附录A (规范性附录)烟层底部和羽流分界面处的烟气温度和体积流量

A. 1 顶棚温度的判定方法

顶棚最高温度低于烟层底部与羽流分界面处的温度，因此，由分界面处的烟气温度可保守确定顶棚的最高温度，判定顶棚的最高温度是否处于安全范围，烟层底部与羽流分界面的示意如图A.1所示。

A.2 烟层底部与羽流分界面处的温度和体积流量

烟层底部与羽流分界面处的温度和体积流量也可通过公式计算得到。首先根据式(A.1)计算热烟层卷吸空气的质量流量：

式中：

M—— 羽流卷吸空气的质量流量，单位为千克每秒(kg/s)；

P——火源的周长，由表1给出的燃烧盘长宽尺寸和其数量确定，单位为米(m)；

p——羽流卷吸的空气的密度，单位为千克每立方米(kg/m3)；

z——烟气层分界面的高度，由式(A.2)确定，单位为米(m)；

g——重力加速度，单位为米每平方秒(m/s²)；

TA——周围环境的温度，单位为开尔文(K)；

TF——火焰温度，单位为开尔文(K)。

烟层分界面的高度z应维持在距离疏散地面至少1.8m以上的高度，对于高大空间，烟层分界面的高度z根据式(A.2)进行计算确定。

式中：

z——烟气层底部的高度，由式(A.2)确定，单位为米(m)；

H——空间顶棚距离火源位置的高度，单位为米(m)；

h——疏散地面高于火源位置的高度，单位为米(m)。

由表3可确定不同盘组的热释放速率Q，根据式(A.1)计算得出的羽流卷吸空气的质量流量M，可由式(A.3)计算烟气层与羽流分界面处的温度TB。

式中：

Q——火源的热释放速率，单位为千瓦（kW）；

cp——卷吸空气的比热，单位为千焦每千克开尔文（kJ/（kg·K）），通常取1.01；

TB——羽流与烟气层分界面处的温度，单位为开尔文（K）。

卷吸空气从羽流中吸收热量产生膨胀，密度会随之而发生变化，在常压条件下，可根据卷吸空气的密度将羽流卷吸的空气质量流量转化为体积流量，如式（A.4）所示。

式中：

V——羽流与烟气层分界面处的体积流量，单位为立方米每秒（m³/s）；

ps——羽流与烟气层分界面处的密度，由式（A.5）确定，单位为千克每立方米（kg/m²）。

式中：

ρ0——绝对温度为273K、压力为0.1013MPa状态下的空气密度，单位为千克每立方米（kg/m3）。

对应不同规格的燃烧盘组和烟层分界面高度z，根据式（A.1）〜式（A.5）可确定烟层底部与羽流分界面处的温度和体积流量，计算结果如表A.1和表A.2所示。表A.1给出了烟层底部与羽流分界面处温度TB的最大值，表A.2给出了羽流在分界面处进人烟层的烟气体积流量V。表中的温度和体积流量根据静止空气中的轴对称羽流计算模型得出。羽流卷吸的空气温度分别为10°C、20°C和30°C。

当房间的高度、房间内的温度和卷吸空气的温度与表A.1和表A.2中提供的数据不一致的时候， 可根据表中的数据，采用内差法或者外差法计算分界面处的温度和体积流量。

由于试验过程中存在一定程度的不确定性因素，可能造成实际的试验温度与表A.1给出的理论数据存在偏差。因此，应在顶棚安装感温探测器，在试验中对顶棚温度进行监测，并据此对表A.1给出的温度数据进行校正，避免顶棚温度过高对试验现场造成破坏。