Распределения температуры
Пропорциональные соотношения, описываемые формулами (4.12) — (4.14), согласуются с зависимостями, которые были получены при более фундаментальном подходе [268], а также с формулами, которые были выведены эмпирически в работе [238] на основании детальных измерений распределения температур и скорости в факеле, сформированным восходящими потоками над экспериментальным очагом пожара метана (разд. 4.3.2 ) (см. рис. 4.8, б и рис. 4.17). Пропорциальные соотношения послужили основой для правил моделирования, которые можно применить для корреляции данных и сопоставления явлений при условиях, когда рассматриваемые процессы подобны (см.
существу это обусловлено достигнутой относительно устойчивой конфигурацией, т. е. благодаря восходящему потоку горячих газов через холодный воздух. Перепад плотности противодействует процессу перемешивания, и, следовательно, это задерживает сгорание паров горючего. Распространение пламен под потолком может оказаться важным этапом нарастания пожара в замкнутых помещениях. Это явление впервые было исследовано в работе [179], где исследовалось отклонение диффузионных пламен, генерированных стендовой газовой горелкой с пористым устьем. Пламя изучалось под открытым перевернутым коробом, дно которого располагалось под горелкой (рис. 4.20). Стенки короба были невозгораемыми. Такая ситуация моделирует поведение пламени под потолком коридора. В таких условиях легче изучать рассматриваемое явление, нежели в условиях неограниченного потолка. Было показано, что возникновение и поведение пламени в большей мере зависит от высоты потолка над горелкой (h на рис. 4.20) и от скорости истечения газов: таким образом, чем больше происходит захват воздуха в вертикальной части пламени, тем ограниченней развивалась горизонтальная часть пламени и тем ближе к потолку происходило горение. В иных условиях, а именно, при большой подаче горючего или при низком потолке (малая h) было установлено, что горящий богатый горючим слой распространялся к концу коробчатого канала, причем область, охваченная пламенем, приходилась на нижнюю границу. Разница между двумя этими альтернативными режимами горения четко видна на рис. 4.21, где показаны распределения температур по высоте под потолком на расстоянии 2 и 5,2 м от закрытого конца канала (см. рис. 4.20).
Вторая ситуация, показанная на рис. 9.3, б, относится к пожару хорошо проветриваемого помещения. В данной ситуации пожар может свободно развиваться, образуя в верхней части помещения слой хорошо перемешанных раскаленных задымленных газов. Точно такая же модель была теоретически изучена в работе [313]. Помимо прочего, исследовались соотношения между лучистым тепловым потоком на уровне пола и различными параметрами, включая размер помещения, теплопроводность границ помещения и площадь, охваченную пожаром. Некоторые из результатов этого исследования будут рассмотрены ниже. Третья ситуация, т. е. пожар в слабо вентилируемом помещении, где наложено существенное ограничение на приток свежего воздуха и на отток продуктов сгорания на последних этапах периода нарастания пожара. В данном случае припотолочный слой толще, чем во второй ситуации, и ему присуща ярко выраженная эпюра распределения температур внутри слоя. Но и в первом, и во втором случае явно теперь проявляется тенденция, которая заключается в том, что большая часть лучистого теплового потока, действующего на нижнюю часть помещения в период нарастания пожара, исходит от раскаленных продуктов сгорания с образованием дыма [100], [311],
Исследования показывают, что и в конвективной части струи существует неравномерность распределения температур как по высоте струи, так и в ее поперечном сечении. Наибольшая температура отмечена на оси струи и наименьшая — на ее границе. Температура уменьшается также по мере удаления от очага горения.
Характер распределения температур в помещении исследовали М. П. Башкирцев [4] и П. С. Попов [49]. Температуру (в момент времени т) в помещении с координатами х и у приближенно определяют по формуле [4]:
Исследованиями [46, 47] установлен характер неравномерности распределения температур в помещении и определены коэффициенты неравномерности температур kt — t/t0 в зависимости от высоты h и расстояния / (табл. 6.2).
Кроме одномерного расчета распределения температур применяется также уточненный расчет полей скорости, давления и температур теплоносителей. Например, при боковом подводе и отводе теплоносителя в межтрубное пространство трубный пучок теплообменника представляется в виде пористого тела с анизотропными свойствами, которое пронизывается двумя теплоносителями, не взаимодействующими в гидравлическом отношении, но взаимодействующими путем теплопередачи (гомогенная модель теплопереноса) (рис.6).
Однако при 1'енерации УТ неизвестно, какое из двух неравенств должно быть применено. Авторы данного обзора предлагают .что определить с помощью логического'анализа значений водяных эквивалентов потоков: WrjC\J> H'V.CYf'? ' ^иРактеР распределения температур и УТ с противотоком зависит от величины водяных эквивалентов потоков [47-49, 56, 61]. Если W' С\ > W-,,Сх,' ™ КРИВЫВ изменения температур потоков в УТ имеют
Для расчета величин EI и Е2 необходимо знать объем очага пожара, закон распределения температур по его высоте, а также коэффициенты отражения и скорости распространения ультразвука.
Таким образом, скорость ультразвуковой волны, проходящей через конвективный поток, не является величиной постоянной и изменяется в зависимости от распределения температур по высоте конвективного потока.
Коэффициенты отражения до температуры 100°С очень малы и поэтому в дальнейших расчетах величины отраженной мощности ультразвуковой энергии можно не учитывать. Подобное допущение позволяет представить объем конвективного потока в виде фигуры, ограниченной поверхностью, проходящей через точки температурного профиля конвективного потока с температурой 100 °С. Усеченный таким образом объем конвективного потока вписывается в цилиндр с площадью основания, равной площади очага горения и высотой, равной высоте потолка помещения. Учитывая закон распределения температуры по высоте над очагом горения, можно определить мощность ультразвуковой энергии, отраженной от конвективного потока. Она будет пропорциональна коэффициенту отражения конвективного потока и площади его поверхности. Коэффициент отражения с одним значением величины присущ какой-либо определенной ограниченной площади поверхности конвективного потока. В этом случае мощность отраженной энергии
Регулирование температуры газообразного теплоносителя при сжигании природного газа не представляет технических трудностей. В химической и нефтехимической промышленности накоплен •большой опыт в решении подобных задач. Для равномерного же распределения температуры теплоносителя по сечению сушильного барабана и стабильного ее изменения по длине сушилки, исключающих частые перегревы и очаговые разложения высушенного продукта, необходима надежная система автоматического регулирования температуры на входе в барабан в зависимости от количества подаваемой на распыление пульпы.
Для условий пожара оказалось также неприемлемым известное решение прогрева жидкости как полубесконечного тела, нагреваемого со стороны ограничивающей плоскости. Уравнение распределения температуры в полубесконечном теле выведено из предположения, что в начальный момент времени температура окружающей среды внезапно повышается до максимального значения. Однако в реальных условиях пожара и в условиях эксперимента начальный
Рис. 32. График распределения температуры в элементах 1, 2 к 3 фланцевого соединения
В зданиях большой высоты со встроенными этажерками для определения продолжительности эвакуации необходимо учитывать неравномерность распределения температуры во время пожара по высоте. Для определения продолжительности эвакуации с рабочих площадок, размещенных на различных высотах, удобно пользоваться графиком (см. рис. 69) для определения коэффициента
Тепловизор преобразует инфракрасное (ИК) излучение объекта в электрические сигналы, которые после усиления и автоматической обработки отображаются на экране дисплея. При этом на полученных термои:зображениях различные участки, имеющие отличия в температуре и излучательиых способностях представляются разными по интенсивности черно-белыми полутонами или цветами Регистрация распределения температуры и измерение ее значений в любой точке на поверхности объекта с помощью тепловизора производится без непосредственного контакта с контролируемым оборудованием, не прерывая технологического процесса; что позволяет проводить оперативный контроль оборудования в эксплуатационных условиях.
Такой характер распределения температуры и концентрации обусловлен аналогией или, как принято говорить, подобием процессов диффузии и теплопроводности. Несмотря на интенсивный тепло- и массообмен в пламени, реакция протекает как бы в адиабатических условиях. Диффузионный перенос недостающего компонента смеси из данного слоя как раз компенсируется соответствующим переносом тепла. Сумма тепловой и химической энергии в каждом слое фронта пламени постоянна, если молекулярные веса компонентов значительно не отличаются друг от друга, т. е. практически
Чтобы объяснить причину такого ограничения, сопоставим особенности нагревания электрическим разрядом инертного газа и горючей газовой среды с тождественными физическими свойствами. Для простоты будем принимать, что энергия разряда Е, одинаковая в обоих случаях, освобождается в виде одного мгновенного импульса в пределах малого объема нагреваемого газа. Сопоставим кривые пространственного распределения температуры Т (г), где г — расстояние от центра нагретой зоны, для обеих систем в последовательные моменты времени /о = 0, /i>0, tz>t\ и т. д. На рис. 7, а показано распределение температуры в инертном газе, а на рис. 7,6— в горючей среде.
Неоднородности температуры и состава среды. Неравномерность пространственного распределения температуры и состава в реакционной среде является ее естественным состоянием. Химическая реакция сама является фактором, нарушающим однородность среды, в которой она протекает.
Характерной особенностью процесса сгорания в замкнутом объеме является неравномерность распределения температуры продуктов реакции непосредственно после сгорания. Величина ТЬа представляет собой только среднее значение температуры продуктов адиабатического сгорания в жесткой бомбе. Истинная Ть в центре сосуда значительно выше, чем на его периферии.
Эта особенность на первый взгляд представляется парадоксальной, поскольку горючая среда однородна и в отсутствие тепловых потерь сгорание дает, казалось бы, продукты реакции, находящиеся повсюду в тождественном состоянии. Неравномерность распределения температуры объясняется тем, что сгорание происходит неодновременно во всех точках бомбы. Первоначально сгорающая часть заряда, находящаяся в центре сосуда, реагирует при начальном
Давление линейно зависит от общего тепловыделения при сгорании и не зависит от распределения температуры в пространстве.
 Читайте далее:
 Растягивающего напряжения
Растеканию основания
Растворенного кислорода
Растворимости ацетилена
Раствором хлорамина
Раствором каустической
Растворов содержащих
Равномерное распределение
Резервуаров газгольдеров
Равномерно распределяется
Равномерно распределенная
Равновесной диссоциации
Разъедает некоторые
Разбавлении диоксидом
Раздельное определение
|
