Материал: Эксергетические потери. Индикаторная и теоретическая диаграмма поршневого компрессора. Истечение газов

Наружный диаметр рукава . Для определения режима течения воздуха найдем число Рейнольдса

.

Число Рейнольдса , коэффициент теплоотдачи от рукава к воздуху найдем по формуле

,

.

Коэффициент теплопередачи от воды к воздуху найдем по формуле

,

где  - эквивалентный коэффициент теплопроводности материала рукава.

.

Массовый расход воды в рукаве

.

Количество теплоты, отдаваемое водой воздуху, найдем через изменение энтальпии воды

.

Средний диаметр рукава . Тогда максимальная длина рукавной линии

.

Задача 3. Лучистый теплообмен

Определить минимальное расстояние, обеспечивающее безопасность соседнего с горящим объекта, при исходных данных: проекция факела пламени горящего объекта имеет прямоугольную форму размером , его температура , а степень черноты . На поверхности негорящего объекта: допустимое значение температуры , допустимое значение плотности теплового потока (критическая плотность) , степень черноты поверхности .

Кроме того, оценить безопасное расстояние от факела для личного состава, работающего на пожаре без средств защиты, при условии а) кратковременного пребывания; б) длительной работы. При кратковременном тепловом воздействии для кожи человека , при длительном . При решении задачи учитывать только теплообмен излучением. Коэффициент безопасности принять равным .

Исходные данные:

; ; ; ;

; ; ; .

Минимальное расстояние, обеспечивающее безопасность соседнего с горящим объекта, найдем из условия

, (1)

результирующая плотность теплового потока между факелом и поверхностью тела,

коэффициент излучения абсолютно черного тела,

приведенная степень черноты системы,

средний по поверхности полный коэффициент облученности,

коэффициент облученности, зависящий от расстояния между факелом и облучаемым телом.

Из равенства (1) получим

.

Для объекта  и

.

Для личного состава при кратковременном пребывании

 и

.

Для личного состава при длительном пребывании

 и

.

Коэффициент облученности  будем определять по формуле для двух плоскопараллельных поверхностей, расстояние между которыми равно  (Теплотехнический справочник. Под общ. ред. В. Н. Юренева и П. Д. Лебедева. В 2-х т. Т. 2. Изд. 2-е, перераб. М. Энергия, 1976 стр. 191).

которая при  и  принимает вид

или

Зададим , при этом значении

Зададим , при этом значении

Зададим , при этом значении

При этом значении

Минимальное расстояние, обеспечивающее безопасность соседнего с горящим объекта, .

Зададим , при этом значении

Зададим , при этом значении

Зададим , при этом значении

Зададим , при этом значении

При этом значении

.

Минимальное расстояние, обеспечивающее безопасность личного состава при кратковременном пребывании, .

Зададим , при этом значении

Зададим , при этом значении

При этом значении

.

Минимальное расстояние, обеспечивающее безопасность личного состава при длительном пребывании, .

Задача 4. Температурный режим при пожаре в помещении

Производство, связанное с обращением ГЖ, размещено в помещении размерами в плане  и высотой . При аварии технологических аппаратов возможны и розлив жидкости на пол, и возникновение пожара. Предусмотрены устройства, ограничивающие растекание жидкости на полу на площади квадрата  расстояние от границы горения до стены с оконными и дверными проемами, через которые будет происходить газообмен при пожаре в помещении с внешней средой, .

Механическая вентиляция при возникновении пожара выключается. За счет естественного газообмена в помещение поступает такое количество воздуха, что на  горящей жидкости в среднем приходится  воздуха.

Рассчитайте возможную температуру среды в помещении при возникновении пожара:

а) среднеобъемную через 5, 15 и 30 мин его развития;

б) локальную в точке над факелом под перекрытием через 5, 15 и 30 мин его развития;

в) локальную в точках, находящихся на высоте  от пола и расстояниях от границы горения , ,  и , через 2 мин его развития.

Постройте графики:

а) изменения среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре во времени;

б) изменения температуры среды в точке над факелом под перекрытием во времени;

в) изменения температуры среды на высоте  в зависимости от расстояния от границы горения для 2 мин развития пожара.

По графику установите, на каком расстоянии от выхода значение температуры среды достигнет .

Исходные данные:

, , , ,

, ,

жидкость - бутиловый спирт.

Низшая теплота сгорания рабочей массы бутилового спирта

,

теоретический объем воздуха, необходимый для его горения

,

теоретический объем продуктов горения (при коэффициенте избытка воздуха )

(из приложения 2 к методическим указаниям).

Коэффициент избытка воздуха

,

тогда приведенный объем продуктов горения

.

Площадь поверхности теплообмена

.

Массовая скорость выгорания жидкости

(из приложения 2 к методическим указаниям), тогда масса жидкости, сгоревшей за 2 мин пожара

,

масса жидкости, сгоревшей за 5 мин пожара

,

масса жидкости, сгоревшей за 15 мин пожара

,

масса жидкости, сгоревшей за 30 мин пожара

.

Пусть  - среднеобъемная температура среды в помещении при пожаре,  - коэффициент полноты горения. Тогда приведенная степень черноты системы «среда - поверхность ограждения»

,

удельная объемная изобарная теплоемкость продуктов горения

температура продуктов горения

.

Среднеобъемная температура среды в помещении при пожаре для любого момента времени  определяется по формуле

,

где  - масса жидкости, сгоревшей за  мин пожара,  - константа излучения абсолютно черного тела. Подставим в эту формулу известные значения величин и выражений

.

Для определения среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре через 2 мин после возникновения пожара получим уравнение

. (1)

Для определения среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре через 5 мин после возникновения пожара получим уравнение

. (2)

Для определения среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре через 15 мин после возникновения пожара получим уравнение

. (3)

Для определения среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре через 30 мин после возникновения пожара получим уравнение