Методика побудови математичної моделі для розрахунку часу початкової стадії розвитку пожежі

Автор(и)

  • Сергій Володимирович Жартовський Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0001-7512-0988
  • Олександр Миколайович Тітенко Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0002-4950-8580
  • Оксана В’ячеславівна Кириченко Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-0240-1807
  • Євген Олександрович Тищенко Навчально-методичний центр цивільного захисту та безпеки життєдіяльності Черкаської області , Україна https://orcid.org/0000-0003-3911-3291
  • Роман Борисович Мотричук Управління Державної служби України з надзвичайних ситуацій у Черкаській області, Україна https://orcid.org/0000-0002-5670-6788
  • Валентин Павлович Мельник Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-1760-229X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225221

Ключові слова:

вогнезахищена деревина, вогнезахисний засіб, просочувальна речовина, температура займання, вогневий вплив

Анотація

Для розроблення відповідних заходів і засобів вогнезахисту на об’єктах актуальним є формування уявлення про феноменологію процесів виникнення, розвитку та припинення горіння. Запропоновані методики створення математичних моделей енергетичної складової фізико-хімічних процесів, які відбуваються в деревині в умовах вогняного впливу, що дозволяють визначити час від початку такого впливу до настання фази полум’яного горіння. Адекватність математичного моделювання перевірялась експериментально на стандартизованій установці дослідження поширення полум’я по поверхні деревини. В якості зразків для теоретичних та експериментальних досліджень використовували зразки незахищеної деревини, виготовлені із заболоні сосни товщиною 20 мм, щільністю 400-550 кг/м3. Зразки вогнезахищеної деревини (тієї ж породи, товщини та щільності) були просоченої вогнезахисним засобом на основі діамонійфосфату і сульфату амонію (за витрати 168,2 г/м2  сухих компонентів антипіренів). При моделюванні використано результати експериментального визначення температури займання незахищеної та вогнезахищеної деревини, які становили: 235 С – для незахищеної, 410 С – для вогнезахищеної, відповідно.

Результати математичного моделювання та експериментальних досліджень підтверджують можливість суттєвого подовження часу від початку вогняного впливу до займання пожежного навантаження із деревини при використанні для вогнезахисту азото-фосфорних просочувальних засобів.

Запропоновано методики математичного моделювання для створення моделей з визначення впливу охолоджувального ефекту від використання просочувальних вогнезахисних засобів для захисту деревини на подовження часу стадії початку пожежі.

Дані математичного моделювання придатні для використання при створенні просочувальних вогнезахисних засобів.

Біографії авторів

Сергій Володимирович Жартовський, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Доктор технічних наук

Науково-випробувальний центр

Олександр Миколайович Тітенко, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Кандидат технічних наук

Науково-випробувальний центр

Оксана В’ячеславівна Кириченко, Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України

Доктор технічних наук, професор

Кафедра пожежно-профілактичної роботи

Євген Олександрович Тищенко, Навчально-методичний центр цивільного захисту та безпеки життєдіяльності Черкаської області

Доктор технічних наук, доцент, заступник начальника навчально-методичного центру

Роман Борисович Мотричук, Управління Державної служби України з надзвичайних ситуацій у Черкаській області

Ад’юнкт

Валентин Павлович Мельник, Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України

Кандидат технічних наук

Кафедра пожежно-профілактичної роботи

Посилання

  1. Coen, J. L., Riggan, P. J. (2014). Simulation and thermal imaging of the 2006 Esperanza wildfire in southern California: application of a coupled weather-wildland fire model. International Journal of Wildland Fire, 23 (6), 755–770. doi: https://doi.org/10.1071/WF12194
  2. Uniting and strengthening America by providing appropriate tools required to intercept and obstruct terrorism (2001). Available at: https://www.congress.gov/107/plaws/publ56/PLAW-107publ56.pdf
  3. Special underground facilities (UGF-s) serving for the critical infrastructure (2006). New challenges in the field of military science international scientific conference. Available at: http://hadmernok.hu/kulonszamok/newchallenges/szalai.html#12
  4. Lowden, L. A., Hull, T. R. (2013). Flammability behaviour of wood and a review of the methods for its reduction. Fire Science Reviews, 2, 4. doi: https://doi.org/10.1186/2193-0414-2-4
  5. Baratov, A. N., Andrianov, R. A., Korol'chenko, A. Ya. et. al. (1988). Pozharnaya opasnost' stroitel'nyh materialov. Moscow, 380.
  6. Zhartovskiy, S. V. (2013). A systematic approach to fire protection of objects using water fire retardant and fire extinguishing means. Pozharovzryvobezopasnost', 22 (9), 25–32. doi: https://doi.org/10.18322/pvb.2018.22.9.25-32
  7. Baratov, A. N., Molchadskiy, I. S. (2011). Gorenie na pozhare. Moscow, 503.
  8. Lopes, A. M. G., Ribeiro, L. M., Viegas, D. X., Raposo, J. R. (2017). Effect of two-way coupling on the calculation of forest fire spread: model development. International Journal of Wildland Fire, 26 (9), 829–843. doi: https://doi.org/10.1071/WF16045
  9. Kutateladze, S. S. (1979). Osnovy teorii teploobmena. Moscow, 416.
  10. Yeoh, G. H., Yuen, K. K. (Eds.) (2008). Computational fluid dynamics in fire engineering: theory, modelling and practice. Butterworth-Heinemann, 544. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-7506-8589-4.x0001-4
  11. Melihov, A. S. (2017). Issledovanie protsessa rasprostraneniya tleniya i usloviy ego prekrashcheniya vnutri massiva gazopronitsaemogo melkodispersnogo materiala. Pozharnaya bezopasnost', 4, 74–89.
  12. Markus, E., Snegirev, A., Kuznetsov, E., Tanklevskiy, L. (2018). Application of a simplified pyrolysis model to predict fire development in rack storage facilities. Journal of Physics: Conference Series, 1107, 042012. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1107/4/042012
  13. Bartlett, A. I., Hadden, R. M., Bisby, L. A. (2018). A Review of Factors Affecting the Burning Behaviour of Wood for Application to Tall Timber Construction. Fire Technology, 55 (1), 1–49. doi: https://doi.org/10.1007/s10694-018-0787-y
  14. Liu, Q., Shen, D., Xiao, R., Zhang, H., Fang, M. (2013). A mathematical description of thermal decomposition and spontaneous ignition of wood slab under a truncated-cone heater. Korean Journal of Chemical Engineering, 30 (3), 613–619. doi: https://doi.org/10.1007/s11814-012-0181-2
  15. Grieco, E., Baldi, G. (2011). Analysis and modelling of wood pyrolysis. Chemical Engineering Science, 66 (4), 650–660. doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2010.11.018
  16. Nizhnyk, V., Shchipets, S., Tarasenko, O., Kropyvnytskyi, V., Medvid, B. (2018). A Method of Experimental Studies of Heat Transfer Processes between Adjacent Facilities. International Journal of Engineering & Technology, 7 (4.3), 288. doi: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19806
  17. Molchadskiy, I. S. (2005). Pozhar v pomeshchenii. Moscow, 456.
  18. Chumachenko, S. N., Zhartovskyi, S. V., Titenko, A. N. (2016). Methods of creating a mathematical model of an energy component of chemical and physical processes that occur in wood when it is heated prior to the flaming phase. BiTP, 44 (4), 131–137. doi: https://doi.org/10.12845/bitp.44.4.2016.10
  19. Chumachenko, S. M., Zhartovskyi, S. V., Titenko, O. M. (2016). The Methodology of Creating the Mathematical Model of Cooling Effect during Heating of Wood Sample Impregnated by Water Based Flameproofing Matter. Scientific Bulletin of UNFU, 26 (8), 337–347. doi: https://doi.org/10.15421/40260851
  20. Baratov, A. N., Korol'chenko, A. Ya., Kravchuk, G. N. et. al. (1990). Pozharovzryvoopasnost' veshchestv i materialov i sredstva ih tusheniya. Moscow, 496.
  21. Zhartovskyi, V. M., Tsapko, Yu. V. (2006). Profilaktyka horinnia tseliulozovmisnykh materialiv. Teoriya ta praktyka. Kyiv, 248.
  22. Rodzhers, D., Adams, Dzh. (2001). Matematicheskie osnovy mashinnoy grafiki. Moscow, 604.
  23. Shreter, V., Lautenshleger, K., Bibrak, H. et. al. (1989). Himiya. Moscow, 648.
  24. Bolgarskiy, A. V., Muhachev, G. A., Shchukin, V. K. (1975). Termodinamika i teploperedacha. Moscow, 495.
  25. Solodov, A. P. (2015). Teplomassoobmen v energeticheskih ustanovkah. Inzhenernye metody rascheta. Moskva, 124.
  26. Chumachenko, S. M., Zhartovskyi, S. V., Titenko, O. M., Trotsko, V. V. (2016). Methodology of Mathematical Model Creation of Flame Retardants Distribution in Fire Protected Wood. Scientific Bulletin of UNFU, 26 (5), 378–385. doi: https://doi.org/10.15421/40260557
  27. DSTU 8829:2019. Fire and explosion hazard of substances and materials. Nomenclature of indices and methods of their determination. Classification.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-23

Як цитувати

Жартовський, С. В., Тітенко, О. М., Кириченко, О. В., Тищенко, Є. О., Мотричук, Р. Б., & Мельник, В. П. (2021). Методика побудови математичної моделі для розрахунку часу початкової стадії розвитку пожежі . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(10 (109), 45–52. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225221

Номер

Том 1 № 10 (109) (2021): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Сергей Владимирович Жартовский, Александр Николаевич Титенко, Оксана Вячеславовна Кириченко, Евгений Александрович Тищенко, Роман Борисович Мотричук, Валентин Павлович Мельник

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.