Тепловые явления
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
? - время, отсчитываемое от начала пожара, мин; Ср - удельная объемная изобарная теплоемкость продуктов горения при постоянном давлении, Дж/(м•К)
Ср = 1250 + [0,12 + 0,1/(0,25 + ?m)]Тm,?.
?0 = 5,7•10-8 - константа излучения абсолютного черного тела, Вт/(м•К); Епр - приведенная степень черноты системы среда - поверхность ограждения
Епр = 1/[1 + 0,0022(Тm,? - 273)],
F - площадь поверхностей теплообмена, м
F = 2(? + b)H + 2ab.
Локальное значение температуры среды в помещении при пожаре для любого момента времени ?
Тх,у, ? - Тm,? (0,8 + 0,2У/0,5Н) [1,33 - ?/(2? + 0,5l)].
Над факелом под перекрытием (? = 0, у = Н)
То,н,? = 1,6 Тm,?.
На высоте от пола (у = 1,5) и на любом расстоянии от границы горения
Т?,1,5, ? = Тm,?(0,8 + 0,6/Н) [1,33 - ?/(2? + 0,5 l)].
?m = Vд/Vо,
?m = 4049,23
Vг = Vг +V0(?m -1),
Vг = 90680,35
В = Мо(0,3+0,7v?/30 )?,
В =7,552
Ср = 1250 + [0,12 + 0,1/(0,25 + ?m)]
Ср = 0,120
Ta = (?Qpн/cpVг) + 273
Ta = (1*42355\0,120*90680)+273=276,89
Tm,? = 0,66 Ta(?BcpVг/?0?прFT3a)0,17,
Tm,? = 0,66*276,89(1*7,552*0,120\5,7•10-8*0,567)0,17=182,74*0,025•10-8=4,709•10-8
Задача
Рассчитайте температурное поле по толщине перекрытия через 0,5 ч после начала пожара, используя полученные при решении задачи 2.1 результаты расчета температуры среды над факелом под перекрытием . Перекрытие представляет собой сплошную железобетонную плиту толщиной 18 см. Толщина слоя бетона ? = 1,2 Вт/(м•К). Начальная температура перекрытия 200С, такую же температуру имеет воздух над перекрытием.
Задачу решить методом конечных разностей графически.
В теории теплообмена при решении задач теплопроводности известными могут быть: температура на внешней поверхности тела, плотность теплового потока на поверхности тела, температура среды, омывающей поверхность тела, и закон теплообмена между средой и поверхностью тела (коэффициент теплоотдачи).
Первый тип задач называют задачами с граничными условиями 1 рода. Второй - задачами с граничными условиями 2 рода. Третий - задачами с граничными условиями 3 рода.
Исходные данные в рассматриваемый период могут изменяться или иметь постоянные значения. В соответствии с этим граничные условия называют изменяющимися или постоянными. Во время пожара, как правило, температура среды и коэффициент теплоотдачи имеют переменные значения.
?? = 2? / ?1max,
где ?1max - максимальное значение коэффициента теплоотдачи на обогреваемой поверхности за период нагревания ( ? = 30 мин), Вт/(м2 • 0С)
Основными факторами, влияющими на предел огнестойкости конструкций, являются влага, коэффициент теплопроводности и прочность арматуры.
Влага в бетоне играет двоякую роль. Во-первых, при действии на бетон высоких температур вода, испаряясь, замедляет темп прогрева, увеличивая тем самым предел огнестойкости. Во-вторых, вода способствует взрывообразному разрушению бетона при интенсивном прогреве вследствие образования пара. Необходимым условием взрыва бетона является быстрое повышение температуры, т.е. прогрев по стандартному температурному режиму или непосредственное воздействие огня на конструкцию.
При пожарах через 10 - 20 мин после воздействия огня на конструкцию бетон взрывообразно разрушается, откалываясь от обогреваемой поверхности пластинами площадью 200 см2 и толщиной 0,5 - 1см. куски бетона отлетают на расстояние до 15м. Такое разрушение происходит по всей поверхности, приводя к быстрому уменьшению сечения конструкции и, как следствие, к потере несущей способности и огнезащитных свойств. При влажности бетона выше 5% и температуре 160 - 200С, что способствует максимальному давлению пара в порах, бетон разрушается почти во всех случаях. При влажности 3,5 - 5% разрушение носит местный характер. При влажности менее 3% взрывы не наблюдаются. При нагревании по растянутому во времени режиму (с достижением стандартных температур через промежуток времени, увеличенный вдвое) бетон не взрывается, несмотря на его повышенную влажность (5 - 6%). При этом вид заполнителя бетона заметно не влияет на его разрушение.
Повышение температуры окружающей среды при пожаре сопровождается переносом теплоты в материал конструкции. Её тепло стремится к тепловому равновесию. Поэтому температура внутренних точек будет изменяться не только в зависимости от координат и их взаимного расположения, но и от времени. Такие процессы теплопередачи принято называть нестационарными.
Незащищенные конструкции в процессе воздействия огня прогреваются равномерно по сечению. Предел их огнестойкости характеризуется временем прогрева металла до критической температуры, которая составляет в среднем для стали 500С, для алюминиевых сплавов - 250С.
Среднее значение коэффициента удельной теплоемкости С ср находится с учетом средней температуры:
,
где Со - начальное значение коэффициента удельной теплоемкости кДж/(кг•К); k -коэффициент пропорциональности. Сср=0,120
Рассчитывается значение параметра ?:
,
где ? - плотность металла, кг/м3. ? = 0,33
По номограмме (рисунок) для известных значений Ткр и ? определяется значение ?.
Распределение относительной избыточной температуры в теплоизолированной железобетонной конструкции при развитие пожара.
По распределение относительной избыточной температуры в теплоизолированной железобетонной конструкции при развитие пожара с учетом выбранного интервала времени и плотности материала опреде?/p>