Температурный режим при пожаре в помещении. Производство связанное с обращением ГЖ (амиловый спирт)

Выписываем из приложения 2/1/ значения Qpн, = 39047кДж/кг;
V0г = 9,1 м3/кг; V0 = 10 м3/кг для амилового спирта.
Рассчитываем среднее значение коэффициента избытка воздуха αm.
αm = Vд/ V0 = 14/10 = 1,4.
Рассчитываем приведенный объем продуктов горения Vг.
Vг = V°г +V0 (αm -1),
где V°г – объем продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг горючей жидкости и теоретически необходимом количестве воздуха, м³/кг ; V0 – количество воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг горючей жидкости, м³/кг; αm - коэффициент избытка воздуха.
Vг = V°г +V0 (αm -1) = 9,1 + 10*(1,4 – 1) = 13,1 м3/кг.
Дальнейшие расчёты ведём для различного времени развития пожара.
1). Время развития пожара τ1 = 2 мин.
Средний расход горючей жидкости В1:
В1 = Мо(0,3+0,7(τ1 /30)0,5 )ƒ,
где Мо = 1,75*10-2 кг/(м²∙с) – массовая скорость выгорания жидкости, кг/(м²∙с) (приложение 2/1/);
τ – время, отсчитываемое от начала пожара, мин.
В1 = 1,75*10-2* (0,3+0,7(2 /30)0,5 )120 =1,01 кг/с.
А).Задаёмся значением среднеобъемной температуры в помещении для τ = 2 мин развития пожара Tm,τ = 373К.
Рассчитываем удельную объемную изобарную теплоемкость среды Ср в помещении при пожаре:
Ср = 1250 + [0,12 + 0,1/(0,25 + αm )]Тm,τ.= 1250 + [0,12 + 0,1/(0,25+ +1,4)]*373
Ср = 1315 Дж/(м³∙К).
Рассчитываем значение приведенной степени черноты системы Епр:
Епр = 1/[1 + 0,0022(Тm,τ - 273)] = 1/[1 + 0,0022*(373- 273)] = 0,82.
Рассчитываем значение теоретической температуры горения жидкости Та:
Ta = (η*Qpн/cpVг) + 273 = (39047000/(1315*13,1)) + 273 = 2240К.
где η – коэффициент полноты горения (η = 1);
Qpн - теплота сгорания жидкости, Дж/кг;
Vг – приведенный действительный объем продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг жидкости.
Рассчитываем значение среднеобъемной температуры среды Тm,τ в помещении для τ = 2 мин развития пожара:
Tm,τ = 0,66 Ta(ηBcpVг/σ0ЕпрFT3a)0,17,
где σ0 = 5,7∙10-8 - константа излучения абсолютного черного тела, Вт/(м²∙К);
F = 2(α + b)H + 2ab = 2*(36 + 54)*18 + 2*36*54 = 7128 м2 - площадь поверхностей теплообмена.
Tm,τ = 0,66*2240*(1,01*1315*13,1/5,7∙10-8 *0,82*7128*22403)0,17 = 623 К.
Сравниваем полученное расчетом значение среднеобъемной температуры с принятым ранее значением ее для нахождения величин.
((623 – 373)/373)*100% = 68 %.
Так как расхождение более 10% задаёмся новым значением Тm,τ и расчет выполняем в следующем приближении . Результат расчета температуры в первом приближении берём за исходную величину.
Б). Задаёмся значением среднеобъемной температуры в помещении для τ = 2 мин развития пожара Tm,τ = 623К.
Рассчитываем удельную объемную изобарную теплоемкость среды Ср в помещении при пожаре:
Ср = 1250 + [0,12 + 0,1/(0,25 + αm )]Тm,τ.= 1250 + [0,12 + 0,1/(0,25+ +1,6)]*623
Ср = 1360 Дж/(м³∙К).
Рассчитываем значение приведенной степени черноты системы Епр:
Епр = 1/[1 + 0,0022(Тm,τ - 273)] = 1/[1 + 0,0022*(623 - 273)] = 0,56.
Рассчитываем значение теоретической температуры горения жидкости Та:
Ta = (η*Qpн/cpVг) + 273 = (39047000/(1360*15,1)) + 273 = 2174 К.
Рассчитываем значение среднеобъемной температуры среды Тm,τ в помещении для τ = 2 мин развития пожара:
Tm,τ = 0,66 Ta(ηBcpVг/σ0ЕпрFT3a)0,17,
Tm,τ = 0,66*2174*(1,01*1360*13,1/5,7∙10-8 *0,56*7128*21743)0,17 = 659 К.
Сравниваем полученное расчетом значение среднеобъемной температуры с принятым ранее значением ее для нахождения величин.
((659 – 625)/660)*100% = 5,2 %.
Так как расхождение менее 10%/ расчёт заканчиваем, Tm,τ = 623К.
Рассчитываем значение температуры под перекрытием над факелом:
То,н,τ = 1,6 Тm,τ. = 1,6*623 = 997 К.
Рассчитываем температуру среды в помещении на заданных расстояниях от границы горения на высоте Н = 1,5 м от пола и расстоянии от границы горения 0,25 l:
Тχ,1,5, τ = Тm,τ(0,8 + 0,6/Н) [1,33 - χ/(2χ + 0,5 l)],
где χ = 0,25* l = 0,25*20 = 5 м.
Тχ,1,5, τ = 623*(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 – 5/(2*5 + 0,5*20)] = 807 К.
Рассчитываем температуру среды в помещении на заданных расстояниях от границы горения на высоте 1,5 м от пола и расстоянии от границы горения 0,5 l:
Тχ,1,5, τ = Тm,τ(0,8 + 0,6/Н) [1,33 - χ/(2χ + 0,5 l)],
где χ = 0,5* l = 0,5*20 = 10м.
Тχ,1,5, τ = 625(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 – 10/(2*10 + 0,5*20)] = 745 К.
Рассчитываем температуру среды в помещении на заданных расстояниях от границы горения на высоте 1,5 м от пола и расстоянии от границы горения 0.75 l :
Тχ,1,5, τ = Тm,τ(0,8 + 0,6/Н) [1,33 - χ/(2χ + 0,5 l)],
где χ = 0,75* l = 0,75*20 = 15 м.
Тχ,1,5, τ = 625*(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 – 15/(2*15 + 0,5*20)] = 714 К.
Рассчитываем температуру среды в помещении на заданных расстояниях от границы горения на высоте 1,5 м от пола и расстоянии от границы горения l:
Тχ,1,5, τ = Тm,τ(0,8 + 0,6/Н) [1,33 - χ/(2χ + 0,5 l)],
где χ = l = 20м.
Тχ,1,5, τ = 625*(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 - 20/(2*20 + 0,5*20)] = 695 К.
2)