消防工程-火灾中的传质过程.pptVIP

消防室内外给水系统 （三）设置场所 1.应设置消火栓系统的建筑 1）建筑面积大于300㎡的厂房 2）体积大于5000m3的车站、码头、机场候车室及展览建筑、商店、旅馆、病房楼、门诊楼、图书馆等。 3）特等、甲等剧院，超过800个座位的其他剧院、电影院、超1200座位礼堂。 4）建筑面积大于15米或体积大于1000m3的办公楼、教学楼。 消防室内外给水系统 5）建筑高度大于21米的住宅建筑。 6）国家文物保护单位的重点砖木和木结构的古建筑。 7）高层民用建筑均应设置室内消火栓系统 （四）系统类型 根据建筑物不同，分为低层室内消火栓和高层室内消火栓给水系统。 1.低层建筑室内消火栓给水方式 1）直接给水方式：无加压泵、水箱，室外消防管网提供。 优点：构造简单、投资少，节省能源。缺点无存水量可靠 消防室内外给水系统 性差。 2）高层建筑室内消火栓系统 设有消防泵和消防水箱的给水方式：是最常用的给水方式。 特点：消防用水平时由屋顶水箱提供，火灾发生时启动消防泵供水，室外消防给水水压不能满足消防给水需要时采用这种给水方式。 屋顶水箱应存10min的消防用水量。 2.高层建筑室内消火栓系统给水方式 特点：独立的消防给水系统 一、物质扩散 二、烟囱效应 三、斯蒂芬流* 下面用两个例子来说明斯蒂芬流产生的条件和物理实质。 (一) 水面蒸发时的斯蒂芬流 研究如图2-5所示的实验。在环境温度为T、环境压力为P的静止空气中，放置一个装有水温为T0的开口容器，并通过容器底部的细管不断补充水，以保持液面稳定，坐标取法如图2-6所示。这样在容器上方的空间中，只有水蒸气及空气两种组分，沿x方向没有浓度梯度(均匀的)，只有在y方向有浓度梯度存在。用 表示水汽的相对浓度，用 表示空气的相对浓度，它们的分布如该图2-6所示。有： 这时相分界面处水汽分子扩散流是 由于 ，所以 第二节 火灾中的传质过程 一、物质扩散 二、烟囱效应 三、斯蒂芬流* 图2-5水面蒸发实验示意图 图2-6 水面蒸发时的斯蒂芬流 第二节 火灾中的传质过程 一、物质扩散 二、烟囱效应 三、斯蒂芬流* 与此同时，分界面处空气浓度梯度也将导致空气分子的扩散流，因此： 由于 ，所以 ，也即有一个流向分界面的空气扩散流。但空气是不会被水面吸收的，那么这些流向相分界的空气流到哪里去了呢？这里只有一种解释，即在相分界面处，除了扩散流之外，一定还有一个与空气扩散流相反的空气——水蒸汽混合气的整体质量流，使得空气在相分界面上的总物质流为零。 假定混合气的总体质量流是以流速V0流动的，则每一组的质量流就可以分为两部分：一部分是该组分由于浓度梯度造成的扩散物质流；另一部分是由于混合气的总体质量流所携带的该组分的物质流。因此，可以写出下面的关系式： 第二节 火灾中的传质过程 一、物质扩散 二、烟囱效应 三、斯蒂芬流* 式（2-29）是水的蒸发量，实验结果证明它比单一的扩散流要大。 在水面蒸发问题中总体质量为： 由于 ，2-30可以变为： 由（2-32）可以得出，在水面蒸发问题中，斯蒂芬流（即水的蒸发流）并不等于水汽的扩散物质流，而是等于扩散物质流加上混合气总体运动时所携带的水汽物质流两部分所构成。 第二节 火灾中的传质过程 一、物质扩散 二、烟囱效应 三、斯蒂芬流* (二) 碳板在纯氧中燃烧形成的斯蒂芬流 对碳板在纯氧中燃烧形成的斯蒂芬流的分析，从中可看出气－固相分界处的斯蒂芬流。假设一个无限大的碳平板置于纯氧中燃烧（只有在碳平板的法线方向有浓度梯度变化，与碳平板平行的方向上是均匀的），且碳平板表面只发生一个反应，即： 这时，碳板的上方空间有氧气和二氧化碳两种气体组分，因此有： 　 将（2-33）对y微分，并乘以 ，可得：将（2-33）对y微分，并乘以，可得： 但由反应方程得： 火灾中的传质过程 一、物质扩散 二、烟囱效应 三、斯蒂芬流* 式（2-35）给出的是化学反应的最终结果，无疑是正确的。比较式（2-34）和式（2-35）可知，系数44/321，说明单纯依靠扩散将碳表面的CO2输送出去是不可能的，因此，必然存在着一个与CO2扩散流方向相同的混气整体