Файл: Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 213

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

+ 2K In (rf„a p rlBn) +

(4.26)

нар

где dBH, d„ap — соответственно внутренний

и наружный диаметры

трубы.

 

Так как трубы печей, как правило, имеют прямоугольную фор­ му, то dBU, dnap представляют собой эквивалентные диаметры, опре­ деляемые по соотношению:

 

 

d

=

4F

 

 

 

(4.27)

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

F—площадь

поперечного

сечения трубы

по внутреннему

или

 

внешнему размеру;

 

 

 

 

 

 

 

 

U—периметр

трубы по

внутреннему

пли

внешнему

размеру.

 

В качестве температуры греющей среды t'f

принимается темпе­

ратура газов против разделки к концу тонки.

 

 

 

 

Температура

в торце ребра

(разделки)

/ р определяется

по урав­

нению:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t^t"f+(fw-t"f)-

 

 

ch (ml)

 

 

(4.28)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

tw — температура

в

основании

ребра,

град;

 

 

 

tf"—температура

 

в

помещении,

град;

 

 

 

 

ch (ml) — гиперболический

косинус, ch (ml)

 

 

 

 

е = 2,718 — основание

натуральных

логарифмов;

 

м;

 

/ — длина ребра

величина

разделки

(рис. 4.22),

Рис. 4.22. Схема ребра разделки

120


— параметр, имеющий размерность \/м;

ар—коэффициент

теплообмена между

поверхностью

ребра и

о к р у ж а ю щ е й средой, вт/м2

град;

З р — т о л щ и н а

ребра, м;

 

Лкоэффициент теплопроводности материала раздел­ ки, вт/м град.

Коэффициент теплообмена ир в общем случае определяется по уравнениям лучистого и конвективного теплообмена. В данной за­

даче

с

достаточной для практики точностью можно

принимать

ар =

14

вт/м2 град.

 

При

выводе уравнения (4.28) приняты допущения,

что темпе­

ратура по толщине ребра одинакова, а торец ребра хорошо теплопзолирован.

Расчет температурного поля в разделке при нестационарном тепловом режиме можно вести методом элементарных балансов,

представляющим

собой

приближенный

численный

метод

расчета

двух-

или трехмерных

полей

и телах

сложной

 

геометрической

формы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температурное

 

ноле

в

разделке

 

двухмерное.

Поэтому

ребро

разделки и п р и м ы к а ю щ а я

сгораемая

 

конструкция

разбивается

квадратной

сеткой

со стороной

Ах,

как

 

это

показано

для

верти­

кальной

разделки

 

на

рис. 4.23.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

21

222J2125 262726 23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 13 11 15 15 17 16 IS

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

ч 5 6 7

S .7 m

11 \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

5

5

7

в

3

10 11

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

5

6

7

в

9

IÙ 11

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ах,

 

12

13 Ii 15 15 17 IS

13

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шг

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

21

22

21

 

26

2d

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. '1.23. Схема

разбиения

ребра

раз­

 

 

 

 

 

 

 

 

делки квадратном

сеткой

 

 

 

 

 

 

Величина

Ax'i

для

ребра

разделки

 

 

определяется

из

усло­

вий,

чтобы

ребро

было

разбито

на

 

целое

число

квадратов

Ах и AX]<;5 см. Величина

Ах2 дл я

примыкающей

сгораемой

конст­

рукции

принимается по уравнению

(4.18). Узловые

точки квадрат ­

ной

сетки

нумеруются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетный интервал

времени определяется

из

уравнения:

 

 

 

 

 

AT — — r - i — ,

ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.29)

 

 

 

 

 

 

 

4а/ '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты температуропроводности определяются по урав ­ нению (4.10). Температура в основании ребра дл я всего расчетного периода времени определяется по уравнению (4.15) и г р а ф и к а м на рис. 4.16.

121


Врезультате сведения теплового баланса в узловых точках

квадратной сетки

получается уравнение дл я расчета температуры

в соответствующих

точках в к а ж д ы й следующий интервал

времени

при известных температурах в рассчитываемой и соседних

узловых

точках в предыдущий интервал времени.

 

 

Температура во внутренних узловых точках однородной

части

ребра в следующий

интервал времени равна одной четвертой

суммы

температур в четырех соседних точках в предыдущий момент вре­

мени. Например, для точки 2 (см. рис. 4.23)

имеем

 

' 2 , т + Д т = Ѵь* + ^

+ ил +

/ а . т ) .

(4.30)

Температура в точках на поверхности

ребра

вычисляется с уче­

том теплоотдачи,

например для

 

точки

21

 

 

^21,x-f bz =

4 " [ ( і з - х +

* 2 0

л

+

^ 2 1 ' х +

^22"с ) " ^ Т 1 " Х

Здесь

а — коэффициент теплообмена,

вычисляемый при помощи

 

уравнений

(4.12)

или

(4.16)

по температуре на по­

 

верхности разделки в рассчитываемой точке в пре­

 

дыдущий

момент

времени.

 

 

Температура в

плоскости

соприкосновения

торца разделки и

сгораемой конструкции, например, в точке

4 (см. рис. 4.23), опре­

деляется

приближенно

по уравнению:

 

 

 

 

 

 

 

 

àx2

X,

,

 

 

 

* * + А ' =

 

 T — ï —

 

( 4 - 3 2 )

 

 

 

I -I-

 

3

_ L

 

 

 

 

 

 

 

 

Длгі

X2

 

 

 

Уравнение (4.32) не учитывает отвод тепла от внутренних узло­ вых точек к внешней поверхности ребра, что ведет к некоторому завышению расчетной температуры .

На рис. 4.24 приведен график, обобщающий результаты расче­ тов температуры в торце ребра в виде зависимости:

• ^ = 7 ^ = / ( F O = ^ ) -

(4.33)

Расчет велся при следующих исходных данных: разделка кирпич­ ная длиной / р =0,125 м и толщиной ôp =0,125 иг, теплоизолирована в торце древесиной; температура в основании ребра вычислялась

для

кирпичной стенки толщиной 6=0,125 м при температурных ре­

ж и м а х в печи, соответствующих

температурным кривым 4, 6, 8,

10 на номограмме

рис. 4.14.

 

 

Методика определения U, Ір,

т по графику на рис. 4.24 та же,

что

и по графикам

на рисунках

4.16 и 4.18.

122


Рис. 4.24. График зависимости

9 p = / ( F o p )

д л я

определения температуры в торце ребра разделки

Линии •/, 6", S и 10

соответствуют температурным

кривым

•I,

О, S и 10 на рис.

d . U

 

Аналогично может быть приведен теплотехнический расчет го­ ризонтальной разделки . Однако в этом случае расчет целесообраз ­ но вести начиная от внутренней поверхности дымохода, а темпера ­ туру на внутренней поверхности дымохода определять по урав ­ нению (4.13).

§ 4.5. Конструктивное выполнение и расчет отступок

Нагретые поверхности элементов печей, а т а к ж е пламя и ды­ мовые газы через топочное отверстие п возможные щели излучают лучистую энергию, которая может вызвать загорание вблизи рас­

положенных сгораемых конструкций и материалов . Поэтому

д л я

предупреждения

пожаров между

поверхностями элементов

печей

и сгораемыми

конструкциями, а

т а к ж е материалами оставляют

воздушные прослойки, которые

называются противопожарными

отступками.

 

 

 

Противопожарные отступки предусматриваются между: боко­

выми поверхностями печей и сгораемыми стенами

и перегородка­

ми; поверхностью перекрытий

и , с г о р а е м ы м потолком; топочной

дверцей и сгораемыми стенками

и перегородками;

днищем печи и

сгораемым полом; поверхностью патрубков, рукавов и сгораемыми конструкциями; дымовой трубой п сгораемыми элементами кры­

ши и

перекрытия; металлическими дымовыми трубами, проложен ­

ными

 

в помещении, и сгораемыми конструкциями.

На

рис. 4.25 показано конструктивное выполнение отступок

123