Приложение А (справочное). Метод определения количества и площади поворотных и сбросных элементов легкосбрасываемых конструкций

Приложение А
(справочное)

Метод определения количества и площади поворотных и сбросных элементов легкосбрасываемых конструкций

А.1 Динамику взрывного давления в помещении, оборудованном ЛСК любого типа, определяют путем решения следующего обыкновенного дифференциального уравнения:

,

(А.1)

где P(t) - текущее значение давления;

Р - избыточное давление;

S(t) - текущее значение площади поверхности фронта пламени;

S _пр - суммарная площадь сбросных проемов, оборудованных ЛСК;

 _j - плотность холодной газовоздушной смеси  ₁ (определяют по таблице Б.1 приложения Б) или продуктов сгорания  ₂;

- степень расширения смеси при сгорании (определяют по таблице Б.1 приложения Б);

 _j - показатель адиабаты свежей смеси  ₁ или продуктов сгорания  ₂ (допускается принимать  ₁ = 1,4 и  ₂ = 1,3);

U _н - нормальная скорость распространения пламени (определяют по таблице Б.1 приложения Б);

V _j - текущий объем свежей смеси V ₁ или продуктов сгорания V ₂;

- коэффициент интенсификации процесса горения (при отсутствии исходных данных значение коэффициента допускается принимать = 4);

- коэффициент расхода истекающих через сбросной проем газов (при истечении свежей смеси допускается принимать = 0,6, при истечении продуктов сгорания = 1);

- функциональная зависимость степени освобождения сбросных проемов от ЛСК;

S ^освпр ^(t) - текущее значение площади проемов, свободных от ЛСК.

А.2 Функциональная зависимость степени освобождения сбросных проемов от ЛСК зависит от их типа (смещаемые или поворотные).

А.3 Поворотные ЛСК могут быть с горизонтальным или с вертикальным шарниром. В свою очередь, ЛСК с горизонтальным шарниром подразделяют на ЛСК с верхним горизонтальным шарниром и ЛСК с нижним горизонтальным шарниром.

А.4 Особенности вскрытия поворотных ЛСК требуют учета не только площади элемента, но и линейных размеров элемента ЛСК. Длину стороны, прикрепленную к шарниру, обозначают буквой b, другую сторону - l. Тогда системы уравнений движения поворотных ЛСК в вертикальных стенах помещений записывают следующим образом:

- с горизонтальным верхним шарниром:

;

(А.2)

- с горизонтальным нижним шарниром:

;

(А.3)

- с вертикальным шарниром:

,

(A.4)

где - момент инерции массы элемента ЛСК относительно оси вращения;

m - масса единичной ЛСК;

S _1пр - площадь единичной секции ЛСК;

l и b - размеры элемента ЛСК;

- угол поворота элемента ЛСК;

t - время;

P - избыточное давление в помещении.

Для поворотных ЛСК функциональную зависимость степени освобождения сбросных проемов от ЛСК f(t) определяют по формуле

.

(А.5)

А.5 Системы уравнений (А.2) - (А.5) необходимо решать при следующих начальных условиях:

.

А.6 Для помещений, оборудованных вертикальными смещаемыми ЛСК, функциональную зависимость степени освобождения сбросных проемов от ЛСК f(t) определяют по формуле

.

(А.6)

где S _1пр - площадь единичного проема,

П _ЛСК - периметр единичной ЛСК,

x(f) - смещение ЛСК,

P _вскр - избыточное давление, при котором происходит вскрытие ЛСК.

Из формулы (А.6) следует, что для определения f(t) необходимо знать функциональную зависимость смещения ЛСК от времени - x(t). Для ее определения уравнение (А.1) следует дополнить системой из двух обыкновенных дифференциальных уравнений:

,

(A.7)

где v(t) - скорость перемещения ЛСК;

- параметр, характеризующий инерционность ЛСК;

g - ускорение свободного падения;

m - масса единичной ЛСК.

Систему из уравнений (А.1) и (А.7) необходимо решать при следующих начальных условиях:

P = 0, при t = 0;

x(t) = 0, при PP _вскр;

v(t) = 0, при PP _вскр.

(А.8)

А.7 Системы дифференциальных уравнений для нахождения избыточного давления в помещениях, оборудованных ЛСК, решают методом Рунге - Кутты.

А.8 В результате решения вышеприведенных систем уравнений определяют максимальное избыточное давление в помещении, оборудованном ЛСК с заданными в качестве исходных данных параметрами (количество, площадь, линейные размеры, тип ЛСК).

А.9 Необходимую площадь ЛСК и их количество во взрывоопасном помещении определяют методом сравнения расчетных значений максимального избыточного давления в помещении с расчетным значением допустимого избыточного давления для данного помещения и изначально задают в качестве исходных данных.

Для сохранения архитектурных стилей зданий следует расчетную площадь сбросных проемов, используемых для установки в них ЛСК, увеличивать до площади, кратной площади единичного оконного проема, определенного архитектурным решением, а саму сбросную конструкцию следует стилизовать под вид замененного на ЛСК окна.

А.10 Для упрощения расчетов в каждом конкретном взрывоопасном помещении рекомендуется использование однотипных ЛСК (с одинаковыми линейными размерами, типом вскрытия и массой).