Критерии проемности

Далее следует выполнить исследование применимости полученных результатов. Для этого необходимо установить значения критериев проемности для каждого из параметров (ОФП) развития пожара представляющих опасность и сравнить с требуемыми условиями. Такими параметрами из приведенных примеров являются: температура, парциальная плотность кислорода и количество дыма в помещении.
Критерий проемности вычисляется по формуле:
(1.7)
Критерий проемности по условию достижения в рабочей зоне помещения своего предельно допустимого значения температуры:
ПОФП=71,13∙1,52∙9,81∙1,91134=0,4125
Критерий проемности меньше 5, следовательно, аналитическая формула для определения критической продолжительности пожара по рассматриваемому ОФП применима.
Проверка применимости аналитической зависимости для расчета критической продолжительности пожара по содержанию кислорода в объеме помещения:
ПО2=41,41∙1,52∙9,81∙1,91134=0,23965
Критерий проемности меньше 5, следовательно, аналитическая формула для определения критической продолжительности пожара по рассматриваемому ОФП применима.
Проверка применимости аналитической зависимости для расчета критической продолжительности пожара по содержанию дыма в объеме помещения:
Пдым=40,33∙1,52∙9,81∙1,91134=0,23345
Критерий проемности меньше 5, следовательно, аналитическая формула для определения критической продолжительности пожара по рассматриваемому ОФП применима.
Следует отметить, что аналитические формулы для определения критической продолжительности пожара по опасному фактору пожара при требуемых условиях можно применять лишь для помещений с небольшими открытыми проемами.
Глава 2. Расчет динамики опасных факторов пожара при уточненном коэффициенте теплопотерь
Раздел 2.1 Средний коэффициент теплопотерь в интервале времени, равном критической продолжительности пожара
Расчет среднего коэффициента теплопотерь производится по формуле [5]:
(2.1)
где для линейного развития пожара r = 0,5.
Безразмерный комплекс Г макрокинетики горения ТГМ:
Г=1,65∙(310,5-250)5/60,95∙14900000∙0,0127∙0,042∙10002∙1,3521/2=0,00109
Площадь поверхности ограждения:
FW = 2 (l1 l2 + 2h(l1+l2)) = 2 (9,27 7,95+ 3(9,27+7,95)) = 250,75 (м2)
Безразмерный комплекс Ф, обобщенная геометрическая характеристика:
Ф= FwV2/3=250,75(1134)2/3=2,306
∆RAD=12Сε100010040,95∙14900000∙0,0127=0,00313
Подстановка значений безразмерных комплексов и показателя степени в уравнение приводит к уравнению.
φ=(1−φ)2⋅0,00109×2,306+0,00313 (2.2)
Показатель среднего коэффициента теплопотерь 0,00562.
Таблица №2.1 – Решение нелинейного уравнения
№ a b c f(c) f(b)f(c) f(a)f(c) (b – a)/2 f(b) f(a)
1 0 1 0,5 0,49624315 0,494691282 -0,002801642 0,5 0,996872768 -0,005645703
2 0 0,5 0,25 0,245456128 0,121805922 -0,001385772 0,25 0,49624315 -0,005645703
3 0 0,25 0,125 0,119944563 0,029441128 -0,000677171 0,125 0,245456128 -0,005645703
4 0 0,125 0,0625 0,057159268 0,006855943 -0,000322704 0,0625 0,119944563 -0,005645703
5 0,0625000 0,0625 0,03125 0,025759242 0,001472379 0,001472379 0 0,057159268 0,057159268
6 0,0312500 0,03125 0,015625 0,010057384 0,00025907 0,00025907 0 0,025759242 0,025759242
7 0,0156250 0,015625 0,0078125 0,002205994 0,00002219 0,00002219 0 0,010057384 0,010057384
8 0,0078125 0,0078125 0,00390625 -0,001719816 - 0,00000379 - 0,00000379 0 0,002205994 0,002205994
9 0,0039063 0,00390625 0,001953125 -0,00368275 0,00000633 0,00000633 0 -0,001719816 -0,001719816
10 0,0019531 0,001953125 0,0009765625 -0,004664224 0,00001718 0,00001718 0 -0,00368275 -0,00368275
11 0,0009766 0,000976563 0,0004882813 -0,005154963 0,00002404 0,00002404 0 -0,004664224 -0,004664224
12 0,0004883 0,000488281 0,0002441406 -0,005400333 0,00002784 0,00002784 0 -0,005154963 -0,005154963
13 0,0002441 0,000244141 0,0001220703 -0,005523018 0,00002983 0,00002983 0 -0,005400333 -0,005400333
14 0,0001221 0,00012207 0,0000610352 -0,005584361 0,00000000 0,00003084 0,00274770 -1,27019E-08 -0,005523018
Раздел 2.2 Параметры газовой среды при пожаре в помещении
Расчет коэффициента В:
В=1000∙1,35∙250∙11340,95∙1-0,00562∙14900000=27,204 кг
Среднеобъемная плотность газовой среды в помещении определяется по формуле:
ρm=1,35∙exp-0,0025727,204∙102=1,338 (кг∙м-3)
Среднеобъемная температура газовой среды в помещении определяется по формуле:
Тm=250∙exp-0,0025727,204∙102=247,64 (К)
Среднеобъемная парциальная плотность кислорода в помещении определяется по формуле

. Здесь использовано соотношение:
P1=(27,204·0,95·7,95/1134)·((1+(1134/27,204·0,95·7,95)·0,311) еxp(-0,0265/27,204)·102)-1)=0,3312 (кг∙м−3)
Среднеобъемная парциальная плотность оксида углерода в помещении определяется по формуле:
РСО=0,0004630∙1-exp-0,0025727,204∙102=4,36∙10-6 (кг∙м-3)
где
РСО=1000∙1,35∙250∙0,00220,95∙(1-0,00562)∙14900000=0,0004630
Среднеобъемная парциальная плотность диоксида углерода в помещении определяется по формуле:
РСО2=0,0317∙1-exp-0,0025727,204∙102=0,000298 (кг∙м-3)
Где
РСО2=1000∙1,35∙250∙0,2030,95∙(1-0,00562)∙14900000=0,0317
Среднеобъемная оптическая плотность дыма в помещении определяется по формуле:
μ=1,333∙1-exp-0,0025727,204∙102=0,0126 (Нп∙м-1)
где
μ=1000∙1,35∙250∙58,5(1-0,00562)∙14900000=1,333
Таблица №2.2 – Результаты моделирования динамики пожара в помещении
τ, с ρm, кг∙м−3
Тm, К ρ1, кг∙м−3
ρСО, кг∙м−3
ρСО2, кг∙м−3
μ, Нп∙м−1
FГОР, м2
0 1,351 250 0,3341 - 0 0,00000 0,00000
10 1,338 252 0,3312 0,0000044 0,000298361 0,01256 0,50240
20 1,300 260 0,3226 0,0000172 0,001176682 0,04954 2,00960
30 1,240 272 0,3088 0,0000378 0,002586239 0,10889 4,52160
40 1,161 291 0,2905 0,0000651 0,004450822 0,18739 8,03840
50 1,066 317 0,2687 0,0000976 0,006673556 0,28097 12,56000
60 0,961 352 0,2444 0,0001337 0,009145219 0,38503 18,08640
70 0,849 398 0,2188 0,0001718 0,011753066 0,49483 24,61760
80 0,737 458 0,1930 0,0002104 0,014389168 0,60582 32,15360
90 0,627 538 0,1678 0,0002479 0,016957448 0,71395 40,69440
100 0,524 644 0,1440 0,0002833 0,019378813 0,81589 50,24000
110 0,430 786 0,1223 0,0003157 0,021594095 0,90916 60,79040
120 0,346 977 0,1030 0,0003445 0,023564844 0,99213 72,34560
130 0,273 1238 0,0862 0,0003695 0,025272212 1,06402 84,90560
140 0,211 1599 0,0721 0,0003906 0,026714411 1,12474 98,47040
На 140 с достигнуто ограничение вычислений по фактору «Повышенная температура окружающей среды»:
Tm = 1599 К ⩾ 1573 K
Критическая продолжительность пожара равна:
аi=140-501599-317=0,0702
bi=140-0,0702*1599=27,75
0,0702⋅310,5 +27,75 = 49,54 (c)
Значение критической продолжительности пожара по ОФП «повышенная температура окружающей среды» равно 49,54 с.
Критическое значение ОФП (пониженная концентрация кислорода) равно 0,2556 кг∙м−3