книги из ГПНТБ / Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник

Ѵэ.ОР9.0

= Уэ^Э

" Г

Рн.гР И Т ,

(9-63)

где

Й Э . О - Р Э . О — о б щ и й

эквивалентный

приточный

проем,

м2.

Тогда расположение плоскости равных давлений между горя­

щим

помещением и н а р у ж н ы м воздухом

может

быть

определено

из в ы р а ж е н и я :

А

, =

-

*

(9.64)

І ^ . о ^ . о

Ро

, .

2

Ъ

^

Зависимость

между

1іт

и

h\

остается

прежней

н может

быть

определена по формуле (9.60).

Подставляя

в формулу

(9.60)

значение

h\

из в ы р а ж е н и я

(9.64),

получим

Ки =

2 г-2 , 2

г-2

"

ГТ2

'

(9.65)

^ э . о ^ э . о ^вп

внРо

іХВІі'вН

I

j

так

как

2 р2

2

г !

,

,

'

Р"віг вн

—

Р~вн вн

2п2

2

г-2

г

•"

§ 9.7. Газообмен через один открытый

проем

Нередко встречаются случаи, особенно в условиях п о ж а р а ,

когда

газообмен в помещениях происходит только

через

один

дверной

или

оконный проем. В этих случаях через

нижнюю часть

проема

н а р у ж н ы й воздух поступает в помещение,

а

через

верхнюю

часть

газы удаляютс я наружу . Граница

между

указанными

потоками

газов разделяется плоскостью

равных

давлений.

£nfr

Щ

t0,ß0

А .

Рис.

9.9.

Эпюра

распределения

давления

газов в одном открытом

проеме

При этом гравитационное давление АР на любом

уровне прое­

ма

h

будет

равно:

= Аі£(Ро —

Рг)

(9.66)

Определим весовой расход у д а л я ю щ и х с я

газов

через

неболь­

шую

часть

проема

высотой

dh

dG2

— pbdh У 2/г, g(p0 — p r ) pr

,

где

b — ширина проема, м;

ht—расстояние

от плоскости

равных

давлений

до заданного

уровня dh в проеме, м.

Тогда полный расход

у д а л я ю щ и х с я газов

будет

равен:

іі.

] d02 =l\>bdhy!

/r2

hg (р0 —pr ) P r

где

h2

— расстояние

от

о

равных

давлений до

верхней

плоскости

части проема,

ж.

14*

211'

О т к у да

G2 = 4

\>Ь |

/ 2 Аз2

о- (ро

_

Р г ) Р г .

(9.67)

Аналогично

можно

получить

G , = - | - | i * | / ~ 2 Ä 3

l 5 ( p 0

- P r ) p r .

(9.68)

где /іі — расстояние

от плоскости

равных давлений до нижней час­

ти

проема,

м.

В

случае, когда

G\ = G2,

приравнивая

правые части

уравнений

(9.67)

и (9.68)

и возводя их в

квадрат,

найдем

А 3 і р 0 = Л 3 2 р г .

Откуда

ІіУТо=ІнѴ\\-

(9-69)

Учитывая, что высота

всего проема Н=Іі\ + Іг2, выразим h2 через

H—Ль

подставим в уравнение (9.69) и решим

его относительно hi:

Л і = 3

Н

—

(9.70^

/

Ро/Рг +

1

Аналогично

можно

получить

Л , = 3

Я

—

(9.71)

Рг/Ро + 1

Т а к и м образом, получены формулы

дл я определения

располо­

жения плоскости равных давлений в проеме.

П о д с т а в л я я

значение

Іг}

в уравнение

(9.68), получим

уравнение

газообмена

через

один

проем:

0 =

J - u^ 1 / 2

/ f £ ! f t , Tii f y -

(9.72)

3

v

V

(Ѵк+Ѵтг)

§

9.8.

Особенности

расчета аэрации

при пожаре

П р и п о ж а р е

газообмен через

открытые

проемы подчиняется

1. Температура

газов изменяется по высоте помещения .

2.

Весовой расход приточного воздуха не равен весовому рас­

ходу

у д а л я ю щ и х с я

газов, та к ка к к у д а л я ю щ и м с я

г а з а м добав ­

ляется почти все количество выгорающих материалов .

3.

Температура

газов в помещении изменяется во

времени.

рость изменения

температуры

газов,

кроме того, оказывает влия­

ние

на создание

в помещении

избыточного д а в л е н и я или р а з р е ж е ­

ния

по отношению к н а р у ж н о м у

воздуху.

кова

по высоте помещения, то д л я условия газообмена,

показан ­

ного

на рис. 9.1, гравитационные давления у приточного

и в ы т я ж ­

ного

проемов могут

быть

определены « з выражений:

Д Л

=

А і £ ( р о - р с р ) ;

(9.73)

ДР2 =

А 2 £ ( р „ - Р с р ) ,

(9.74)

где

р с р — п л о т н о с т ь

газов

в помещении при их среднеобъемной

температуре,

кг/м3.

пературы

на

10—20%.

і у д ,

а их

Обозначим температуру у д а л я ю щ и х с я газов через

плотность

через р у д .

После подстановки

значений АР] и Д Р 2

и ве­

личины

р у д

вместо

рг уравнения

(9.7) и

(9.8) примут

вид:

Gi

= Н , Р , У 2 Л і а - ( р 0 - Р с р ) р 0 ;

(9.75)

Gi —

Ѵ% à2g

(po — pc p ) Р у д .

(9.76)

Так

как

в

этом

случае

Gi = G2 , общее уравнение

газообмена

может

быть

записано

G = Pxf 1

-

(9.77)

При этом расположение плоскости равных давлений может

быть

определено

по

ф о р м у л а м :

1ц

j - = - 5

(9.78)

расходов приточного воздуха G'i IÎ у д а л я е м ы х газов

G'o

могут

быть

записаны

в

виде:

G\

= ViFxV

'

2 Л ' ^ ' ( P o - M

Po

:

(9.80)

G ' 2

=

V s

F 2

у

2 h'2

g ( p 0 - p c

p ) Р

у д

,

(9.81)

где

h'\

и

Л'о—'расстояния

от

плоскости

равных

давлений

до

цент­

ров соответственно приточного и вытяжного прое­

мов,

когда

G'\=£G'o.

Количество выгорающего материала, переходящего в газооб­

разное или во взвешенное состояние в продуктах

сгорания,

обоз­

начим

через

п.

Тогда

можно

записать,

что

Ö ' 2

= G'i

У п .

(9.82)

Р е ш а я совместно

уравнения

(9.80),

(9.81)

и

(9.82), а

т а к ж е

зная,

что

li'\

+ h/2 = h,

можно

получить

расчетные

уравнения

дл я

определения расхода приточного воздуха и удаляемых

газов:

G'\

=

У

G 2

— а (1 — а) ѣ1

У

( я - 1) п ;

(9.83)

С?', =

I - G2 -

я

( 1 - я ) п- +

an,

(9.84)

где

G — расход

газов,

определяемый

по уравнению

(9.77),

кг/сек;

а =

~рп^Г~*?/*.

=

- £ - •

(9.85)

F3 i F"i Po +

F"-2 рул

Л

v

'

Если

все

члены

в

уравнениях

(9.83)

и

(9.84)

разделим

на

G,

то

получим уравнения

расхода

газов

в безразмерном виде:

яі

=

>• 1 — я (1 — я) т2

+

(я -

1) m ;

(9.86)

q2

=

у

1 — я (1 — я) m2

У

am ,

(9.87)

і д е

G\

G',

/2

Д л я

упрощения

расчетов

по

ф о р м у л а м

(9.86)

и

(9.87)

состав­

лена

номограмма

(рис.

9.10).

Ф о р м у л а м и

(9.83)

и

(9.84),

а т а к ж е

(9.86) и

(9.87)

можно

пользоваться

и

в

том случае,

когда при естественном

газообмене

воздуха с учетом весового

расхода выгорающего

материала,

работы

вентиляции,

а также изменения

температуры газов в помещении

1)

m - M , а

= 0.7, тогда

q, = 0,8ü5,

q-, =

1,265;

2)

m = — 0,5,

a =• 0,2,

тогда

?, = 1,3S,

q., = O.SS

Величины

h'i

и h'з,

определяющие расположение плоскости .рав­

ных давлений при газообмене с учетом

количества выгорающих

материалов,

могут быть в ы р а ж е н ы

через h\ и hi, которые

находят­

ся по уравнениям (9.78) и (9.79).

G\ = G2—

G, после

Учитывая,

что в уравнениях

(9.75) и

(9.76)

несложных преобразований

уравнений

(9.80)

и

(9.75)

получаем

Н\ =

Ai

h\

=hx

q\,

(9.88)

Аналогично

найдем

h\

= h2

l ^

-

J , и л и

Л' а =

ho ç% .

(9.89)

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

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.

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

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).

ствует определенное максимальное количество

водяного пара, мо­

гущего содержаться

в воздухе. Чем выше температура

воздуха,

тем больше величина

этого максимума . Когда

количество

водяно­

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