+7 (812) 755-81-49
+7 (812) 946-37-01





Главная  Противопожарное водоснабжение 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [ 43 ] 44 45 46 47 48 49 50 51 52

[л/(м2-с)] при одностороннем орошении стальной конструкции, помещенной в пламя бензина.

Удeлыlыfi расход распыленней воды О,( 8 0,18 0,24 0,28 0,32 Температура конструкции..... 140 130 120 ПО 100

Подача воды для повышения огнестойкости стальных конструкций

Сущность повеления водонаполненных конструкций при воздействии пожара изложена ниже. Температура в расчетных точках сечения конструкции (рис. 93) вычислялась с учетом условий теплопередачи от среды пожара к водонаполненной конструкции. Были составлены три уравнения.

Первое уравнение теплопередачи от среды пожара к наружной поверхности (единицы длины) водонаполненной конструкции, обогреваемой по всей ее боковой поверхности

аи(Л,-/о)11оАт+ [Лк-ЬВ,<(-/о)/2] (/,-/о)П,Лт/б =

= /=оРк(С„+Д,/о)(о+Д.-о), (89)

где а, коэффициент теплопередачи от среды пожара к наружной поверхности конструкции; /„ - температура среды пожара; и 6 - периметр наружной поверхности водонаполненной конструкции и ее толщина; Дт--расчетный интервал времеин; /1 и В - теплопроводность конструкции н коэффициент, учитывающий ее изменение с увеличением температуры; и / - температура наружной поверхности конструкции и температура виут-реписй (смоченной) новерхиости конструкции; - площадь поперечного сечеиия кольцевого элемента у наружной поверхности конструкции; 0, и - плотность материала конструкции и ее теплоемкость; Z), - ко-:ффи-циент увеличения тенлоемкости нагреваемой конструкции.

Второе уравнение теилоиередачи от нагретой наружной новерхиости водонаполненной конструкции к внутренней ее поверхности

Л„ + 0,5Ак(<от + Л.)] [(от -Лт) П,Д1]/оН ав- (вт - Лх) П.Д = = /=, Рк (Ск + Д,- Л) (Л.-гдх -Лх), (90)

где - коэ)фициент теплоиеретачи от конструкции к смоче1п]Ой пОверх-]]ости; F, - нлоиадь ноиеречною сечения кольцевою элемента у внутренне поверхности конструкции; t и /[..д ~ температура воды и внутренней коиструкнии; П, и П, - периметр средней и внутренней (смоченной) поверхности конструкции.

Третье уравнение теплопередачи при нагревании воды в результате передачи ей тепла от нагретой поверхности (единицы длины) к водопаполненнон конструкции

при температуре воды /вк

«вт(Лт-вт)П,Дт = poW,Co(ax-f4T-T); (91 )


Рис. 93. Расчетная схема теплопередачи в подонанолнен-ной конструкцин

5- температура среды пожара; /о- температура на наружной поверхности конструкции; i, - температура иа внутренней поверхности конструкции; - температура воды; б - толщина стенки; (/„-диаметр (эквивалентный) конструкции; (/„-диаметр смоченного сечения конструкции


Рис. 94. Расчетная схема определения коэффициента теплопередачи «и ири «стандартном пожаре»

/ - температура среды при пожаре; 2 - коэффициент теплопередачи;

- расчетная температура прн пожаре для расчетного интервала 1!1)сме-ни Дт,-; a„.j - расчетный коэффициент теплопередачи

при температуре воды вк

«вх ( - вх) П,Дх = РоДи7, [Со (вх-+Дх - вх) + «и]. (92)

где Ди7 -объем воды, необходимой для создания огнестойкости волоиа-иолиенной конструкции в момент времени т; Ро и с - плотность и теилоем-кость воды; - скрытая теплота испарения воды.

После преобразования уравнения (89) получена формула для определения температуры наружной поверхности водонаполненной конструкции:

Ov -Ь Дх = ох +

/"оРк (Ск -1 Dk ох)

X П,/5 + апх (пх - ох) П,}

где -345 Ig (480г-)-1) (т - продолжительность пожарв, ч).



Коэффициент теплопередачи а,,, определяют по формуле

5,76Snp

апх= «к -I- «и =• 29 -f

где а = 20 Ст/(м• К) - коэффициент теплопередачи конвекцией от среды пожара к поверхности конструкции; а„ - коэффициент теплопередачи излучением; 5цр - приведенная степень черноты системы: «среда пожара -на-

ружная поверхность конструкции»

\{\IS + \Sг-\) степень чер-

ноты пожара; S2 - степень черноты конструкции).

Значения а„, зависящие от изменяющихся во времени значений и определили по формуле (93) согласно расчетной схеме (рис. 94).

После преобразования уравнения (90) получим формулу для определения температуры внутренней (смоченной) поверхности водонанолненной конструкции

X n,/5-f а„ (вх-<.т)П,)

в водонаполненных конструкциях разового наполнения (без циркуляции воды при нагревании) теплопередача идет в ограниченном пространстве, поэтому передачу теплоты рассматривали через теплопроводность. Коэффициент теплопередачи от нагретой внутренней поверхности конструкции к воде в этом случае равен: а= где s„ - коэффициент конвекции; % - коэффициент теплопроводности воды; 6н - расчетная толщина воды в конструкции. Причем

где До - параметр, зависящий от температуры воды в конструкции; Д/- перепад между температурой стенки и температурой поды.

Зависимость Ло от температуры для удобства расчета преобразовали в выражение 41-4-П,4"".

После подстановки выражений бк и Лц в исходное уравпение получили формулу для расчета коэффициента тенлопередачи от нагретой внутренней поверхности, конструкции к воде в системе разового наполнения, ко-i торая одновременно является алгоритмом для расчета на ЭВМ:

«ВТ + Дх=*ктЯ/8в-0,474 [41 4-11,4 \{U-t,)]l2f-] (t„-t,)lbf. 264

Коэффициент теплопередачи от нагретой внутренней поверхности конструкции к протекающей по ней воде определили по формуле

aB = Nu ХМв,

где Nu -критерий Пуссельта; Я - коэффициент теплопроводности воды; d - экнниалентный диаметр, равный trjih. Г, 11лоН(аль живого сече ния воды.

Для определения значений критерия Nu при расчете коэффициента теплопередачи использовали эмпирические формулы: Nu=/(Re, Рг).

Выражение коэффициента теплопередачи от нагретой внутренней поверхности конструкции к протекающей в ней воде преобразовали в формулу

«вх- ».t(P.Vt)"C.

д = -Н Их параметр, зависящий от температуры воды в коиструкцнн; скорость течения воды при ее циркуляции в конструкции.

Таким образом, получили формулу для расчета коэффициента теплопередачи от нагретой внутренней поверхности конструкции к протекающей в пей воде:

«вх + дх = М + [0.5S (Лх-f/вх)] (Р. )" d-",

при 0Re2000; /=5,3; J = 0,27; х=0,579; « = 0,2; т = = 0,5; нри lOOOOOReoo; / = 5; г = 1,28; х=0,384; п=0,8; т=0,2.

Коэффициент теплопередачи от нагретой внутренней поверхности конструкции к кипящей воде определим но эмпирической формуле

авх+дх = 22/Л=8 (t,,-t,S-\ (94)

где Р - давление кипящей воды.

После преобразования уравнений (91) и (92) получили формулу для определения количества воды, необходимой для создания огнестойкости водонанолненной конструкции:

при температуре воды вх <к

lx -Н Дт - Wx - «вх (Лх~ах) П,Дс/роСо(<вх + Дх - <вх).

при температуре воды /вхк

lx -Ь ДX - Wx = «вх (t - <к) П,Дх/ро [<к - <вн) Со - СиЬ



Таблица 22. Огнестойкость стальных Ьодонаполненных колонн при различных запасах воды

Поперечине соче-иие, м

Толщина степкн, мм

П,, м

Огнестойкость, ч, нрн запасах воды

0 1 1 1 1,5 1 2 1 2,5

0,2x0,2 0,4X0.4 0,6X0,6 1.0x1

20 25 30

0.78 1.56 2,35 3.94

0,039 0.156 0.3,i4 0,996

0.25 0.42 0,58 0.67

0,42 0,67 0.83 0,92

0.63 I

1.18 1,5

0.72 1,24 1,5

0,92

1.84

Ifn/Wo - отношение требуемого объема воды к начальному объему воды в конструкции.

Удельный расход воды, необходимой для создания огнестойкости водонаполненной конструкцин (единицы обогреваемой новерхиости), установили из выражений

G- +дт =

По Дт:

при /в<к:

Ивг Clt -вт) П,

О 05 1 г.5 7 ?,5т.,

Рис. 95. Основные расчетные параметры для определения расходов воды

/ - количество тепла; 2 -расход во ды (по исследованиям автора); 3-то же (данныеработы); 4 - тоже данные работы)

После подстановки выражения (94) в уравнение (95) получили формулу для определения удельного расхода воды

0x4-д. -

Приведенные выше формулы являются алгоритмом для расчета количества воды, необходимой для создания огнестойкости водонаполненных конструкций. Огнестойкость водонаполненных стальных колонн различного сечения вычислили

на ЭВМ при условии воздействия на конструкцию «стандартного» пожара в зависимости от необходимого запаса воды (табл. 22). Расчеты выполнили для следующих исходных данных: р„=7800; Ск=0,105; Л,; = 56; Вц = 0,0413; ДкЬи-Ю-Ч; Дт:=0,05; Р = \,2 и 3; начальных условий

Лп=о = 50 и от=о =20.

Расчетный интервал времени при вычислепии не превышал значения

Дхмакс = ЗОрк (Ск + DJ) 6/[а + {А + 0,5Bi)lb].

Основные расчетные параметры для определения расходов воды приведены на рис. 95.

Расход воды для создания водяных завес

Эффективность водяных завес в значительной степе-1Ш зависит от расхода воды, качества ее распыления иа капли и условий теплообмена. Расход воды для создания водяных завес, предотвращаюпгих опасность теплового излучения пламени или снижающих температуру нагретых газов, рассчитывают в зависимости от ряда факторов, характеризующих воз,1ействие пожара на защищаемый водяной завесой объект. Поэтому важно знать параметры, характеризующие тепловое воз.аейст-вие пожара, закономерности распространения тепла (конвекцией, излучением или теплопроводностью) и требования, обусловливающие противопожарную безопасность защищаемого объекта (например, допустимая интенсивность теплового излучения, температура газов и Др.). Так, в закрытых объемах производственных помещений основными параметрами, характеризующими воздействие пожара, являются выделяющиеся при пожаре теплота и дым. Для открытых технологических установок наиболее опасно тепловое излучение пламени и поток искр.

При реи1ении задач, связанных с опре.аелснисм мер противопожарной безопасности и формулированием требований к водяным завесам, необходимо знать размеры и положение области пламени пожара, определяющие параметры пожара (внешняя задача тепломассооГмена), а также характеристики защищаемого объекта (материал, толщина, условия прогрева и т. п.), т. е. парамет-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [ 43 ] 44 45 46 47 48 49 50 51 52

© 2007 RCSZ-TCC
Телеком оборудование
Поддержка сайта:
rcsz-tcc.ru@r01-service.ru
+7(495)795-01-39, номер 607919