КР,ТЕРМОДИНАМИКА,В09,2022. Задача 1 2 Расчёт цикла двигателя внутреннего сгорания (двс) 7 Задача 2 7 Стационарная теплопроводность 19 Задача 3 19

Название	Задача 1 2 Расчёт цикла двигателя внутреннего сгорания (двс) 7 Задача 2 7 Стационарная теплопроводность 19 Задача 3 19
Дата	10.04.2022
Размер	1.34 Mb.
Формат файла
Имя файла	КР,ТЕРМОДИНАМИКА,В09,2022.docx
Тип	Задача #460241
страница	10 из 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Термодинамика пожара в помещении

Задача № 10

При пожаре в помещении объемом V, м³ среднеобъемная температура газовой среды Т, К, изменялась в интервале времени

мин по закону

.

В момент времени τ= 40 мин скорость выгорания горючей нагрузки составляла ψ, кг/с, теплота сгорания материала равнялась Q_nДж/кг; тепловой поток в ограждающие конструкции составлял величину Q_w, Вт. Теплосодержание газообразных продуктов пиролиза i_n, поступающих в помещение в количестве ψ (и затем сгорающих), равнялось 1700 Дж/с.

Определить значение расходов воздуха G_в, кг/с, поступающего в помещение через проемы, и газа G_г, кг/с, уходящего, через проемы из помещения, в момент времени τ=40 мин. Рассчитать, во сколько раз G_гбольше G_в.

При расчетах принять:

теплоемкость уходящих газов с_рг, Дж/(кг·К), равна теплоемкости входящего воздуха с_рв;
среднеобъемное давление в помещении р_m, Па, при пожаре не изменяется;
газовая постоянная R, Дж/(кг·К), и показатель адиабаты для среды в помещении остаются неизменными;

температура входящего в помещение воздуха Т_в = Т₀_m =293 К;
температура уходящих газов равна среднеобъемной температуре газов.

Исходные данные для выполнения расчетов выбрать из таблицы 10.1.

Таблица 10.1

Последняя цифра шифра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
V, м³	1150	1100	1050	1000	950	900	850	800	750	700
a·10⁷, c	0,7	0,75	0,8	0,85	0,9	0,95	1,0	1,05	1,1	1,15
Предпоследняя цифра шифра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
, кг/с	0,17	0,16	0,15	0,14	0,13	0,12	0,11	0,1	0,09	0,08
Q_w·10^-5, Дж/с	4,4	4,5	4,6	4,7	4,8	4,9	5,0	5,1	5,2	5,3

Решение:

Расчёт термогазодинамики пожара в помещении основывается на решении уравнения пожара, которые описывают изменения среднеобъемных параметров состояния среды с течением времени.

В данном случае решается система уравнений, состоящая из уравнения материального баланса пожара в помещении и уравнения энергии.

Уравнение материального баланса пожара в помещении

(1)

Во многих случаях изменением свободного объема помещения можно пренебречь (т.е. считать, что

). В этих случаях, уравнение (1) преобразуется к следующему виду:

(2)

Уравнение энергии пожара

(3)

где

Для решения системы уравнений, где неизвестными являются G_в и G_г, необходимо определить остальные параметры. В левой части уравнения материального баланса находится производная

. По условию задачи среднеобъемное давление и газовая постоянная среды при пожаре остаются неизменными. Исходя из этого и используя уравнение состояния для среднеобъемных параметров (8.19) [1], можно записать:

или

тогда:

.

Левая часть уравнения энергии равна нулю, так как

.

Теплоемкость уходящих газов равна теплоемкости входящего воздуха и определяется по таблицам физических параметров для сухого воздуха.

Среднеобъемная плотность среды

, кг/м³, до пожара в помещении также находится по таблицам физических параметров для сухого воздуха при температуре

Среднеобъемную температуру среды при пожаре определяем по условию задачи:

Теплоту сгорания материала равняется

Дж/кг (древесина в изделиях) выбрали самостоятельно, в связи с отсутствием данных в условии задачи.

Подставляя исходные данные в уравнения (2) и (3) получим

Тогда,

Рассчитаем, во сколько раз G_гбольше G_в.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Сборник задач по теплотехнике/М.Г. Шатров, И.Е. Иванов, С.А. Пришвин и др. - Академия, 2012 г.

2.Шатров М.Г., Иванов И.Е., Пришвин С.А., Матюхин Л.М., Дунин А.Ю., Ерещенко В.Е. Теплотехника: учебник для студ. высш. учеб. заведений (под. ред. М.Г. Шатрова. – 2-е изд., испр.) М.: Издательский центр "Академия", 2012 - 288 с.

3. Делягин Г.Н., Лебедев В.И. и др. Теплогенерирующие установки. Учебник для вузов, М.: БАСТЕТ, 2010. - 624 с.

4. Иванова Г.М. Теплотехнические измерения и приборы: учебник для вузов. 2007 - 460 с.

5. Кудинов И.В., Стефанюк Е.В. Теоретические основы теплотехники: учебное пособие, Ч. I. Термодинамика Самара: Самарский государственный архитектурно-строительный университет, 2013, 172 стр. https://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=256110&sr=1

6. Никитин В.А. Лекции по теплотехнике: конспект лекций. Оренбург: ОГУ, 2011. 532 стр.

https://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=259242&sr=1

7. Сборник задач по технической термодинамике. Уч. пособие./Т. Н. Андрианова., Б.В.Дзампов., В.Н.Зубарёв, С.А.Ремизов., Н.Я.Филатов. МЭИ 2000

8. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях [Текст]: учеб. / О. Л. Данилов, А. Б. Гаряев, И. В. Яковлев; ред. А. В. Клименко. - 2-е изд., стер. - М.: Изд-во Моск. энергет. ин-та, 2011. - 424 с.

9. Задачник по термодинамике и теплопередаче в пожарном деле / под ред. кандидата технических наук, доцента М.П. Башкирцева – М.: Редакционно-издательский отдел, 1979. – 318 с.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10