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

Выписываем из приложения 2/1/ значения Qpн, = 22670кДж/кг;
V0г = 6,06 м3/кг; V0 = 4,99 м3/кг для метилового спирта.
Рассчитываем среднее значение коэффициента избытка воздуха αm.
αm = Vд/ V0 = 14/4,99 = 2,81.
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) = 6,06 + 4,99*(2,81 – 1) = 10,1 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 = 1,61*10-2 кг/(м²∙с) – массовая скорость выгорания жидкости, кг/(м²∙с) (приложение 2/1/);
τ – время, отсчитываемое от начала пожара, мин.
В1 = 1,61*10-2* (0,3+0,7(2 /30)0,5 )90 = 0,69 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+ +2,81)]*373
Ср = 1309 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 = (22670000/(1309*10,1)) + 273 = 1988К.
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*(30 + 72)*9 + 2*30*72 = 6156 м2 - площадь поверхностей теплообмена.
Tm,τ = 0,66*1988*(0,69*1309*10,1/5,7∙10-8 *0,82*6156*19883)0,17 = 470 К.
Сравниваем полученное расчетом значение среднеобъемной температуры с принятым ранее значением ее для нахождения величин.
((470 – 373)/373)*100% = 26 %.
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 = 470К.
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+ +2,81)]*470
Ср = 1324 Дж/(м³∙К).
Рассчитываем значение приведенной степени черноты системы Епр:
Епр = 1/[1 + 0,0022(Тm,τ - 273)] = 1/[1 + 0,0022*(470 - 273)] = 0,69.
Рассчитываем значение теоретической температуры горения жидкости Та:
Ta = (η*Qpн/cpVг) + 273 = (22670000/(1324*10,1)) + 273 = 1968 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*1968*(0,69*1324*10,1/5,7∙10-8 *0,69*6156*19683)0,17 = 488 К.
Сравниваем полученное расчетом значение среднеобъемной температуры с принятым ранее значением ее для нахождения величин.
((470 – 488)/470)*100% = 3,8 %.
Так как расхождение менее 10%/ расчёт заканчиваем, Tm,τ = 470К.
Рассчитываем значение температуры под перекрытием над факелом:
То,н,τ = 1,6 Тm,τ. = 1,6*470 = 752 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*36 = 9 м.
Тχ,1,5, τ = 470*(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 – 9/(2*9 + 0,5*36)] = 609 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*36 = 18м.
Тχ,1,5, τ = 470(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 – 18/(2*18 + 0,5*36)] = 562 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*36 = 27 м.
Тχ,1,5, τ = 470*(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 – 27/(2*27 + 0,5*36)] = 539 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 = 36м.
Тχ,1,5, τ = 470*(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 - 36 (2*36 + 0,5*36)] = 524 К.
2)