Расчет времени эвакуации

 

Решение:

Плотность наружного воздуха:

ρ_Н = 353/( t_Н + 273) = 353/( - 28 + 273) = 1,44 кг/м³;

Плотность воздуха в здании:

ρ_В = 353/( t_В + 273) = 353/( 16 + 273) = 1,22 кг/м³;

Плотность продуктов горения:

ρ_ПГ = 353/( t_ПГ + 273) = 353/( 300 + 273) = 0,616 кг/м³;

Наружное давление на наветренном  фасаде:

Р_{НН, I} = 0,8(ρ_Н · V²_B) / 2 – g · h_эт · (i – 1)( ρ_Н - ρ_В).

Р_{НН, 1} = 0,8(1,44 · 3²) / 2 – 9,81 · 3 · (1 – 1)( 1,44 – 1,22) = 5,2 Па.

Р_{НН, 2} = 0,8(1,44 · 3²) / 2 – 9,81 · 3 · (2 – 1)( 1,44 – 1,22) = -1,28 Па.

 

 

Наружное давление на заветренном  фасаде:

Р_{НЗ, I} = -0,6(ρ_Н · V²_B) / 2 – g · h_эт · (i – 1)( ρ_Н - ρ_В).

Р_{НЗ, 1} = - 0,6(1,44 · 3²) / 2 – 9,81 · 3 · (1 – 1)( 1,44 – 1,22) =  - 3,9 Па.

Р_{НЗ, 2} = - 0,6(1,44 · 3²) / 2 – 9,81 · 3 · (2 – 1)( 1,44 – 1,22) =  - 10,37 Па.

Давление внутри здания:

Р_{В, I} = (Р_{НН, I} + Р_{НЗ, I})/2.

Р_{В, 1} = (5,2 - 3,9)/2 = 0,65 Па.

Р_{В, 2} = (-1,28 - 10,37)/2 = - 5,83 Па

Результаты расчетов заносим  в таблицу.

№ этажа	РНН, I, Па	РНЗ, I, Па	РВ, I, Па	РШ, I, Па
1	5,2	-3,9	0,65	- 236,8
2	-1,28	-10,37	-5,83	- 257,4
Выброс	-7,75

 

Расход удаляемого дыма:

G_Д = 1,2 · bД · hД^3/2 = 1,2 · 1,0 · 2,1^3/2 = 3,65 кг/с.

Площадь проходного сечения  клапана дымоудаления:

F_КЛ = (0,8 - 0,03) · (0,6 - 0,05) = 0,424 м².

Скорость дыма в клапане:

V_Д = G_Д/( Fкл · ρ_ПГ) = 3,65/(0,424 ·0,616) = 14 м/с.

Потери давления в клапане  дымоудаления:

ΔР_КЛ = ξ_КЛ · (ρ_ПГ · V_Д²)/2 = 4·(0,616 · 14²)/2 = 242 Па.

Давление в шахте дымоудаления на уровне первого этажа:

Р_{Ш, 1} = Р_{НН, 1} -  ΔР_КЛ = 5,2 - 242 = - 236,8 Па.

 

Скорость дыма в шахте  дымоудаления между первым и вторым этажами:

V_{Ш, 1-2} = G_Д/(а_Ш · b_Ш · ρ_ПГ) = 3,65/(0,8 · 0,6 · 0,616) = 12,33 м/с.

Эквивалентный диаметр проходного сечения шахты дымоудаления:

d_ЭКВ = 4 · а_Ш · b_Ш /(2 ·( а_Ш + b_Ш)) = 4 · 0,8 · 0,6 /(2 ·( 0,8 + 0,6)) = 0,685 м.

Давление в шахте дымоудаления на уровне второго этажа:

Р_{Ш, 2} = Р_{Ш, 1} -  λ · (h_эт / d_ЭКВ ) · (ρ_1-2 · V²_{Ш, 1-2}/2) =   - 236,8 - 0,1· (3/0,685 ) · (0,616  · 12,33² /2) = - 257,4 Па.

Характеристика сопротивления  дымогазопроницанию шахты и клапана дымоудаления:

S_КЛ = S_УД/ F_КЛ = 3000/(0,8 · 0,6) = 6250 м^-1.

Расход воздуха, фильтрующегося через щели и неплотности шахты и закрытого клапана дымоудаления на втором этаже:

G_Ф = [(Р_{В, 2} - Р_{Ш, 2})/ S_Ш]^0,5 = [(-5,83 + 257,4)/ 6250]^0,5 = 0,2 кг/с.

Температура дыма выше второго этажа:

Т _>2 = (G_Д · Т_Д + G_Ф · Т_В)/( G_Д · G_Ф) =  (3,65 · 573 +  0,2 · 245)/( 3,65 + 0,2) =

= 556 К.

Плотность дыма выше второго этажа:

ρ _>2 = 353 / Т_1-2 = 353/556 = 0,635 кг/м³.

Производительность вентилятора:

Q_В = 3600(G_Д + G_Ф)/ ρ _>2 = 3600(3,65 + 0,2)/0,635 = 21827 м³/ч.

Давление на оголовке шахты  дымоудаления:

Р_В = Р_{Ш, 2} + Р_ВЫБР =  - 257,4 - 7,75 = -265,2 Па