5.4 Расчет огнестойкости

Здание цеха 29-31 одноэтажное, высотой 8м. Несущие стены выполнены из кирпича, толщина стены 20см. Чердак отсутствует. Крыша представляет собой пустотные железобетонные плиты толщиной 15см, уложенные на поперечные металлические балки из нелегированной стали (швеллер). Пол выполнен из цельных железобетонных плит. Подвальных помещений нет.

Для определения категории огнестойкости здания необходимо знать:

• Предел огнестойкости конструкций здания;

• Температуру кирпичной кладки на обогреваемой поверхности;

• Температуру железобетонных плит на обогреваемой поверхности;

• Критическую температуру металлических балок.

1. Предел огнестойкости конструкций здания(ч):

а) Предел огнестойкости (П_ф) для кирпичной кладки – 4,5 ч.

б) Предел огнестойкости (П_ф) для перекрытий из сборных железобетонных плит армированных холоднотянутой проволокой толщиной 15мм – 0,5 ч.

в) Предел огнестойкости (П_ф) для стальных балок при несгораемых плитах – 0,20 ч.

2. Температура кирпичной кладки на обогреваемой поверхности, вычисляется по формуле А.И. Яковлева:

,

где t_н – начальная температура обогрева, принимаемая равной 30℃, К – коэффициент характеризующий объемную массу материала конструкции, К=0,58 при γ = 1500кг/м³; τ – время, по истечении которого определяется температура на поверхности; – функция ошибок Гаусса.

.

3. Температуру железобетонных плит на обогреваемой поверхности, вычисляется по формуле А.И. Яковлева:

где t_н – начальная температура обогрева, принимаемая равной 30℃, К – коэффициент характеризующий объемную массу материала конструкции, К=0,62 при γ = 2400кг/м³; τ – время, по истечении которого определяется температура на поверхности; – функция ошибок Гаусса.

.

4. Критическая температура металлических балок изготовленных из нелегированной стали Ст3:

Коэффициенты для Ст3:

- критический коэффициент изменения прочности материала;

- предел прочности или текучести материала в нагретом состоянии, 220 МПа;

- предел прочности или текучести материала в нормальном состоянии, 350 МПа.

Вывод: все материалы и несущие конструкции относятся к категории несгораемых материалов, так как под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. На основании вышеизложенного следует, что здание цеха по производству пенополистирола относится к III категории огнестойкости.

5.5 Расчет местной вытяжной вентиляции.

Исходные данные:

- площадь сечения приемника (зонта) – F_раб =1 м²;

- дополнительные отверстия в воздуховоде отсутствуют – F_доп = 5;

- коэффициент запаса – а = 1,1;

- объемный расход выделяющейся пыли — V_t = 80• 10^-3 м³/с;

- температура удаляемого воздуха – 22 °С;

- динамическая вязкость воздуха – μ _с = 2,17 • 10^-5 Па∙с;

- длина воздуховода – L = 35м;

- скорость воздуха в воздуховоде – W_в = 5м/с;

- гидравлическое сопротивление циклона - ∆P_ц = 500Па;

- общий к.п.д. вентиляционной установки – η = 0,5;

- диаметр частицы пыли – d = 100 • 10^-6 м;

- кажущаяся плотность частицы – 𝜌 = 250 кг/м³.

При расчете необходимо найти мощность электродвигателя вентилятора;

Выполнение работы:

1. Вычисление критерия Архимеда:

d – диаметр частиц, м;

ρ – кажущаяся плотность частиц, кг/м³;

ρ_с – плотность воздуха, кг/м³;

g – ускорение свободного падения;

μ_c – динамическая вязкость воздуха;

2. Вычисления критерия Re_вит:

;

3. Вычисления скорости витания частиц:

;

4. Вычисление объемного расхода удаляемого запыленного воздуха:

где

5. Вычисление диаметра воздуховода:

;

6. Вычисление гидравлического сопротивления вентиляционной установки:

где λ=0,016, зависит от критерия Рейнольдса, Re = 1,5223∙10⁵;

7. Вычисление мощности электродвигателя вентилятора: