Температурный режим при пожаре в помещении Производство связанное с обращением ГЖ (ксилол)

Выписываем из приложения 2/1/ значения Qpн, = 43093кДж/кг;
V0г = 11,8 м3/кг; V0 = 10,57 м3/кг для ксилола.
Рассчитываем среднее значение коэффициента избытка воздуха αm.
αm = Vд/ V0 = 20/10,57 = 1,89.
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) = 11,8 + 10,57*(1,89 – 1) = 21,2 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 = 2,89*10-2 кг/(м²∙с) – массовая скорость выгорания жидкости, кг/(м²∙с) (приложение 2/1/);
τ – время, отсчитываемое от начала пожара, мин.
В1 = 2,89*10-2* (0,3+0,7(2 /30)0,5 )140 =1,95 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+ +1,89)]*373
Ср = 1318 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 жидкости Та:
Ta = (η*Qpн/cpVг) + 273 = (43093000/(1318*21,2)) + 273 = 1815К.
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*1815*(1,95*1318*21,3/5,7∙10-8 *0,82*7128*18153)0,17 = 726 К.
Сравниваем полученное расчетом значение среднеобъемной температуры с принятым ранее значением ее для нахождения величин.
((726 – 373)/373)*100% = 95 %.
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 = 726К.
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 +1,89)]*726
Ср = 1371 Дж/(м³∙К).
Рассчитываем значение приведенной степени черноты системы Епр:
Епр = 1/[1 + 0,0022(Тm,τ - 273)] = 1/[1 + 0,0022*(726 - 273)] = 0,5.
Рассчитываем значение теоретической температуры горения жидкости Та:
Ta = (η*Qpн/cpVг) + 273 = (43093000/(1371*21,3)) + 273 = 1749 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*1749*(1,95*1

Температурный режим при пожаре в помещении
Производство, связанное с обращением ГЖ (ксилол), размещено в помещении размерами в плане a*b = (36*54) м и высотой Н = 18м. При аварии технологических аппаратов возможны и розлив жидкости на пол и возникновение пожара. Предусмотрены устройства, ограничивающие растекание жидкости на полу на площади квадрата f = 140 м2 Расстояние от границы горения до стены с оконными и дверными проемами, через которые будет происходить газообмен при пожаре в помещении с внешней средой, l = 20 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 Vд = 20м3 воздуха.
Рассчитайте возможную температуру среды в помещении при возникновении пожара:
а) среднеобъемную через 5, 15 и 30 мин его развития;
б) локальную в точке над факелом под перекрытием через 5, 15 и 30 мин его развития;
в) локальную в точках, находящихся на высоте 1,5 м от пола и расстояниях от границы горения 0,25 l, 0,5 l, 0.75 l и l, через 2 мин его развития.
Постройте графики:
а) изменения среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре во времени;
б) изменения температуры среды в точке над факелом под перекрытием во времени;
в) изменения температуры среды на высоте 1,5 м в зависимости от расстояния от границы горения для 2 мин развития пожара.
По графику установите, на каком расстоянии от выхода значение температуры среды достигает 700С.