Расчет среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре
Автор: Prado • Июль 26, 2019 • Контрольная работа • 1,730 Слов (7 Страниц) • 409 Просмотры
Номер зачетной книжки № 2401, вариант 401.
ЗАДАНИЕ №1.
Расчет среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре.
Производство, связанное с обращением ГЖ, размещено в помещении размерами a*b, м. и высотой Н, м. При аварии технологических аппаратов возможен розлив жидкости на пол и соответственно, возникновение пожара. При возможной аварии, предусмотрены устройства, ограничивающие растекание жидкости на полу площадью не более f, м2. Расстояние от предполагаемой границы горения до стены с оконными и дверными проемами, через которые будет происходить газообмен при пожаре с внешней средой, l, м.
Механическая вентиляция при возникновении пожара выключается. За счет естественного газообмена в помещение поступает такое количество воздуха, что на 1 кг горящей жидкости в среднем приходится VА, м3 воздуха.
Рассчитайте возможную среднеобъемную температуру среды в помещении при возникновении пожара через 2, 5,10,20 и 30 мин его развития.
Постройте график изменения среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре во времени.
Исходные данные:
Жидкость – толуол
f = 98 м2;
VA = 10 м3/кг;
a = 52 м;
b = 66 м;
H = 12 м;
l = 26 м;
Мо = 4,72∙10-2 кг/(м2с),
Qpн = 42355 кДж/кг,
V0 = 10,46 м3/кг,
V0г = 11,94 м3/кг.
Решение:
- Среднее значение коэффициента избытка воздуха αm:
[pic 1]
где V0 – количество воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг горючей жидкости, V0 = 10,46 м3/кг,
[pic 2]
- Приведенный объем продуктов горения Vг:
[pic 3]
где Vг – приведенный действительный объем продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг жидкости и коэффициенте избытка воздуха αm;
V°г – объем продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг горючей жидкости и теоретически необходимом количестве воздуха
[pic 4]
- Рассчитаем средний расход горючей жидкости В (В1, В2, В3, ...) соответственно за время развития пожара τ = 2 мин (5, 10,20 и 30 мин) по формуле:
[pic 5]
где В – масса жидкости, сгорающей при пожаре за секунду, кг/с; Мо – массовая скорость выгорания жидкости 4,72∙10-2 кг/(м2с).
[pic 6]
[pic 7]
[pic 8]
[pic 9]
[pic 10]
- Находим площадь поверхностей теплообмена:
[pic 11]
где a, b и H размеры помещения, м.
[pic 12]
- Задаёмся значением среднеобъемной температуры в помещении для τ = 2 мин развития пожара Тm,2 = 293 К, находим объемную теплоемкость продуктов горения
Ср = 1250 + [0,12 + 0,1/(0,25 + αm)]Тm,τ.
где Ср – объемная теплоемкость продуктов горения при постоянном давлении, Дж/(м³∙К)
Ср = 1250 + [0,12 + 0,1/(0,25 + 0,96)]*293 = 1297 Дж/(м³∙К)
Находим приведенную степень черноты системы «среда – поверхность ограждения»:
εпр = 1/[1 + 0,0022(Тm,τ - 273)],
εпр = 1/[1 + 0,0022(293 - 273)] = 0,96
Определяем температуру продуктов горения Ta :
Ta = (η Qpн /CpVг) + 273, К
где η – коэффициент полноты горения (η = 1);
Qpн - теплота сгорания жидкости, Qpн = 42355 кДж/кг;
Ta = (1*42355 /1297*11,52) + 273 = 275,8 К
Находим среднеобъемную температуру среды в помещении при пожаре для τ = 2 мин:
Tm,τ = 0,66 Ta(ηBCpVг/σ0εпрFT3a)0,17,
где σ0 = 5,7∙10-8 - константа излучения абсолютного черного тела, Вт/(м²∙К);
Tm,τ = 0,66 * 275,8(1*2,2*1297*11,52/5,7∙10-8 *0,96*9696*275,83)0,17 = 219 К
...