IV. Математическая двухзонная модель пожара в здании
При решении задач с использованием двухзонной модели пожар в здании характеризуется усредненными по массе и объему значениями параметров задымленной зоны:
T - температура среды в задымленной зоне, K;
- оптическая плотность дыма, Нп/м;
xi - массовая концентрация i-того токсичного продукта горения в задымленной зоне, кг/кг;
xK - массовая концентрация кислорода, кг/кг;
Z - высота нижней границы слоя дыма, м.
В свою очередь перечисленные параметры выражаются через основные интегральные параметры задымленной зоны с помощью следующих формул:
где m, mi - общая масса дыма и соответственно i-го токсичного продукта горения в задымленной зоне, кг;
mK - масса кислорода в задымленной зоне, кг;
Qз - энтальпия продуктов горения в задымленной зоне, кДж;
S - оптическое количество дыма, Нп · м2;
- плотность дыма при температуре T, кг/м3;
VД - объем задымленной зоны, м3;
H, A - высота и площадь помещения, м;
cp - удельная теплоемкость дыма, кДж/(K · кг).
Динамика основных интегральных параметров задымленной зоны определяется интегрированием системы следующих балансовых уравнений:
общей массы компонентов задымленной зоны с учетом дыма, вносимого в зону конвективной колонкой и дыма, удаляемого через проемы в соседние помещения:
GК, GП - массовый расход дыма соответственно через конвективную колонку и открытые проемы в помещении, кг/с;
энтальпия компонентов задымленной зоны с учетом тепла, вносимого в зону конвективной колонкой, теплоотдачи в конструкции и уноса дыма в проемы:
где QК, QП, Qкон - тепловая мощность, соответственно вносимая в задымленную зону конвективной колонкой, удаляемая с дымом через открытые проемы и теряемая в конструкции, кВт;
массы кислорода с учетом потерь на окисление продуктов пиролиза горючих веществ:
(в ред. Приказа МЧС России от 12.12.2011 N 749)
(см. текст в предыдущей редакции)
- полнота сгорания горючего материала, кг/кг;
(в ред. Приказа МЧС России от 12.12.2011 N 749)
(см. текст в предыдущей редакции)
- скорость выгорания горючего материала, кг/с;
(в ред. Приказа МЧС России от 12.12.2011 N 749)
(см. текст в предыдущей редакции)
- потребление кислорода при сгорании единицы массы горючего материала, кг/кг;
(в ред. Приказа МЧС России от 12.12.2011 N 749)
(см. текст в предыдущей редакции)
оптического количества дыма с учетом дымообразующей способности горящего материала:
(в ред. Приказа МЧС России от 12.12.2011 N 749)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Приказа МЧС России от 12.12.2011 N 749)
(см. текст в предыдущей редакции)
где - дымообразующая способность горючего материала, Нп/(м2·кг);
(в ред. Приказа МЧС России от 12.12.2011 N 749)
(см. текст в предыдущей редакции)
массы i-го токсичного продукта горения:
где Li - массовый выход i-го токсичного продукта горения, кг/кг.
Масса компонентов дыма GК, вносимых в задымленную зону конвективной колонкой, оценивается с учетом количества воздуха, вовлекаемого в конвективную колонку по всей ее высоте до нижней границы слоя дыма. В инженерных расчетах расход компонентов дыма через осесимметричную конвективную колонку на высоте нижнего уровня задымленной зоны Z (в зависимости от того, какая область конвективной колонки или факела погружена в задымленную зону) задается полуэмпирической формулой:
где Q - мощность очага пожара, кВт.
Динамика параметров очага пожара определяется развитием площади горения с учетом сложного состава горючих материалов, их расположения, места возникновения очага пожара и полноты сгорания:
(в ред. Приказа МЧС России от 12.12.2011 N 749)
(см. текст в предыдущей редакции)
Потери тепла в ограждающие конструкции рассчитываются с учетом температуры горячей струи Tc, скорости и излучательной способности струи, с омывающей конструкции и прогрева самой i-ой конструкции Ti(y) по толщине y. Для этого численно интегрируется нестационарное уравнение Фурье:
с граничными и начальными условиями:
где ,
- соответственно конвективный и лучистый коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 · K);
- толщина ограждающей конструкции, м;
C(T) - теплоемкость материала конструкции при температуре T(y), Дж/(кг2 · °K);
- теплопроводность материала конструкции при температуре T(y), Вт/(м · °K);
Tw, T0 - температура соответственно обогреваемой части конструкции и среды у необогреваемой поверхности, К;
- плотность материала конструкции, кг/м.
Тепловые и массовые потоки через проем в каждый момент времени рассчитываются с учетом текущего перепада давления по высоте проема, состава и температуры газовой среды по обе стороны проема (схема расчета на рис. П6.1). Так, массовый расход дыма из помещения очага пожара в соседнее помещение рассчитывается следующим образом:
- аэродинамический коэффициент проема;
P(h) - P2(h) - разница давлений в помещениях на высоте h;
- плотность дыма в задымленной зоне соседнего помещения при температуре дыма T.
Рис. П6.1. Массопотоки через проем
Пределы интегрирования Ymax и Ymin выбираются в пределах створа проема, слоя дыма помещения очага пожара и там, где избыточное давление P = (P(h) - P(h)2) > 0, как это указано на рис. П6.1.
Необходимая для оценки перепада давления по створу проема зависимость давления от высоты в i-ом помещении (с учетом задымленной зоны этого помещения) оценивается как:
(в ред. Приказа МЧС России от 12.12.2011 N 749)
(см. текст в предыдущей редакции)
где Pi0 - текущее давление в i-ом помещении на нулевой отметке (или приведенное к нулевой отметке, если уровень пола помещения выше нулевой отметки);
- плотность воздуха при начальной температуре T0;
Zi - текущая высота незадымленной зоны в i-ом помещении.
Рассчитанные параметры тепломассообмена в проеме используются как граничные условия для соседнего помещения.
- Гражданский кодекс (ГК РФ)
- Жилищный кодекс (ЖК РФ)
- Налоговый кодекс (НК РФ)
- Трудовой кодекс (ТК РФ)
- Уголовный кодекс (УК РФ)
- Бюджетный кодекс (БК РФ)
- Арбитражный процессуальный кодекс
- Конституция РФ
- Земельный кодекс (ЗК РФ)
- Лесной кодекс (ЛК РФ)
- Семейный кодекс (СК РФ)
- Уголовно-исполнительный кодекс
- Уголовно-процессуальный кодекс
- Производственный календарь на 2023 год
- МРОТ 2024
- ФЗ «О банкротстве»
- О защите прав потребителей (ЗОЗПП)
- Об исполнительном производстве
- О персональных данных
- О налогах на имущество физических лиц
- О средствах массовой информации
- Производственный календарь на 2024 год
- Федеральный закон "О полиции" N 3-ФЗ
- Расходы организации ПБУ 10/99
- Минимальный размер оплаты труда (МРОТ)
- Календарь бухгалтера на 2024 год
- Частичная мобилизация: обзор новостей