4. Расчет низшей теплоты сгорания и температуры горения

Расчет низшей теплоты сгорания веществ, горение которых происходит в помещении (в соответствие с вариантом задания), определяется в соответствие с методикой изложенной в [9].

Для сложных веществ переменного состава, находящихся в твёрдом и жидком агрегатных состояниях, а также сложных веществ постоянного состава, теплоту сгорания рассчитывают по формуле Д.И. Менделеева. Вычисления проводят с использованием массовых долей (%), соответственно, углерода, водорода, кислорода, серы и азота в горючем веществе.

Q_н = 339,4  ω(С) + 1257  ω(Н) - 108,9  (ω(О) + ω(N) – ω(S)) – 25,1(9ω(Н) + ω(W)), кДж/кг

где: 339,4; 1257; 108,9; 25,1; 9 - коэффициенты при углероде, водороде, кислороде величины безразмерные;

ω(С), ω(Н), ω(О), ω(N), ω(S), ω(W) - массовые доли углерода, водорода, кислорода, азота, серы, влаги в горючем веществе %.

Для последующих расчетов полученную величину низшей теплоты сгорания переводят в Дж/кг.

Максимальная температура, до которой нагреваются продукты горения, называется температурой горения. Расчет температуры горения веществ производится в соответствие с методикой, изложенной в [9].

5. Расчет параметров развития пожара

5.1. Определение приведенной массовой скорости выгорания

Приведенная массовая скорость выгорания – это количество вещества или материала, выгорающее с единицы площади поверхности в единицу времени -V_{м пр}. (кг/м²∙с). Она определяется на три заданных отрезка времени t₁, t₂ и t₃ по справочнику руководителя тушения пожара [4, 10]. В том случае, если в справочнике руководителя тушения пожара массовая скорость выгорания дана в кг/м²∙мин, ее необходимо перевести в кг/м²∙с, разделив на 60.

Для древесины приведенную массовую скорость выгорания можно определить по графику (рис. 2) в зависимости от соотношения площади приточных проемов (S_пр) к площади пожара на заданный момент времени (S_пⁱ).

Рис. 2. Зависимость приведенной массовой скорости выгорания

от площади проемов

V_{м пр}. – приведенная массовая скорость выгорания; S_пр площадь приточных проемов; S_пⁱ - площадь пожара на заданный момент времени.

5.2. Расчет плотности теплового потока

Плотность теплового потока – это количество тепла, проходящее через 1 м² изотермической поверхности за единицу времени (q, Вт/м²).

Плотность теплового потока определяется на каждом интервале времени развития пожара по формуле:

где:  - коэффициент химического недожога, принимается по справочнику руководителя тушения пожара [4, 10], величина безразмерная;

V_{м. пр.} – приведенная массовая скорость выгорания, кг/(м² ∙ с);

S_п – площадь пожара на определенный i момент времени, м²;

– низшая теплота сгорания, расчетная (п. 4), Дж/кг;

S_огр – площадь поверхности ограждающих конструкций, м²;

Площадь поверхности ограждающих конструкций рассчитывают по формуле:

S_огр = S_пол + S_пер + S_ст , м²

где: S_пол - площадь пола, м²;

S_пер – площадь перекрытия, м²;

S_ст - площадь стен помещения, м².

Если горючая нагрузка в помещении неоднородна, то η, V_м. _пр., принимаются как средние арифметические значения.