[发明专利]一种有限空间防火用注氮量的计算方法

权利要求书

1.一种有限空间防火用注氮量的计算方法，包括获取有限空间内的氧气含量值，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤1：判断所述有限空间内的氧气含量值是否大于阈值，如果所述有限空间内的氧气含量值小于阈值，继续进行监控；如果所述有限空间内的氧气含量值大于等于阈值执行步骤2；

步骤2：计算氮气体积变化率；

设定经历时间Δt，氮气体积分数从C₀增加到C，氮气的体积变化为ΔV，根据体积守恒定律得到如下方程式：

ΔV＝Q_NΔt+C₀Q₀Δt-C(Q_N+Q₀)Δt

其中，ΔV为Δt时间内氮气体积变化量，Q_N为注氮量，Q₀为有限空间漏风量，C₀为漏风过程中新进入有限空间气体中氮气体积分数，C为注氮过程中有限空间任意时刻氮气的体积分数，(Q_N+Q₀)为有限空间在漏风换气时向外界排放的流量；

设定有限空间内温度、气压与外界相同，两边分别除以有限空间的体积，得到有限空间内氮气的体积变化率的方程式：

其中，V_c为有限空间的体积；

所述氮气体积分数变化率的计算式为由此推导得到如下方程式：

假设整个过程经历了从t₁时刻到t₂时刻，氮气体积分数也从C₁升高到C₂，将所述Δt的计算公式变为定积分的形式，

步骤3：计算氮气体积分数达到阈值所用注氮时间；将所述Δt的公式积分，得到氮气体积分数达到阈值所用注氮时间的公式：

步骤4：计算有限空间内的注氮量，其中含有计算抵消漏风导致的升氧作用所需要的注氮量，公式为：

2.如权利要求1所述的有限空间防火用注氮量的计算方法，其特征在于，所述步骤4包括分别计算注氮过程和漏风过程对氮气体积分数的影响。

3.如权利要求2所述的有限空间防火用注氮量的计算方法，其特征在于，所述注氮对氮气体积分数的影响的情况为：单纯因注氮导致空气中氧气体积分数下降，令其中Q₀＝0，即有限空间无漏风导致的换气，则得到一定注氮量条件下所需注氮时间公式：

其中，C₁为注氮前有限空间内氮气体积分数，C₂为氧气浓度下降到防火指标时对应的氮气体积分数。

4.如权利要求3所述的有限空间防火用注氮量的计算方法，其特征在于，所述漏风对有限空间中氮气体积分数影响的情况为：在氧气浓度下降后，漏风会补足氧气的亏欠，假设该过程不注入氮气，仅考虑漏风导致的换气作用影响，令q＝0，则得到公式：

其中，t₁^′为漏风换气的起始时间，t₂^′为漏风换气的终末时间，C₁^′为该过程初始状态有限空间的氮气体积分数，C₂^′为该过程氧气浓度回升后有限空间中氮气体积分数。

5.如权利要求4所述的有限空间防火用注氮量的计算方法，其特征在于，所述步骤4还包括计算注氮过程和漏风过程两个因素对氧气体积分数的影响相互抵消时分别所需时间，通过对比时间的长短来判定注氮是否达到有限空间的防火效果；当两过程用时相等时，氮气的水平将处于一定水平保持不变，此时注氮和漏风对氮气浓度来说达到了平衡状态。