Определение среднеобъемной температуры пожара

Для определения тепловых потоков на пожаре необходимо знать температуру на поверхности конструкции и объёме помещения. Среднеобъёмная температура и температура поверхностей ограждающих конструкций, обращённых к очагу пожара (обогреваемых поверхностей зависит от вида, размещения и количества горючей загрузки в помещении, характеристики окружающей среды и целого ряда случайных факторов, сопровождающих пожар, влияющих на его развитие).

В начальной стадии развития пожара в помещении идёт медленное изменение среднеобъёмной температуры, так как тепло, выделяемое при горении, идёт на нагрев воздуха в помещении и нагрев горючей нагрузки. Тепловое воздействие на строительные конструкции в начальной стадии (особенно на вертикальные конструкции) не незначительно.

Поверхность теплообмена в машинном зале:

, м² (4.5)

где

- площадь пола, м²;

- площадь перекрытия, м²;

- площадь ограждающих конструкций, м²;

м².

Плотность теплового потока:

, кДж*м²*4 (4.6)

где

- коэффициент недожога;

- площадь пожара, м²;

- низшая теплота сгорания турбинного масла, кДж*кг^-1;

V_м - массовая скорость выгорания масла, кг*м^-2*c^-1;

Т.к. Sпр\Sп=0,35 , то Vм=0,016

- площадь ограждающих конструкций, м²;

кДж*м²*4 или Вт*м^-2.

Характерный линейный размер при теплообмене:

, м (4.7)

где

- ширина здания, м;

Н - высота здания, м;

м.

Далее решаем задачу методом последовательных приближений. Средне объёмную температуру 10*мин. принимаем равной 300⁰С.

Температура на ограждающих поверхностях конструкций:

, ⁰С (4.8)

где

- температура в помещении через 10 минут после начала пожара;

- нормальная температура помещения, ⁰С;

- температура наружного воздуха, ⁰С;

⁰С.

Коэффициент теплообмена между продуктами горения и поверхностью ограждающих конструкций при естественной конвекции в большом объёме:

(4.9.)

где

= 163-0,001, = 1,63-0,001*300=1,33

Вт*м²*град^-1.

Коэффициент теплопроводности при определяющей температуре:

⁰С (4.10)

Втм²*гр^-1.

Критерий Нуссельта:

;

(4.11).

При температуре в машинном зале 300⁰С воздухообмен в помещении увеличится в раз:

(4.12)

.

Объём продуктов сгорания:

, м³*кг^-1 (4.13)

где

- объём продуктов горения 1 кг масла, м³*кг^-1;

- теоретический объём воздуха необходимый для сгорания 1 кг масла, м³*кг^-1;

м³*кг^-1.

Теплостойкость продуктов горения при ⁰С и .

кДж*м^-3*град^-1.

Приведённая степень черноты:

(4.14)

Критерий Больцмана:

(4.15)

где

- адиабатическая температура горения, к;

.

Безразмерная среднеобъемная температура:

(4.16)

.

Определяем среднеобъёмную температуру:

(4.17)

⁰С

расхождение между величинами оказались незначительными. Принимаем температуру 300⁰С.

Повышение температуры под перекрытием над факелом через 14 минут.

, к (4.18);

к;

⁰С.

Повышение температуры у входа на высоте 1,5 м от пола через 15минут:

, к;

к;

⁰С.

Вывод: К моменту прибытия первых подразделений растекание масла ограничится бортиками и площадь пожара составит 240 м², за это время вытекло 336,33 кг.