Размещено на http://www.allbest.ru/

Экспериментальные исследования воздействия низового лесного пожара на модели деревянных конструкций

Лесные пожары, являясь значимым фактором, определяющим глобальные изменения в экологических системах, в большинстве происходят по вине человека. Несмотря на все принимаемые меры, природные пожары наносят огромный ущерб природе, здоровью людей, инфраструктуре и экономике. Таким образом, представляется интерес экспериментальных исследований по изучению влияния природных пожаров на города и поселки с целью уточнения существующих мер противопожарной безопасности.

В данной работе рассматривается вопрос перехода пожара на деревянные конструкции в лабораторных условиях.

В качестве модели деревянной стены брались различные сорта древесины: сосна, лиственница, береза, кедр с заранее измеренными характеристиками (влагосодержание, масса, характерный размер и т.д.), моделирующие стену дома из бревна и бруса.

Для решения поставленной задачи использовалось следующее оборудование: испытательный комплекс по исследованию лесных, степных и торфяных пожаров [1], тепловизор JADE J530SB с матрицей 320*240 пикселей, диапазон измеряемых температур -15…+1500 °C, автоматизированная система сбора и регистрации данных, анализатор влажности и электронные весы.

Эксперименты проводились на базе Института Оптики и Атмосферы Сибирского Отделения Российской Академии Наук (ИОА СО РАН) в Большой аэрозольной камере (БАК).

Рис. 1. Схема проведения экспериментов.

1 - фронт лесного пожара; 2 - деревянная стенка; тепловизор JADE J530SB.Модельный низовой лесной пожар, представляющий собой сено и солому, воздействовал на деревянную стенку, установленную вертикально непосредственно на пути фронта пожара.

Поджог СГМ (степных горючих материалов) осуществлялся с помощью спирали накаливания. пожар безопасность брус

В ходе эксперимента контролировалась температура пламени с помощью термопары, установленной в зоне развития пламени. Масса ЛГМ бралась постоянной и оставляла 50 гр. Тепловизионная съемка производилась с расстояния 2 м и была направлена на установление поля температуры на поверхности деревянных образцов при воздействии пожара.

На рис 2 представлена картина воздействия низового лесного пожара не деревянную стенку из бруса в спектральном интервале 2,64 - 3, 25 мк:

Рис. 2. Термограмма развития горения на поверхности деревянной стенки после прохождения лесного пожара.

Для нахождения температуры на поверхности деревянной стенки бралось 6 областей, после чего строился график распределения температуры по времени эксперимента:

Рис. 3. График распределения температуры в выбранных областях 1 - 6 по времени.

Также в качестве модели деревянной стены использовались плоские образцы из березы и кедра.

Рис. 4. Термограмма воздействия лесного пожара на плоскую деревянную стенку (спектральный интервал 2,64 - 3, 25 мк).

Для сравнения полученных данных, параллельно в научно-исследовательской лаборатории моделирования и прогноза катастроф проводились идентичные опыты, в которых температура на стенке испытуемых образцов контролировалась с помощью термопар, внедренных в образцы с задней части.

Рис. 5. Схема размещения термопар в образцах деревянной стенки.

В результате проведенных экспериментов получены следующие зависимости температуры от времени для различных видов древесины.

а б

Рис. 6. Зависимость изменения температуры от времени (нумерация на графике соответствует нумерации расположения термопар на рис. 5).

а - береза; б - лиственница.

Выводы

В ходе лабораторных экспериментов получены и проанализированы зависимости изменения температуры от времени на поверхности деревянной стены термопарным методом.

Тепловизионная съемка действия пламени от ЛГМ на смоделированную деревянную конструкцию позволяет зафиксировать участки наибольшего и наименьшего нагрева, а на основе этого дать рекомендации по защите жилых и производственных деревянных построек от действия природных пожаров.

Полученные результаты хорошо согласуются с работой [2].

Список литературы

Патент на изобретение № 237/220. Испытательный комплекс для моделирования лесных, степных и торфяных пожаров / Гришин А.М., Зима В.П., Кузнецов В.Т., Фильков А.И. З-ка № 2008/17660 от 04.05 2008, опубл. 27.10.2009. Бюл. № 30.

А.И. Фильков, В.Т. Кузнецов Воспламенение различных видов древесины потоком лучистой энергии // Физика горения и взрыва, 2011, т. 47, № 1. С. 74-79.

Размещено на Allbest.ru