В помещении площадью 50 м2 сложен горючий материал в форме куба. Ребро куба а = 4 м, плотность материала r = 500 кг/м3, низшая теплота сгорания Qн = 20000 кДж/кг, коэффициент полноты сгорания β = 0,7.Рассчитать удельную пожарную нагрузку помещения и коэффициент поверхности. Определить параметры пожара: массовую скорость выгорания абсолютную, удельную и приведённую; теплоту пожара, если за 120 мин горения масса материала уменьшилась на 10 %
Удельная пожарная нагрузка (Qуд) рассчитывается по формуле:
Qуд = (плотность материала) * (низшая теплота сгорания) * (коэффициент полноты сгорания)
Qуд = 500 кг/м3 * 20000 кДж/кг * 0,7 = 7 000 000 Дж/м3
Теперь рассчитаем коэффициент поверхности (β), который показывает, какая часть площади поверхности материала приходится на единицу его объема.
Для куба со стороной а = 4 м коэффициент поверхности можно найти по формуле:
β = 6 / а
β = 6 / 4 м = 1,5 м-1
Перейдем к определению параметров пожара. Массовая скорость выгорания (V) показывает, сколько килограммов материала сгорает за единицу времени.
Массовая скорость выгорания определяется по формуле:
V = (прирост массы материала) / (время горения)
Так как нам дано, что за 120 мин горения масса материала уменьшилась на 10%, это означает, что прирост массы материала составил (1 - 0,1) * (объем материала) * (плотность материала).
Объем материала (V) рассчитывается по формуле:
V = а^3 = 4 м^3
Теперь можем рассчитать массовую скорость выгорания:
V = (1 - 0,1) * (4 м^3) * (500 кг/м3) / (120 мин * 60 сек/мин) = 0,0556 кг/с
Удельная скорость выгорания (v) показывает, сколько килограммов материала сгорает за единицу времени и единицу площади поверхности.
Удельная скорость выгорания рассчитывается по формуле:
v = (Массовая скорость выгорания) / (площадь поверхности)
Площадь поверхности (S) куба рассчитывается по формуле:
S = 6 * а^2 = 6 * (4 м)^2 = 96 м^2
Теперь можем рассчитать удельную скорость выгорания:
v = 0,0556 кг/с / 96 м^2 = 0,000578 кг/(с * м^2)
Приведенная скорость выгорания (vпр) показывает, сколько килограммов материала сгорает за единицу времени на единицу объема материала.
Приведенная скорость выгорания рассчитывается по формуле:
vпр = (Массовая скорость выгорания) / (объем материала)
Теперь можем рассчитать приведенную скорость выгорания:
vпр = 0,0556 кг/с / 4 м^3 = 0,0139 кг/(с * м^3)
Теплота пожара (Qп) показывает общее количество тепла, выделяемого при сгорании материала.
Теплота пожара рассчитывается по формуле:
Qп = (Массовая скорость выгорания) * (низшая теплота сгорания)
Теперь можем рассчитать теплоту пожара:
Qп = 0,0556 кг/с * 20000 кДж/кг = 1112 кДж/с
Надеюсь, ответ был понятен и познавателен. Если у тебя возникнут еще вопросы - не бойся задавать!