Краткие теоретические сведения. В середині цеху з відомими внутрішніми розмірами на обмеженій площі підлоги f, зазначеної в таблиці

 

В середині цеху з відомими внутрішніми розмірами на обмеженій площі підлоги f, зазначеної в таблиці, сталося загоряння горючого матеріалу. Швидкість вигоряння, що встановилась прийняти з довідника. Природний повітрообмін при розрахункових температурах внутрішнього повітря t_о і зовнішнього t_зовн становить величину V_вент. Визначити значення температури пожежі через 1 годину після моменту загоряння.

 

Таблиця 1

	Передостаннє число шифру
tо, оС
tзовн, оС	-5	-3

 

	Останнє число шифру
Горючий матеріал	Бензин	ацетон	нафта	гас	дизельне паливо
f пожежі, м2
Розміри цеху, м	40х20х10	50х20х15	50х40х10	60х30х12	40х40х14
Vвент, м3/год.

 

	Останнє число шифру
Горючий матеріал	мазут	гума	деревина	ефір	бавовна
f пожежі, м2
Розміри цеху, м	50х30х12	55х35х11	55х45х12	60х20х15	45х60х13
Vвент, м3/год.

Приклад. В цеху хімічного підприємства, яке має внутрішні розміри 60х48х20 м, відбулось загоряння розлитого на обмеженій площі в 100 м² етилового спирту. Природний повітрообмін при розрахункових температурах внутрішнього повітря 20 ^оС і зовнішнього 5 ^оС складає 100000 м³/год. Встановлена швидкість вигорання 120 кг/(м²×год.). Визначити величину температури пожежі через 1 годину після моменту загорання.

 

Дано: f = 100 м², М₀ = 120 кг/(м²×год.), a x b x h = 60х48х20 м, t₀ = 20 ^оС, t_зовн = 5 ^оС.

Знайти: t_f

Розв'язання

1. Визначаємо площу поверхні теплообміну:

F = F_підл + F_перекр + F_стін = 60 × 48 + 60 × 48 + 2 × (60 + 48) × 20 = = 10080 м².

2. Для визначення характерного лінійного розміру використовуються значення довжини меншої сторони приміщення і його висоти:

3. Витрата рідини
:

В = М_о × f = 120 × 100 = 12000 кг/год.

4. Для використання методу послідовних наближень приймемо попередню середньооб’ємну температуру через 1 годину

t_f = 320 ^оС (M_о = const).

5. Визначаємо температуру на поверхні огороджувальних конструкцій в першому наближенні:

t_w = 0,2 × (t_f – t₀) + 0,00065 × (t_f – t₀)² + t₀;

t_w = 0,2 × (320 – 20) + 0,00065 × (320 – 20)² + 20 = 138 ^оС.

6. Визначаємо різницю середньооб’ємної температури і температури на поверхні будівельних конструкцій:

Dt = t_f – t_w = 320 – 138 = 182 ^оС.

7.
Коефіцієнт теплообміну між продуктами горіння і поверхнею огороджувальних конструкцій внаслідок природної конвекції дорівнює

 

де А = 1,63 – 0,001× t_f = 1,63 – 0,001 × 320 = 1,31.

8.
Коефіцієнт теплопровідності середовища при визначаючій температурі t_m:

t_m = (320 + 138) / 2 = 229 ^оС.

Користуючись методом лінійної інтерполяції, прийнявши з довідника параметри димових газів:

l₃₀₀ = 4,83 × 10^-2 Вт/(м×К), l₂₀₀ = 4,00 × 10^-2 Вт/(м×К),

знаходимо:

l₂₂₉ = 4,00 × 10^-2 + (4,83 × 10^-2 - 4,00 × 10^-2) × [(229 – 200) / (300 – 200)] =

= 4,24× 10^-2 Вт/(м×К).

9. При t_f = 320 ^oC кратність повітрообміну збільшиться в n разів:

n = 2,4 – 5,67 × (t_f – t_зовн) × 10^-4 = 2,4 - 5,67 × 315×10^-4 = 2,22.

10. Величина повітрообміну при нормальних умовах складатиме

V = V_прим. + n × V_вент.;

V = 60 × 48 × 20 + 2,22 × 100000 = 279600 м³/год,

де t = 1 год.

11. Дійсний об'єм повітря, що припадає на 1 кг спирту, що згорає:

V_д = V / B = 279600 / 12000 = 23,3 м³/кг.

12. Об'єм продуктів горіння, що утворюються при згоранні 1 кг етилового спирту, можна визначити з довідника (таблиця 2):

V_г^о = 7,76 м³/кг.

13. При цих умовах коефіцієнт надлишку повітря складе

a_m = V_д / V_o = 23,3 / 6,69 = 3,48,

де V_о = 6,69 м³/кг – теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1 кг спирту (таблиця 2).

14. Об'єм продуктів горіння з урахуванням надлишку повітря:

V_г = V_г^о + V_о (a_m – 1) = 7,76 + 6,69(3,48 – 1) = 24,35 м³/кг.

15. Теплоємність продуктів горіння можна прийняти або за довідковими даними, або скористатися формулою для розрахунку, враховуючи величини t_f = 320 ^оС і a_m = 3,48:

С_р¢ = 1250 + [ 0,12 + 0,1 / (0,25 + a_m)] × t_f ;

C_р¢ = 1250 + [ 0,12 + 0,1 / (0,25 + 3,48)] × 320 =

= 1297 Дж/(м³×К) = 1,297 кДж/(м³×К).

16. Розрахуємо адіабатну температуру горіння спирту:

Т_а = (h Q_н^р / V_г С_р¢) + 273 = (0,99 × 27200 / 24,35 × 1,297) + 273 =

= 1164 К.

17. Приведена ступінь чорноти складе

e_прив = 1 / (1 + 2,2 × t_f × 10^-3) = 1 / (1 + 2,2 × 320 × 10^-3) = 0,587.

18.
Критерій Больцмана:

В_О = 0,99 × 12000 × 24,35× 1,297 / 20,5 × 10^-8 × 0,587 × 10080 × 1164³ =

= 0,196.

19. Критерій Нуссельта:

Nu = 7,41 × 31 / 4,24 × 10^-2 = 5418.

 

20.
Безрозмірна середньооб'ємна температура:

q_f = 0,7 × 0,196^0,17 / 5418^0,01 = 0,487.

21. Середньооб'ємна температура обчислюється за формулою

Т_f = q_f × Т_а = 0,487 × 1164 = 567 К;

t_f = 567 – 273 = 294 ^оС.

22. Величина розбіжності між вибраною величиною

t_f = 320 ^oC і знайденої розрахунком (294 ^оС), складає

D = [(320 – 294) / 294] × 100 % = 8,8 %.

Розрахунок вважається задовільним, якщо величина розбіжності не перевищує 5%. У даному випадку відхилення велике, тому необхідно повторити розрахунок, прийнявши в якості другого наближення середню величину між отриманою і прийнятою в першому наближенні температури пожежі:

t_f = (320 – 294) / 2 + 294 = 307 ^оC.

23. Приймемо нове значення середньооб'ємної температури через 1 годину t_f = 307 ^оС.

24. Визначаємо температуру на поверхні огороджувальних конструкцій в першому наближенні:

t_w = 0,2×(307 – 20) + 0,00065×(307 – 20)² + 20 = 131 ^оС.

25. Визначаємо різницю середньооб'ємної температури і температури на поверхні будівельних конструкцій:

Dt = t_f – t_w = 307 – 131 = 176 ^оС.

26.
Коефіцієнт теплообміну між продуктами горіння і поверхнею огороджувальних конструкцій внаслідок природної конвекції складе

де А = 1,63 – 0,001× t_f = 1,63 – 0,001 × 307 = 1,323.

27. Коефіцієнт теплопровідності середовища при визначаючій температурі t_m:

t_m = (307 + 131) / 2 = 219 ^оС;

l₂₁₉ = 4,00×10^-2 + (4,83×10^-2 - 4,00×10^-2) × [(219 – 200) / (300 – 200)] =

= 4,16 × 10^-2 Вт/(м×К).

28. При t_f = 307 ^oC кратність повітрообміну збільшиться в n разів:

n = 2,4 – 5,67 × (t_f – t_зовн) × 10^-4 = 2,4 - 5,67 × 302 × 10^-4 = 2,23.

29. Величина повітрообміну при нормальних умовах складе

V = 60 × 48 × 20 + 2,23 × 100000 = 280600 м³/год.

30. Дійсний об'єм повітря, який припадає на 1 кг спирту, що згорає:

V_д = V / B = 280600 / 12000 = 23,38 м³/кг.

31. При цих умовах коефіцієнт надлишку повітря складе

a_m = V_д / V_o = 23,38 / 6,69 = 3,50.

32. Об'єм продуктів горіння з урахуванням надлишку повітря:

V_г = V_г^о + V_о (a_m – 1) = 7,76 + 6,69(3,50 – 1) = 24,48 м³/кг.

33. Теплоємність продуктів горіння при t_f = 307 ^оС и a_m = 3,50:

C_р¢ = 1250 + [ 0,12 + 0,1 / (0,25 + 3,50)] × 307 =

= 1295 Дж/(м³×К) = 1,295 кДж/(м³×К).

34. Розрахуємо адіабатну температуру горіння спирту:

Т_а = (h Q_н^р / V_г С_р¢) + 273 =

= (0,99 × 27200 / 24,48 × 1,295) + 273 = 1162 К.

35. Приведена ступінь чорноти складе

e_прив = 1 /(1 + 2,2 × t_f × 10^-3) = 1 / (1 + 2,2 × 307 × 10^-3) = 0,597.

36. Критерій Больцмана:

В_О = 0,99 × 12000 × 24,48 × 1,295 / 20,5 × 10^-8 × 0,597 × 10080 × 1162³ =

= 0,194.

37. Критерій Нуссельта:

Nu = 7,4 × 31 / 4,16 × 10^-2 = 5514.

38. Безрозмірна середньооб'ємна температура:

q_f = 0,7 × 0,194^0,17 / 5514^0,01 = 0,486.

39. Середньооб'ємна температура обчислюється за формулою:

Т_f = q_f × Т_а = 0,486 × 1162 = 565 К;

t_f = 565 – 273 = 292 ^оС.

40. Величина розбіжності між вибраною величиною t_f = 307 ^oC і знайденою розрахунком (292 ^оС), складає:

D = [(307 – 292) / 292] × 100 % = 4,9 %.

41. Кінцеву величину середньооб'ємної температури приймемо

t_f = (307 + 292) / 2 = 299,5 ^оС.

 

Таблиця 2

Горючі речовини і матеріали	М0, кг/(м2×год.)	Qнр, кДж/кг	Vo, м3/кг	Vго, м3/кг
Ацетон		28 800	7,26	8,14
Бавовна		15 700	3,75	4,52
Бензин	160 – 200	41 870	11,6	12,5
Ефір		33 500	8,64	9,55
Гас		41 870	11,36	12,29
Гума		33 500	9,97	10,52
Деревина		13 800	4,2	4,9
Дизельне паливо		41 870	11,2	12,0
Мазут		38 700	10,44	11,35
Нафта		41 870	10,8	11,8

 

 

Краткие теоретические сведения

Командная оболочка — это отдельный программный продукт, который обеспечивает прямую связь между пользователем и операционной системой (ОС). Текстовый пользовательский интерфейс в виде командной строки предос­тавляет среду, в которой выполняются команды, программы и служебные утили­ты с текстовым интерфейсом. В командной оболочке и результат выполнения утилит и программ отображается на экране в виде, сходном с командным интер­претаторомCommand.com MS-DOS. Командная оболочка ОС Windows XP ис­пользует интерпретатор команд Cmd.exe, который осуществляет перевод введен­ной команды в понятный ОС вид, загружает приложения (утилиты) и управляет потоками данных между ними.

Имеется возможность использовать командную оболочку для создания и редактирования пакетных файлов (также называемых сценариями), что позволяет автоматизировать выполнение обычных задач. Например, можно использовать сценарии для автоматизации управления учетными записями пользователей и ежедневной архивацией в нерабочие часы. Также можно использовать сервер сценариев ОС Windows XP, Cscript.exe, для выполнения сложных сценариев по­средством командной оболочки. Выполнение операций с помощью пакетных файлов является более эффективным, чем с помощью текстового интерфейса пользователя. Командные или пакетные файлы принимают все команды, доступ­ные из командной строки. Дополнительные сведения о создании пакетных фай­лов и сценариев будут рассмотрены в лабораторной работе №3.

Возможность, ориентированная непосредственно на пользователя, позволя­ет настроить окно командной строки для облегчения визуализации и просмотра, а также для усиления контроля текущего выполнения приложений. Чтобы реализо­вать эту возможность, необходимо для примера выполнить следующие действия:

1. Загрузите командную оболочку:

• нажмите Пуск | Выполнить,

• наберите в появившемся окне Сmd.exe (или просто cmd),

• нажмите Enter для ввода.

2. Кликните правой кнопкой манипулятора «Мышь» в верхней части поя­вившегося командного окна и выберите команду Свойства из контекстного ме­ню командной оболочки.

3. В диалоговом окне Свойства выберите вкладку Общие.

4. В области Запоминание команд вкладки Общие выберите или введите значение 999 в поле Размер буфера, а затем выберите или введите значение 5 в поле Количество буферов.

5. В области Редактирование установите флажки Выделение мышью и Быстрая вставка.

6. В диалоговом окне Свойства выберите вкладку Расположение.

7. В области Размер буфера экрана вкладки Расположение введите или выберите значение 2500 в поле Высота.

8. На вкладке Расположение выполните следующие действия:

• в области Размер буфера экрана увеличьте значение параметра Ши­рина,

• в области Размер окна увеличьте значение параметра Высота,

• в области Размер окна увеличьте значение параметра Ширина,

• снимите флажок Автоматический выбор, а затем в области Положе­ние окна измените значения полей Левый и Верхний край,

9. В диалоговом окне Свойства выберите вкладку Шрифт.

10. На вкладке Шрифт выполните следующие действия:

• в области Шрифт выберите необходимый шрифт,

• в области Размер выберите необходимый размер шрифта.

11. В диалоговом окне Свойства выберите вкладку Цвета.

12. На вкладке Цвета выполните следующие действия:

• установите флажок Текст на экране и выберите цвет текста, кликнув манипулятором по соответствующему полю,

• установите флажок Фон текста и выберите цвет фона, кликнув мани­пулятором по соответствующему полю,

13. Обратите внимание на то, как влияют параметры пунктов 8-12 на внеш­ний вид командной оболочки.

14. Кликните ОК для ввода.

15. В диалоговом окне Изменение свойств выберите пункт «Сохранить свойства для других окон с тем же именем» или альтернативный вариант «Из­менить ярлык для запуска этого окна» и подтвердите ввод.

При изучении возможностей командной оболочки очень важным является изучение синтаксической структуры ввода команд. Необходимо помнить, что син­таксическая структура отображается в том порядке, в котором следует вводить со­ответствующую команду и следующие за ней параметры, если таковые имеются.

 

Следующий пример команды Xcopy иллюстрирует разнообразие синтаксических форматов текста, а в табл. 1.1 приведены интерпретации этих форматов.

Кроме того, имеется возможность вкладывать командные оболочки в Cmd.exe, открывая новый экземпляр Cmd.exe из командной строки. По умолча­нию каждый экземпляр Cmd.exe наследует среду своего родительского приложе­ния Cmd.exe. Вложение экземпляров Cmd.exe позволяет вносить в локальную среду изменения, которые не повлияют на родительское приложение Cmd.exe. Это позволяет сохранять исходную среду Cmd.exe и возвращаться к ней после удаления вложенной командной оболочки. Изменения вложенной командной оболочки не сохраняются.

 

 

 

 

При работе с командной строкой команды являются зарезервированными словами, что означает, что нельзя объявлять переменные, имена которых совпа­дают с именами этих команд. Большинство команд ОС Windows XP было заим­ствовано разработчиками из дисковой ОС MS-DOS, которая изначально являлась операционной системой с интерфейсом командной строки и использовалась ра­нее на персональных компьютерах. Как и в других ОС, например в OS/2, MS- DOS позволяла преобразовывать ввод с клавиатуры в команды, организовывать такие действия, как запись и чтение с дисков, вывод на экран, управление с по­

мощью клавиатуры и множество других внутренних операций, обеспечивающих выполнение программ и организацию файлов.

В 32-битной ОС Windows XP в виде командной оболочки методом эмуля­ции реализован режим MS-DOS, позволяющий выполнять все указанные выше действия по работе с файлами и дисками. Кроме того, ОС Windows XP поддер­живает и расширяет практически все функциональные возможности системы MS- DOS, о которых достаточно полно описано в разделе «Новые способы выпол­нения типичных задач» справки операционной системы.

Дополнительную информацию по возможностям командной оболочки, а также все множество команд доступных при работе с ней наряду с параметрами и примерами применения можно получить в справке ОС Windows XP (Пуск | Справка и поддержка) в разделах «Общие сведения о командной оболочке», «Справочник по параметрам командной строки» и «Новые средства ко­мандной строки».