СПбУГПС, специальные главы теплотехники (контрольная работа)

Численные значения, необходимые для выполнения индивидуального задания, зависят от номера зачетной книжки слушателя. Если номер зачетной книжки имеет один знак, например, № 1, то слева необходимо приписать 00, т. е. номер варианта 001. Если номер зачетной книжки имеет 2 знака, например, № 10, то слева необходимо приписать 0, т. е. номер варианта 010. Если номер зачетной книжки имеет 4 знака, например, № 1020, то необходимо использовать только 3 знака справа, т. е. номер варианта 020. Таким образом, любой одно- двух- и болеезначный номер зачетной книжки приводится к трехзначному номеру варианта выполняемого задания. Например, в числе 012 первая цифра номера варианта 0, вторая 1, последняя 2 определят численные значения исходных параметров задания.

При выполнении контрольной работы  выполняются задания 1,2 и 3.

ЗАДАНИЕ 1. РАСЧЕТ СРЕДНЕОБЪЕМНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ СРЕДЫ В ПОМЕЩЕНИИ ПРИ ПОЖАРЕ

Производство, связанное с обращением ГЖ, размещено в помещении размерами a ´ b, м. и высотой Н, м. При аварии технологических аппаратов возможен розлив жидкости на пол и соответственно, возникновение пожара. При возможной аварии, предусмотрены устройства, ограничивающие растекание жидкости на полу площадью не более f, м². Расстояние от предполагаемой границы горения до стены с оконными и дверными проемами, через которые будет происходить газообмен при пожаре с внешней средой l, м.

Механическая вентиляция при возникновении пожара выключается. За счет естественного газообмена в помещение до пожара поступало V_а,  воздуха.

Рассчитайте возможную среднеобъемную температуру среды в помещении при возникновении пожара через 2, 5, 15 и 30 мин его развития.

Постройте график изменения среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре во времени.

Исходные данные для выполнения расчета приведены в таблицах 1–3.

Результаты расчета представить в виде таблицы 4 и графика.

Исходные данные для расчета

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Результаты расчетов

Таблица 4

ПОРЯДОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

1. Выпишите из приложения 2 значения М_о, Q^p_н, V⁰_г и V₀ для заданной жидкости.

2. Рассчитайте значения F  и  V_п.

3. Рассчитайте средний расход горючей жидкости В  за время развития пожара τ = 2 мин.

4. Рассчитайте среднее значение коэффициента избытка воздуха α_m.

5. Рассчитайте приведенный объем продуктов горения V_г.

6. Задайтесь значением среднеобъемной температуры в помещении для данного значения τ развития пожара.

7. Рассчитайте значение  температуры  жидкости  Т_а  для определения C_p.

8. Рассчитайте удельную объемную изобарную теплоемкость среды С_р в помещении при пожаре.

9. Рассчитайте значение приведенной степени черноты системы ε_пр.

10. Рассчитайте значение адиабатной температуры горения жидкости Т_а.

11. Рассчитайте значение среднеобъемной температуры среды Т_m,τ в помещении для данного значения τ  развития пожара.

12.Сравните полученное расчетом (п. 11) значение среднеобъемной температуры с принятым ранее значением ее для нахождения величин С_р и ε_пр (пп. 8 и 9).

При неудовлетворительном совпадении (расхождение более ±2%) следует  повторить расчет, но уже в качестве нового приближения  Т_m,τ  используется значение полученное в (п. 11).

Расчеты по пп. 3–12 выполните для τ =5, 15 и 30 мин развития пожара в помещении. По результатам расчетов постройте график изменения среднеобъемной температуры во времени  T_m = f(τ).

Полученный график в дальнейшем используется для решения последующей задачи (задание 2), поэтому его следует выполнить на отдельном листе в удобном для работы масштабе.

ЗАДАНИЕ 2. РАСЧЕТ ЛОКАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ СРЕДЫ В ПОМЕЩЕНИИ ПРИ ПОЖАРЕ

Используя условия и результаты расчетов задания 2, рассчитайте возможные значения температур среды в помещении:

- под перекрытием над факелом для τ = 2, 5, 15 и 30 мин развития пожара. По результатам расчетов этого пункта постройте график  изменения температуры во времени  Т_{(х = о, у = н)} = f(τ);

- локальную в точках, находящихся на высоте у = 1,5 м от пола и расстояниях от границы горения 0,25 l, 0,5 l, 0.75 l и l, через 2, 5, 15 и 30  мин его развития. По результатам расчетов этого пункта постройте графики Т_{(х , у = 1,5)} = f(τ).

Результаты расчета представить в виде таблицы 1  и графиков.

Таблица 1

ПОРЯДОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

1. Рассчитайте значение температуры под перекрытием над факелом Т_{(х = о, у = н)}  для τ = 2, 5, 15 и 30 мин развития пожара.

2. Рассчитайте температуру среды в помещении на заданных расстояниях от границы горения на высоте 1,5 м от пола для τ = 2, 5, 15 и 30 мин развития пожара.

3. Представить графически изменение температуры среды на высоте 1,5 м   во времени и на различных расстояниях от границы горения Т_{(х, у = 1,5)} = f(τ) 

4. По результатам расчетов п.п.1 и 2 постройте зависимости на одном рис.:

а) T_m = f(τ) – зависимость среднеобъемной температуры от времени;

б) Т_{(х = о, у = н)} = f(τ)  - зависимость температуры под перекрытием;

в) Т_{(х = l, у = 1,5)} = f(τ)  - зависимость температуры на высоте 1,5 м в торце цеха.

ЗАДАНИЕ 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ РАБОЧЕЙ АРМАТУРЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ

В результате пожара в производственном помещении, одна из железобетонных колонн цилиндрической формы радиусом R оказалась в среде (продукты сгорания), температура которой мгновенно повышается до температуры t_f  и остается постоянной. Начальная температура колонны t₀.

Определить толщину защитного слоя (бетон) рабочей арматуры d, при которой через τ часа прогрева температура на поверхности рабочей арматуры не превышала бы толщину защитного слоя рабочей арматуры в железобетонных колоннах t_кр.

Результаты расчета занести в таблицу 4.

Исходные данные для расчета

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Примечание: l =  l ₀  + b t

Результаты расчета

Таблица 4