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: 225

Скачиваний: 0

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

П ри расчете газообмена в условиях п о ж а р а величины G, hi и /г2

с достаточной дл я практических

целей

точностью

могут

опреде­

ляться

по номограмме (см. рис. 9.2).

 

 

Чтобы учесть в газообмене влияние

ветра, необходимо

в у р а в ­

нении

(9.77) к располагаемому

гравитационному

давлению при­

бавить

суммарное

ветровое давление . При пользовании номограм ­

мой величина / г э к в

может быть найдена

по уравнению (9.41), в ко­

тором

р 2 следует

заменить на р с р .

 

 

 

Газообмен с учетом изменения температуры газов в помещении.

Известно, что изменение температуры газов при постоянном д а в ­ лении сопровождается изменением их объема .

Поскольку при наличии проемов в помещении абсолютное д а в ­ ление газов в нем без больших погрешностей можно принять по­ стоянным, равным д а в л е н и ю наружного воздуха, то, используя за­ кон Гей - Люссака, м о ж н о записать

 

 

 

 

 

'

ил и F . = Ѵп-

 

 

 

 

 

 

 

I / — т

' г

" п т

 

 

 

 

 

 

 

ѵт

с р

2

 

 

 

'cp j

 

 

 

где

Ѵ„—объем

газов в помещении

при начальной

среднеобъемной

 

 

 

температуре 7"CD, , равный объему помещения, м3;

 

Ѵг— объем, который

бы з а н и м а л и

газы, если бы их темпера ­

 

Тсрі

 

тура

повысилась

до Т с

р з

, мъ;

 

 

 

 

— н а ч а л ь н а я среднеобъемная

температура

газов, ° К;

 

^ с р з

среднеобъемная температура

газов после нагревания, 0 К.

 

Тогда объем уходящих газов из

помещения,

приведенный к

нормальным условиям, будет равен (в нм3) :

 

 

 

 

 

 

 

Ѵ У

А

= ѵ / ^

-

Т ^

 

 

(9.90)

 

 

 

 

 

 

 

 

у с р !

 

-<ср2

 

 

 

 

Если

разность температур

ТсРй

— Тсрі

принять

как бесконечно

м а л у ю величину, а это может

быть, когда 7"ср, ^ Тсрі, , то

уравнение

(9.90)

м о ж н о

выразить

ка к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dV„У Д = 273Г ПV,у

dj T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

с р

 

 

 

 

Р а з д е л и в обе части

в ы р а ж е н и я

на d%, получим

 

 

 

 

 

 

^ у д

_ 074

vnäT

 

 

 

 

 

Здесь

величина — ^ -

представляет

собой

объемный

расход га­

зов

(нм3/сек),

у д а л я ю щ и х с я

из помещения

вследствие

теплового

расширения, а величина

dT/dx

— скорость повышения температуры

газов

в

помещении

(град/сек).

 

 

 

 

 

 

 

216

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


О б о з н а ч им скорость повышения температуры газов в помеще­ нии через ß:

Тогда

расход

газов,

у д а л я ю щ и х с я из

помещения

вследствие

теплового расширения, в какой-либо

момент времени может быть

определен

по уравнению:

 

 

 

 

 

 

G p

=

2 7 3 p a

J ^ . .

 

 

(9.91)

где G p расход

газов,

 

кг/сек;

 

 

 

кг/м3.

р н — плотность газов при

нормальных

условиях,

Если принять, что плотность газов при

нормальных

условиях

равна около 1,293

кг/м3,

то уравнение

(9.91)

примет вид:

 

 

 

G p

= 3 5 4 ^ _ .

 

 

(9.92)

 

 

 

"

1

"ср

 

 

 

Чтобы можно было учитывать дополнительный расход от по­

вышения температуры газов в помещении в уравнениях

газообме ­

на, необходимо расход газов, найденный по уравнению

(9.92), сло­

жить с расходом выгорающего м а т е р и а л а и сумму их

учитывать

в

уравнениях

(9.83)

и (9.84) вместо величины п.

 

При понижении

температуры газов в помещении величина ß,

а

следовательно, и величина G p будут

иметь отрицательное значе­

ние. В этом

случае

G p вычитается из

п.

 

Определение давления газов в помещениях в условиях пожара.

При повышении температуры газов в з а к р ы т ы х помещениях в них

возникают избыточные давления . Д а в л е н и я

эти п о н и ж а ю

т с я вслед­

ствие выхода

р а с ш и р я ю щ и х с я

газов

через

щели окон и

дверей, а

т а к ж е

другие

неплотности в о г р а ж д а ю щ и х

конструкциях.

Т а к

как избыточное давление газов в помещении по своей ве­

личине

бывает значительно

меньше

абсолютного атмосферного

давления (как правило, менее 1%), можно, как и в предыдущем

случае, рассматривать

газы ка к

н е с ж и м а е м у ю жидкость и

учиты­

вать

изменение объема

газов только в

зависимости от

температу­

ры.

Тогда

расход у д а л я ю щ и х с я

газов

из помещения

вследствие

теплового

расширения

может быть определен по формуле

(9.92).

С другой стороны, при известном перепаде давлений до и после проема расход газов, проходящих через проем, может быть опре­ делен по формуле (9.6).

В ы р а з и м плотность газов в уравнении (9.6) через абсолютную температуру. Тогда, приравнивая расходы газов, определяемые по уравнениям (9.6) и (9.92), и р е ш а я относительно ЛР, получим

217


у р а в н е н ие д л я определения

давления

газов в помещении

только

вследствие

теплового

 

расширения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АР =

176 ( ^

) 2

^ .

 

 

 

(9.93)

где

F — п л о щ а д ь

сечения

проемов

или

щелей,

м2;

 

 

 

 

 

ц. — коэффициент

расхода

в проемах

пли щелях .

 

 

 

 

 

Аналогично можно получить уравнение д л я определения

раз ­

режения в помещении при понижении в нем температуры

газов:

 

 

 

 

 

Д Р = 1 7 б ( ^ - )

2 ^

,

 

 

 

(9.94)

где

Г 0 — а б с о л ю т н а я

температура

приточного воздуха,

" К .

 

 

 

При горении наиболее распространенных материалов

(древеси­

на,

вискозное волокно,

х л о п ч а т о б у м а ж н ы е ткани)

продукты

пол­

ного сгорания имеют среднюю плотность,

примерно

равную

 

плот­

ности воздуха. Такое

ж е

допущение

с небольшой

 

погрешностью

м о ж н о

принять при горении и других

материалов .

 

 

 

 

Суммарный весовой

расход

количества

выгорающего м а т е р и а л а

и расход

у д а л я ю щ и х с я

газов

из помещения вследствие

теплового

расширения

может

 

быть

определен

по

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

=

3

5

l , r "

ß

+ п.

 

 

 

 

 

(9.95)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

"ср

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если приравнять расходы газов, определяемые по уравнению

(9.6) и

(9.95), и решить относительно

ДР, м о ж н о найти

уравнение

д л я

определения

д а в л е н и я

в помещении с учетом теплового расши ­

рения

и

количества

выгорающего

м а т е р и а л а :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л Я = - ( і З , 3

^

" Т

| г +

0.0376 < і ) 2 .

 

 

( 9 . 96)

 

Таким образом, з н а я в данный момент среднеобъемную темпе­

ратуру,

скорость

ее

повышения, а т а к ж е

количество

выгорающего

материала,

по формуле

(9.96)

можно

определить

величину

 

избы­

точного

д а в л е н и я

в

помещении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приведенные закономерности воздухообмена в условиях аэра­

ции, а

т а к ж е газообмена

в условиях

высоких температур при по­

ж а р е позволяют

специалистам пожарной

охраны

решать

многие

вопросы пожарной профилактики, связанные с газообменом в зда ­ нии.


Г л а в а 10 ТЕМПЕРАТУРНО - ВЛАЖНОСТНАЯ ОБРАБОТКА ВОЗДУХА

§ 10.1. Основы термодинамики влажного воздуха

Состав воздуха. Атмосферный воздух представляет собой меха­ ническую смесь различных газов и водяного п а р а (как правило, в перегретом состоянии) . Количество водяного пара в воздухе резко колеблется в зависимости от температуры и относительной в л а ж ­ ности, однако к а ж д о м у значению температуры воздуха соответ­

ствует определенное максимальное количество

водяного пара, мо­

гущего содержаться

в воздухе. Чем выше температура

воздуха,

тем больше величина

этого максимума . Когда

количество

водяно­

го пара в воздухе при определенной температуре достигает своего максимального значения, перегретый водяной пар переходит в на­ сыщенное состояние, воздух становится насыщенным . При о х л а ж ­ дении насыщенного воздуха пар начинает конденсироваться и выпадать в виде капелек воды.

Содержание основных газов в атмосферном воздухе остается практически постоянным вследствие происходящего в природе кругооборота, при котором поглощение одних газов сопровождает ­ ся выделением других и наоборот. Обогащение воздуха углекис­ лотой в процессе дыхания людей и животных за счет поглощения кислорода компенсируется выделением кислорода и потреблением углекислоты растительным миром в процессе его развития . Неко ­ торое изменение состава воздуха наблюдается лишь в отдельные периоды суток, времени года и т. п.

Постоянной примесью атмосферного воздуха, особенно на ули ­ цах и в занятых людьми помещениях, является пыль органическо­ го и неорганического происхождения .

Уравнение состояния воздуха. Температурно - влажностная

обра­

ботка

воздуха з а к л ю ч а е т с я в изменении

состояния воздуха.

Воз­

дух в

ненасыщенном состоянии

по своим

физическим

свойствам

приближается к совершенным

газам .

Поэтому закономерности,

установленные д л я совершенных

газов, могут быть распростране ­

ны и

на воздух. При расчетах воздух

рассматривается

к а к

паро­

воздушная смесь, состоящая из двух составляющих — сухого возг духа и паров воды.

•219