Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Изменение параметров теплопереноса в материалах при нагреве




Скорость прогрева конструкций в условиях пожара определяется величинами параметров теплопереноса (теплофизических характеристик) в материалах, из которых конструкции изготовлены (Вы изучали эти параметры по дисциплине «Термодинамика и теплопередача», а также по теме № 1 данной дисциплины), это:

· коэффициент теплопроводности - l, Вт/м ×0С;

· удельная теплоемкость - с, Дж/кг×0С;

· коэффициент температуропроводности - а, м2/с.

В процессе нагрева материалов эти параметры изменяют свои числовые значения. В качестве иллюстраций этого процесса на рис. 1.1 показан характер изменения величин (lt, Сt) в зависимости от температуры нагрева - для легких искусственных каменных материалов.

 

Рис. 1.1 Характер изменения коэффициентов теплопроводности (lt) и теплоемкости (Сt) от температуры нагрева.1-характер зависимости получен экспериментально (для материалов, аналогичных асбестоцементу [5], а также легкому бетону); 2-линейная аппроксимация экспериментальных зависимостей.

 

Как видно из рисунка, эта зависимость далеко не линейна, однако для использования в расчетах пределов огнестойкости такие зависимости обычно выражают в виде линейных, что не совсем корректно, но удобно для использования в расчетах. Тогда формулы для расчета этих величин принимают вид линейных функций

lt =l0 + Вt; (1.1)

Сt0 + Dt, (1.2)

где l0, С0 - значения теплофизических характеристик при 0 0С (обычно на языке программирования и в справочных данных их обозначают буквами А и С, соответственно);

В, D - коэффициенты, выражающие характер изменения теплофизических параметров от температуры (тангенс угла наклона аппроксимированной прямой к оси абсцисс).

В ФГУ ВНИИПО МЧС России величины (В, Д) определяют путем решения так называемой «обратной» задачи теплопроводности и сравнения полученных результатов с экспериментальными данными о прогреве конструкции (плиты перекрытия) во время ее стандартных испытаний (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Характер изменения температуры от времени (1 - в печи, 2 - в конструкции, 3 - расчетные данные) при стандартном испытании на огнестойкость плиты перекрытия, с размерами 1х1 м.

При этом, зная из справочной литературы начальные значения (l0, С0) и имея экспериментальные данные об изменении температуры по толщине плиты, произвольно задаваясь (в качестве исходных данных) величинами (В, Д) и многократно решая теплотехническую часть задачи огнестойкости конструкции с помощью ПК методом последовательного приближения, получают близкое совпадение расчетных значений изменения температуры от времени с экспериментальными данными.

При результатах, близко совпадающих между собой, принимают подобранные числовые значения (В, Д) за истинные и вводят в справочные таблицы, которые имеются и в рекомендованной Вам для подготовки к семинарскому занятию литературе [1, 2, 4].

Представляется не совсем удачным называть такой метод определения коэффициентов (В, Д) методом решения обратной задачи, т. к. для этого решают многократно прямую задачу теплопроводности.

Коэффициент температуропроводности материала также изменяется с повышением температуры. Его вычисляют по формуле

а t = (1.3)

где ρ0t - объемная масса материала при соответствующей температуре, кг/м3.

При изучении темы № 1 первого раздела дисциплины отмечалось, что у влажных материалов теплопроводность выше, чем у сухих. При пожаре за счет процессов сушки и влагопереноса числовые значения теплофизических характеристик (параметров теплопереноса - lt, сt, а t) изменяются. Однако в связи со сложностью процессов тепловлагопереноса и еще большей сложностью их математического моделирования (хотя есть такие модели и программы расчета на ПК) для практических расчетов пределов огнестойкости конструкций д. т. н. проф. А.И. Яковлев [6] предложил упрощенную формулу учета влияния влаги на коэффициент температуропроводности бетона

, (1.4)

где акр - приведенное значение коэффициента температуропроводности бетона, м2/ч;

λt,ср; сt,ср - средние значения коэффициента теплопроводности и удельной теплоемкости бетона, вычисленные при усредненной температуре - 450 0С (эта температура указана для ручного счета; использование ПК позволяет вычислять указанные характеристики при любой температуре).

u - массовые влагосодержания материала, %;

ρ0- объемная масса материала, кг/м3.






Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-12; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 993 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Велико ли, мало ли дело, его надо делать. © Неизвестно
==> читать все изречения...

4584 - | 4163 -


© 2015-2026 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.