开口处的烟气流动特性有哪些?
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发布时间：2023-09-19 08:05
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时间：2024-11-23 23:41
火灾中的烟气与空气流动可以用通风计算的方法进行计算。
在分析建筑物内的气体流动时，其流体能量守恒，可用伯努利方程来表示。在完全流体的稳定流动中，取某一流线或流管来分析，对任意两个断面，有下式成立。
式中 υ——气流速度（m/s）；
Z——从基准面算起的高度（m）；
g——重力加速度（m/s2）；
P——高度Z处的绝对压力（Pa），从外部垂直作用于流管的断面。
（1）气流在开口处的流动 在开口处的两侧有压力差时，会发生气流流动。与开口壁的厚度相比，开口面积很大的孔洞（如门窗洞口）的气体流动，叫孔口流动。如图3-3所示，从开口A喷出的气流发生缩流现象，流体截面成为A′。若设A′/A=α，则流量m（kg/s）为
图3-3 开口处的气流
m=（αA）ρυ
根据伯努利方程
P1=P2+1/2ρυ2
因为开口存在内外之差：ΔP=P1-P2，则开口处流量为
式中 α——流量系数，αA称为有效面积，对于门、窗洞口，一般为α=0.7左右。
（2）烟的密度与压力 即使非常浓的烟气，与同温同压的空气密度相比，差别也只有百分之几。所以，可近似地认为烟的密度与空气的密度相同。
在建筑物的防烟设计中，烟气流动的动力是建筑物内的气压差。与大气压相比，气压差是很微小的。因此，假设烟的密度不随高度而变化，而近似地将烟气密度看作绝对温度T（K）的函数
ρ=353/T
假设某一基准高度处的绝对压力为P0，离开基准高度Z（m）上方的一点的压力P为
根据上述假定，密度不随高度变化，则有
P=P0+ρgZ
（3）压力差与中性带 假设相邻的充满静止空气的两个房间，如图3-4所示。在两个房间内高度为Z处的室内压力P1可由下式表达
图3-4 压力差与中性带
P1+ρ1gZ=P01
式中 P——基准高度处的压力（Pa），下表分别代表房间编号，则此两房间的压力差
ΔP=P1-P2=（P01-P02）-（ρ1-ρ2）gZ
某一基准高度（一般设地平面或一层地面）处的静压力，可用高度来表示。两个房间的压力相同（ΔP=0）的高度，称为中性带，在两个房间之间有开口的情况下，根据在中性带上下的位置关系，其烟气流动的方向是相反的。中性带的高度Zn（m）由下式求出
（4）门口处的烟气流动 在门洞等纵长开口处，当两个房间有温差时，其压力差是不同的，烟气流动随高度的不同而不同。
以中性带为基准面，测定高度h处的压力差ΔPh为
当开口宽为B，ρ1＞ρ2时，中性带以上的范围内房间2向房间1的流量m，取微小区间dh的积分，有Ah=Bdh，则
推而广之，可将气流量与中性带按开门高度及位置关系分类，从相邻两个房间的密度差与压力差，整理出开口处流量的计算结果。
