МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНОЇ РОЗРАХУНКОВОЇ РОБОТИ № 2 З ДИСЦИПЛІНИ “ТЕОРІЯ РОЗВИТКУ ТА ПРИПИНЕННЯ ГОРІННЯ” РОЗДІЛИ: “ФIЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ РОЗВИТКУ ПОЖЕЖ ” ТА “ПРИПИНЕННЯ ПРОЦЕСІВ ГОРІННЯ”

  • Книга «»
    		• МЕТОДИКА РІШЕННЯ.
    1. Із таблиці №3 і №4 для визначеного варіанту завдання виписати розміри приміщення, вікон, дверей, час розвитку пожежі, вид горючої речовини, лінійну швидкість поширення горіння.

    2. Для заданої горючої речовини з таблиці №2 додатків виписати параметри:

      3.

      vmo - масова швидкість вигоряння, кг/(м2 хв);

      Qн/ - нижча теплота згоряння речовини, кДж/кг;

      v0п - питомий теоретичний об’єм повітря, м3/кг;

      v0пг - питомий теоретичний об’єм продуктів згоряння, м3/кг;

      h - коефіцієнт повноти згоряння.

    3. Розрахувати радіус поширення пожежі Rпож на задані моменти часу.
    4. В залежності від форми розвитку пожежі розрахувати площу пожежі Sпож на задані моменти часу.
    5. Визначити загальну площу розкритих отворів і площу отворів, що працюють на притоку.

      6. Приймається, що розкриваються всі отвори, які потрапляють у зону горіння. В разі розташування отворів на різних рівнях, на притоку працюють нижні отвори, а на витоку – верхні. Якщо отвори знаходяться на одному рівні, то на притоку повітря працює лише 1/3 площі всіх отворів:

    6. Визначається коефіцієнт надлишку повітря по номограмі.
      1. Розрахувати співвідношення Sпож/Sпідл і Sпритоку/Sпож.

      2. За значенням Sпож/Sпідл визначити тип кривої (суцільна або пунктирна), а за значенням Sпритоку/Sпож – номер кривої.

        3. Для зручності всі необхідні дані заносимо в таблицю.

        Час, хв.

        Sпож

        Sпритоку

        Sприток/Sпож

        Sпож/

        Sпідл.

        Тип і номер кривої

        a

      3. На осі абсцис номограми № 1 знаходимо значення питомого теоретичного об’єму повітря vпо, від якого проводимо вертикаль до перетину із визначеною кривою. На осі ординат визначаємо значення коефіцієнту надлишку повітря

      Номограма №1 визначення коефіцієнту надлишку повітря

      Крива 1 – SПРИТОКУ/SПОЖ. < 0,04

      Крива 2 – 0,04<SПРИТОКУ/SПОЖ. < 0,06

      Крива 3 – 0,06<SПРИТОКУ/SПОЖ. < 0,10

      Крива 4 – 0,10<SПРИТОКУ/SПОЖ. < 0,17

      Крива 5 – 0,17<SПРИТОКУ/SПОЖ. < 0,25

      Крива 6 – 0,25<SПРИТОКУ/SПОЖ. < 0,33

    7. Розрахувати фактичний питомий об’єм продуктів згоряння з урахуванням надлишку повітря:

      8.

    8. Розраховується приведена масова швидкість вигоряння речовини vm. Масова швидкість вигоряння речовини змінюється в залежності від часу розвитку пожежі.

      9.

    9. Визначити ТПОЖ у першому наближенні. Для визначення коефіцієнта надлишку повітря, питомої теплоємності продуктів горіння, об’єму продуктів горіння необхідно попередньо задатися температурою пожежі в першому наближенні (Тпож). Значення температури пожежі вибирається виходячи із співвідношення SПОЖ/SПІДЛОГИ або попереднього розрахунку за методикою стандартного температурного режиму пожежі, якщо час вільного розвитку більший за 10 хвилин.

      10.

      t = 345 lg (8t +1) , 0С

      де t = t в.р.- 10, хв

      t в.р. - час вільного розвитку пожежі

    10. Розрахувати об'ємну теплоємність газового середовища в приміщенні під час пожежі;

      11.

    11. Розрахувати значення приведеного ступеню чорноти системи "полум'я – поверхня будівельної конструкції":

      12.

    12. Визначити повну поверхню теплообміну. В якості поверхні теплообміну приймається поверхня конструкцій що огороджують Sогор яка визначається як сума поверхонь стін, підлоги і стелі, які сприймають тепловий потік. Якщо пожежа відбувається в декількох суміжних приміщеннях, то площу конструкцій, що огороджують можна визначати як суму площ конструкцій кожного приміщення:

      13.

    13. Розрахувати адіабатичну температуру горіння:
      14.

    14. Розрахувати температуру пожежі в приміщенні на заданий час розвитку.

      15. .

    15. Провести порівняння розрахованої температури пожежі з попередньо заданими значеннями температури в першому наближенні. При розбіжності більш 10% необхідно задатися новим значенням температури і повторити розрахунок. При цьому отримане значення температури пожежі приймають за друге наближення.

    16. Визначити координати х і у точки приміщення, у якій визначається температура пожежі. Початок відліку приймається від осередку пожежі.
    17. Розрахувати значення температури в заданих точках приміщення на заданий час вільного розвитку пожежі:
      18.

      де х0 = 0,25 l, y0 = 0,5h.
    18. Розрахувати висоту нейтральної зони (значення висоти нейтральної зони від нижнього краю отвору) за формулами:
      1. якщо повітрообмін здійснюється через один отвір:
        2.

      2. якщо повітрообмін здійснюється через витяжний і приточний отвори:

    де hпр – висота приточного отвору,

    Тпг – температура пожежі в приміщенні;

    Тпг – температура повітря

    Sпр – площа приточного отвору;

    Sвит – площа витяжного отвору.

    Н – висота між центрами приточного і витяжного отворів.

    ПРИКЛАД РІШЕННЯ

    Розрахувати температуру пожежі, температуру на рівні середини дверей приміщення бібліотеки на 9 і 15 хвилинах з моменту його виникнення. Розміри приміщення 48× 24× 4,2 м, віконні отвори мають розміри 3× 1,8 м, дверний отвір розмірами 1,8× 2,2 м. Розташування осередку пожежі та отворів показано на плані. Прийняти лінійну швидкість поширення горіння 1,25 м/хв

    Рішення

    1. З таблиці 2 додатків для книг в стелажах виписуємо:

      2.

      vmo = 0,438 кг/(м2 хв); Qн/ = 13400 кДж/кг; v0п = 3,95 м3/кг; v0пг = 4,64 м3/кг; h = 0,97.

    2. Розраховуємо радіус поширення пожежі на 9 і 15 хвилині вільного розвитку Rпож

      3. Радіус розвитку пожежі на 9 хвилині:

      Rпож(9) = 0.5 1,25 9 =5.6 м

      Радіус розвитку пожежі на 15 хвилині:

      Rпож(15) = 0.5 1.25 10 + 1.25 (15 - 10) = 12,5 м.

    3. Будуємо план розвитку пожежі і в залежності від форми розвитку пожежі розрахувати площу пожежі Sпож на задані моменти часу.

      4. На дев’ятій хвилині фронт пожежі не дійшов до стін, форма розвитку пожежі – кругова. Площа пожежі на 9 хвилині:

      Sпож(9) = p R2 = 3,14× 5,62=98,5 м2

      На п’ятнадцятій хвилині фронт пожежі дійшов до стін приміщення, отже форма розвитку пожежі прямокутна. Площа пожежі на 15 хвилині

      Sпож(15) = b× 2R = 24× 2× 12,5 = 600 м2.

    4. Визначаємо загальну площу розкритих отворів і площу отворів, що працюють на притоку. Вважаємо, що двері і вікна знаходяться на одному рівні.

      5. На 9 хвилині пожежа не дійшла до вікон, вважаємо, що газообмін здійснюється тільки через відкриті двері. Площа дверного отвору дорівнює:

      SДВ = 1,8 × 2,2 = 3,96,м2

      Площа отвору, що працює на приток:

      SПРит(9) = 3,96/3 = 1,32, м2.

      На 15 хвилині в зоні горіння виявилося 8 віконних отворів, отже загальна площа отворів, що розкрилися, дорівнює:

      S вікон = 8× 3× 1,8 = 43,2 м2

      Площа отвору, що працює на приток:

      SПРит(15) = (43,2+ 3,96)/3 = 15,7 м2

    5. Визначаємо коефіцієнт надлишку повітря.

      6.

      Sпідлоги = 24× 48 = 1152 м2

      Складаємо таблицю:

      Час, хв.

      Площа пожежі м2

      площа притоки м2

      Тип, номер кривої

      a

      9

      98,5

      1,32

      0,013

      0,09

      пунктирна, №1

      2,8

      15

      600

      15,7

      0,026

      0,52

      суцільна, №1

      2,5

    6. Розраховуємо фактичний питомий об'єм продуктів згоряння:

      7.

      Vпг(9) = 4,64 + 3,95× (2,8 - 1) = 12,1 м3/кг

      Vпг(15) = 4,64 + 3,95× (2,5 - 1) = 10,8 м3/кг

    7. Розраховуємо приведену масову швидкість вигоряння речовини:

      8.

    8. Визначаємо ТПОЖ у першому наближенні.

      9. На 9 хвилині приймаємо температуру пожежі в першому наближенні

      ТПОЖ(9) = 353 К; tпож(9) = 800 С

      На 15 хвилині приймаємо температуру пожежі в першому наближенні

      ТПОЖ(15) = 573 К; tпож(15) = 3000 C

    9. Розраховуємо об'ємну теплоємність середовища в приміщенні.

      10.

    10. Розраховуємо значення приведеного ступеня чорноти полум’я:

      11.

    11. Sогор = 2× (48× 24 + 48× 4,2 + 24× 4,2) = 2908,8 м2

      12.

    12. Розраховуємо адіабатичну температуру горіння на 9 і 15 хвилині:

      13.

    13. Розраховуємо значення температури пожежі на 9 і 15 хвилині

      14.

    14. Отримані температури пожежі виходять за межі допустимої похибки у порівнянні із значеннями температур, які прийняли у першому наближенні п.8, тому отримані значення ТПОЖ(9) = 459 К;ТПОЖ(15) = 639 К; приймаємо за температуру пожежі у першому наближенні і повторюємо розрахунок починаючи з п.9.

    15. Результати другої ітерації ТПОЖ(9) = 430 К, ТПОЖ(15) = 640 К використовуємо у подальших розрахунках як ті, що лежать в межах допустимої похибки.

    16. Визначаємо безрозмірні координати заданих точок.

      17.

      Точка Х= 24 м; У= 1.1 м;

      Точка Х0 = 48× 0,25 = 12 м; У0 = 4,2× 0,5 = 2,1 м;

    17. Розраховуємо значення температури в точці Х ,У на 9 і 15 хвилині розвитку пожежі.

      18.

    18. Розрахуємо висоту нейтральної зони.

    На 9 хвилині розвитку пожежі повітрообмін здійснюється через один отвір:

    На 15 хвилині розвитку пожежі газообмін здійснюється через отвори, що лежать на одному рівні:

    Висновок. Таким чином, на 9 хвилині вільного розвитку пожежі в заданому приміщенні середньооб’ємна температура газового середовища становить 157оС, температура на рівні середини дверного отвору 89оС, а висота нейтральної зони становить 1,02 метра. На 15 хвилині вільного розвитку температура пожежі зросла до 367оС, температура на рівні середини дверного отвору піднялась до 265оС, а висота нейтральної зони знизилась до 0,96 метра.

     

     

    © 2004 Академя гражданской защиты Украины