Температурный режим при пожаре в помещении

Выписываем из приложения 2[1] значения Qpн,= 40700кДж/кг;
V0г = 10,68 м3/кг; V0 = 10,20 м3/кг для бензола.
Рассчитываем среднее значение коэффициента избытка воздуха αm.
αm= Vд/ V0 = 16/10,2 = 1,56.
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) = 10,68 + 10,2*(1,56 – 1) = 16,39 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 = 7,17*10-2 кг/(м²∙с) – массовая скорость выгорания жидкости, кг/(м²∙с) (приложение 2[1]);
τ – время, отсчитываемое от начала пожара, мин.
В1 = 7,17*10-2* (0,3+0,7(2 /30)0,5 )160 = 5,52 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+ +1,56)]*373
Ср = 1312 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 жидкостиТа:
Ta= (η*Qpн/cpVг) + 273 = (40700000/(1312*16,39)) + 273 = 1788К.
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*1788*(5,52*1312*16,39/5,7∙10-8 *0,82*7128*17883)0,17 = 724 К.
Сравниваем полученное расчетом значение среднеобъемной температуры с принятым ранее значением ее для нахождения величин.
((724 – 373)/373)*100% = 94 %.
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 = 724 К.
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 +1,56)]*724
Ср = 1370 Дж/(м³∙К).
Рассчитываем значение приведенной степени черноты системы Епр:
Епр = 1/[1 + 0,0022(Тm,τ- 273)] = 1/[1 + 0,0022*(724 - 273)] = 0,50.
Рассчитываем значение теоретической температуры горения жидкости Та:
Ta= (η*Qpн/cpVг) + 273 = (40700000/(1370*16,39)) + 273 = 1724 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*1724*(5,52*1370*16,39/5,7∙10-8 *0,50*7128*17243)0,17 = 780 К.
Сравниваем полученное расчетом значение среднеобъемной температуры с принятым ранее значением ее для нахождения величин.
((780 – 724)/724)*100% = 7,73%.
Так как расхождение менее 10%/ расчёт заканчиваем, Tm,τ = 724К.
Рассчитываем значение температуры под перекрытием над факелом:
То,н,τ = 1,6 Тm,τ. = 1,6*724 = 1158 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 + 0,5l)],
где χ = 0,25*l= 0,25*20= 5 м.
Тχ,1,5, τ= 724*(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 – 5/(2*5 + 0,5*20)] = 903 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 + 0,5l)],
где χ = 0,5*l= 0,5*20 = 10м.
Тχ,1,5, τ= 724(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 – 10/(2*10 + 0,5*20)] = 866 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 + 0,5l)],
где χ = 0,75*l= 0,75*20 = 15 м.
Тχ,1,5, τ= 724*(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 – 15/(2*15+ 0,5*20)] = 830 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 + 0,5l)],
где χ = l = 20.
Тχ,1,5, τ= 724*(0,8 + 0,6/1,5) [1,33 - 20/(2*20 + 0,5*20)] = 808 К.
2)