Определение температурного режима в отсеке склада каучука во время пожара

Для определения среднеобъемной температуры в отсеке склада каучука, а также температур в различных точках объема помещения воспользуемся методикой, изложенной в [7,19-38]. Среднеобъемная температура в помещении зависит от удельной тепло­ты пожара , коэффициента избытка воздуха _m и продол­жительности горения t.

Определяем удельную теплоту пожара по формуле

, (1)

где z – коэффициент химического недожога, принимаем, соглас­но /87/, равным 0,95; β_c – коэффициент изменения скорости го­рения принимаем, согласно /16,48/, равным 0,5; Q_H – низшая тепло­та сгорания, согласно /87/, для каучука принимаем равной 40-I0³ кДж/кг; n – массовая скорость выгорания, согласно /180/, принимаем равной 31,8 кг/м²; Fгор – площадь поверхности горения, согласно данным экспертизы пожара, равна 50 м²; F_T - пло­щадь поверхности теплообмена в отсеке склада равна 5010 м². При этом площадь поверхности теплообмена равна

FT= Fпола + Fстен + Fпотолка =1440 + 1134 + 2436 = 5010 (м²).

По формуле (2.53) определяем значение удельной теплоты пожара отнесенной к единице площади поверхности теплообмена

или .

Коэффициент избытка воздуха определяем по формуле /183/

, (2)

где φ – коэффициент расхода, принимаем, согласно /16/ равным 0,64; f_О – площадь приточных отверстий, м²; h₁ – расстояние от плоскости равных давлений до центра тяжести приточных отвер­стий, м; ρ_и , ρ_п.г. – соответственно плотность наружного воздуха и продуктов горения, кг/м³; W_в^о – объем воздуха, пот­ребный для сгорания 1 кг горючих веществ, согласно /16/ равен 10,82 м /кг; g = 9,81 м/сек².

Из данных экспертизы пожара известно, что до разрушения остекления и обрушения ферм и плит покрытия воздухообмен при пожаре в отсеке склада происходил через дверные проемы в тече­ние 2 часов.

Примем, что после 15 мин площадь горения, установленная экспертизой, будет охвачена огнем. Найдем для этих условий коэф­фициент избытка воздуха. Примем также, что температура в поме­щении отсека склада к этому времени достигнет 373 К.

Для нахождения площади приточной части дверных проемов оп­ределим значение h₁ по формуле

, (3)

где Т_н – температура наружного воздуха, согласно данным экс­пертизы пожара равна 265 К; Т_п.г = 448 К.

Подставляя значение температур в формулу (2.55), получим

.

Учитывая, что 2(h₁ + h₂)= h, получим 2(0,892h₂ + h₃ ) =3, откуда h₂= 3/2·1,892 = 0,793 м. Следовательно,

h₁ = 0,892 ּ 0,793 = 0,707 м.

Площадь приточной части дверных проемов равна

.

Подставляя полученные значения в формулу (2.54), получим

.

В дальнейшем значения коэффициента уточнялись в соответствии с температурой продуктов горения. Так для времени пожара равного 1 часу равно 2,51; для 2 часов равно 2,74.

Перерасчет коэффициента избытка воздуха

Для 1 часа Т_п.г. = 423 К (для 30 и 45 мин эти расчеты опускаем, так как Т_п.г. близка к 373 К)

; 2(0,856h₂ + h₂) =3; h₂= 3/2·1,856 = 0,808,

h₁ = 0,856·0,808 =0,692; f_o=2h₁b·2=2·0,692·3·2=8,304;

.

Для 2 часов Т_п.г. = 478 К

; 2(0,821h₂ + h₂) = 3; h₂= 3/2·1,821 = 0,824;

h₁ = 0,821-0,824=0,676; f₀= 2·0,676·3·2=8,112;

.

По полученным значениям для различных моментов времени и при =1,68·10³ Вт/m² с помощью номограммы /16,180/ рассчитаны среднеобъемные значения температуры в отсеке склада каучука в период развития пожара, а также значения температуры среды на уровне нижнего пояса ферм. Результаты расчета представлены в таблице 11.1.

Полученные в результате расчета значения температуры среды в основном совпадают с результатами освидетельствования железо­бетонных конструкций, проведенного [7,19-38]. Результа­ты освидетельствования максимальных температур по зонам в отсе­ке склада каучука представлены на рис. 11.1. Необходимо отметить, что максимальная температура среды непосредственно над очагом пожара равнялась примерно от 800 до 900 ⁰С, что следует учиты­вать при расчете прогрева железобетонных конструкций.

Представив полученные результаты в графическом виде (рис. 11.3) получим ряд кривых, пропорциональных стандартной кривой по­жара, характеризующих повышение температуры среды на уровне ниж­него пояса ферм. Поэтому для расчета прогрева нижнего пояса ферм можно использовать методику, изложенную в предыдущем параграфе.

Таблица 11.1.

Время, час-мин	0-15	0-30	0-45	1	1-30	2	2-30
1	2	3	4	5	6	7	8
tср. об. Ф0 Ф5 Ф4 Ф3 Ф2 Ф1 Ф6 Ф7 Ф8	0125 280 230 175 130 105 85 230 175 130	140 320 270 220 180 150 120 270 220 180	160 350 300 250 200 165 145 300 250 200	180 370 320 275 220 190 175 320 275 220	230 420 360 310 250 225 200 360 310 250	240 455 400 345 290 250 225 400 345 290	265 485 430 365 305 270 250 430 365 305

Рис.11.3. Изменение температуры пожара на уровне нижнего пояса ферм