Определить минимальное расстояние, обеспечивающее безопасность соседнего с горящим объекта, при исходных данных: проекция факела пламени горящего объекта имеет прямоугольную форму размером d ∙ l = (15*10) м, его температура Тф = 1400К, а степень черноты εф = 0,6. На поверхности не горящего объекта: допустимое значение температуры Тдоп = 775К, допустимое значение плотности теплового потока (критическая плотность) qкр = 13000Вт/м2, степень черноты поверхности ε = 0,6.
Кроме того, оценить безопасное расстояние от факела для личного состава, работающего на пожаре без средств защиты, от теплового воздействия при условии: а) кратковременного пребывания; б) длительной работы. При кратковременном тепловом воздействии для кожи человека qкр = 1120 Вт/м2, при длительном qкр = 560 Вт/м2. При решении задачи учитывать только теплообмен излучением. Коэффициент безопасности принять равным β = 1,4. Степень черноты человека без средств защиты ε = 0,95; при кратковременном воздействии Тдоп = 373К; при длительной работе Тдоп = 333К.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Условия безопасности будут соблюдаться тогда, когда результирующая плотность теплового потока излучением между факелом и поверхностью соседнего объекта qфп будет меньше значения допустимой qкр
qфп≤qкр
с учетом коэффициента безопасности
βqфп≤qкр
Результирующая плотность теплового потока между факелом и поверхностью тела рассчитывается по формуле
qфп = εпрС0[(Тф/100)4 – (Тдоп/100)4]φ
где С0 = 5,77 – коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/(м2∙К);
εпр = 1/(1/εф + 1/ε – 1) = 1/(1/0,6 + 1/0,6 – 1) = 0,429 – приведенная степень черноты системы факел-поверхность;
φ - средний по поверхности полный коэффициент облученности факелом поверхности объекта.
Коэффициент облученности является геометрической характеристикой системой двух взаимноизлучающих поверхностей. Его величина зависит от формы, размеров и взаимного расположения этих поверхностей.
Полагаем, что загорание облучаемой поверхности начинается с элементарной площадки dF. По условию проекция факела на вертикальную поверхность имеет форму прямоугольника конечных размеров. В таком случае взаимное расположение в пространстве факела и облучаемой поверхности является плоскопараллельным – элемента поверхности и площадки конечных размеров
. Значение φ12 рассчитывается по формуле /2/:.
φ 12 =
Средний по поверхности полный коэффициент облученности φ=4φ12. В формуле приняты следующие обозначения: a и b – стороны прямоугольника (а=d/2 = 15/2 = 7,5 м; b=l/2 = 10/2 = 5 м), r(h) – расстояние между факелом и поверхностью облучаемого объекта.
Задачу решаем методом последовательных приближений, задаваясь расстоянием r между горящим объектом и соседним с ним, считая его безопасным. Аналогично рассчитываем безопасное расстояние для личного состава.
1.Определяем минимальное расстояние, обеспечивающее безопасность соседнего с горящим объекта.
1).Задаём расстояние r = 50 м.
Определяем величину коэффициента облученности:
φ12 = = = = 0,027.
Определяем средний по поверхности полный коэффициент облученности :
φ=4φ12 = 4*0,027 = 0,108.
Рассчитываем величину плотности теплового потока излучением, падающего на сгораемую элементарную поверхность соседнего с горящим объекта:
q фп = εпрС0[(Тф/100)4 – (Тдоп/100)4]φ = 0,429*5,7*[(1400/100)4 –(775/100)4]*0,108 = 9252 Вт/м2,
с учётом коэффициента безопасности 1,4*9252 = 12953 Вт/м2.
Так как значение βqфп близко к критическому qкр(13000Вт/м2), то расчёт заканчиваем
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
