2∙с-1;
2. Рассчитываем площадь пожара на 15 минуте, с построением схемы развития пожара, рис. 1
Рис. 1 Схема развития пожара
- путь, пройденный фронтом пламени за 10 минут равен:
l10=0,5⋅υл⋅10=0,5⋅2,79⋅10=13,95 м,
при этом пожар имеет круговую форму и его площадь составит:
F10=πl102=3,14⋅13,952=611м2;
- расстояние до ближайших ограждающих конструкций пламя пойдет за время равное:
τ3=10+12--12υл=10+15-7,52,79=12,7мин (12,7 минута с начала пожара),
3. Рассчитываем время охвата пламенем всего помещения и начало воздействия его на дверной проем, при этом путь составляет 10 м:
τ=12,7+10/2,79=16,3мин
Площадь пожара на 16,3 минуте составила 200 м2;
Рассчитываем время вскрытия дверного проема с учетом его предела огнестойкости:
τ=16,3+0,25⋅60=31,3мин.
При этом площадь пожара осталась не изменой.
4 . Рассчитываем среднеобъемную температуру пожара. Предварительно определяем:
- отношение площади приточной части проёмов к площади пожара:
F1Fn=13(1,2*2,1)450=0,84450=0,0019, меньше 0,042, поэтому по номограмме приложения 2 принимаем пару кривых под номером 1;
- отношение площади пожара к площади пола помещения
Fn/Fпола=450/450=1, поэтому из пары кривых 1 принимаем сплошную кривую для определения коэффициента избытка воздуха α;
- по номограмме (приложение 2) определяем значение коэффициента избытка воздуха α в зависимости от (приложение 3), F1/Fn и F/Fпола при α=1,8, (так как пожарная нагрузка аналогична древесине (приложение 1);
5. Рассчитываем тепловой поток в ограждающие конструкции, при этом:
Fогр=Fст+Fпола+Fпот=15⋅3,5+30⋅15+15⋅30=952,5 м2;
υм'=1,2*2,1450⋅0,16⋅0,0344=0,0012, кг∙м-2∙с-1
q34,5=0,99⋅0,0012⋅14700⋅450952,5=8,25, кВт·м-2;
По номограмме (приложение 2) в зависимости от коэффициента избытка воздуха и теплового потока в ограждающие конструкции определяем среднеобъемную температуру внутреннего пожара на 31,3 минуте, которая равна 220 0С.
Определение температурного режима пожара в помещении промышленного здания с учетом начальной стадии
Вычислим объем помещения, V:
V – объем помещения, м3;
V = 15 * 30 * 3.5 = 1575 м3
Проемность помещения рассчитываем по следующей формуле:
для помещений с V > 10м3
П – проемность помещения, м0,5;
П=Ai*hi0.5S
S – площадь пола помещения, м2, равная V0,667;
S = 15750.667 = 136 м2
Аi – площадь i-го проема помещения, м2;
Аi = 1.2 * 2.1 = 2.52 м2
hi – высота i-го проема помещения, м;
hi = 1.9 м.
П=2,52*1,90,5136=0.026м0,5
Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала пожарной нагрузки:
V0=V0iPiPi
Рi – общее количество пожарной нагрузки i-го компонента твердых горючих и трудногорючих материалов, кг;
Из приложения 3 выбираем количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала i-й пожарной нагрузки V0i, м3∙кг-1
V0i = 9,1 м3∙кг-1
V0=9,1⋅100100=9,1 м3·кг-1
Определяем удельное критическое количество пожарной нагрузки qкр.к, кг∙м-2, для кубического помещения объемом V, равным объему исследуемого помещения:
qкр.к=4500П31+500П3+V0,3336V0
qкр.к=4500*0,02631+500*0,0263+15750,3336*9,1
qкр.к = 0.29 кг∙м-2.
Вычисляем удельное значение пожарной нагрузки qк, кг∙м-2, для исследуемого помещения
qk=Pi⋅QHip(6S-A)QHgp
– низшая теплота сгорания i-го компонента материала пожарной нагрузки, Дж·кг-1;
– низшая теплота сгорания древесины, Дж·кг-1;
qk=100⋅14.7(6⋅15750,667-2.52)⋅14,7=0.13 кг∙м-2.
Из сравнения qк и qкр.к получается, что
qк = 0.13 < qкр.к = 0.29
Следовательно, в помещении будет пожар, регулируемый нагрузкой (ПРН).
Максимальная среднеобъемная температура на стадии объемного пожара определяется по следующей формуле:
Tmax – T0 = 224 qк0,528;
Tmax – T0 = 224 0,130,528=76 К
Т0 – температура окружающего воздуха, К;
Tmax = 76 + 293 = 369 К
Время достижения максимальной среднеобъемной температуры:
tmax=32-8.1*qk3.2*e-0.92qk
tmax=32-8.1*0.133.2*e-0.92*0.13=32мин
Изменение среднеобъемной температуры при объемном свободно развивающемся пожаре:
;
T-293=369-293*115,6t324,75e-4,75t32=0.0006⋅t4,75e4,75t/32
Изменение среднеобъемной температуры при пожаре с учетом начальной стадии пожара в помещении объемом V = 1575 м3, проемностью П= 0,026 м0,5, представлено на рис