Моделювання процесів деструкції та горіння органічних матеріалів в умовах розвитку пожежі

Abstract

UK: Постановка проблеми.Пожежішвидковиникаєі розвиваєтьсязанаявності восередку горючихматеріалів та конструкцій. Це ускладнює, а в деяких випадках робить неможливими ефективне вогнегасіння, евакуацію, порятунок людей і матеріальних цінностей. З метою оцінюванняпроцесів розвитку горіння та розробленнязасобів підвищення вогнестійкості виробів та конструкцій необхідно вивчити процеси горіння матеріалів.Мета –моделювання процесів горіння легкодиспергуючих речовин і розвитку газоподібних реакцій та їх суміщення на прикладі горіння деревини.Методика –вивчення процесів горіння,математичне моделювання процесів горіння на прикладі горіння деревини з урахуванням деструктивних процесів задії високих температур з урахуванням правил термодинаміки. Результати. Аналіз показав, що виділення основних стадій під часмоделюваннягоріння деревини значно меншерозроблене, аніж у випадку горіння газових систем. Особливо складно це зробити для опису горіння деревини, на поверхні якої відбувається взаємодія мас (і тепла) при вигоранні окремих компонентів, причому розмірповерхні фронту горіння на одиницю перерізу зразкатакож може змінюватись у часі. Тому визначенням основної стадії горіннядеревини слід користуватись в основному дляякісногоаналізупроцесу, а кількісні моделі горіння деревини слід будувати поможливості з урахуванням усіх визначальних факторів, що характеризують явища. Наукова новизна.Вперше на основі моделювання процесів горіння органічних матеріалів визначенозакономірності деструктивних процесів, які, залежно від температури, мають спільні закономірності якісних та кількісних характеристик. Визначенохімічнустадійність та її зв’язок із фізичною стадійністю перетворення горючих органічних матеріалів, диспергованих у поверхневому шарі, із сумарним тепловим ефектом хвилі горіння. Практична значимість. Виділення стадій під часхвильовогогоріннядеревини дозволяє мати якісне відображення процесів залежно від просторової зонита її віддалення від газової зони, що дозволяє прогнозувати розробленнязахисних засобів органічних матеріалів від горіння.

EN: Problem statement.The rapid occurrence and development of fires are caused by the occurrence of combustible materials and structures in their focus. This complicates, and in some cases makes impossible, effective firefighting, evacuation, and rescue of people and property.In order to correctly assess fire resistance, effectively increase fire resistance, and change the flammability of materials, it is necessary to study the materials burning process. The purpose of the article. To study of the combustion of easily dispersible substances and the development of gaseous reactions and their combination using the example of wood combustion.Methods.We use mathematical modeling of combustion and destructive processes under the high temperatures, taking into account the rules of thermodynamics. Research results. The conducted analysis showed that the selection of the main stages in the simulation of wood combustion is much less developed than in the case of the combustion of gas systems. It is especially difficult to do this to describe the combustion of wood, on the surface of which there is an interaction of masses (and heat) during the combustion of individual components, and the size of the front surface per unit cross-section of the sample may also change over time. Therefore,the definition of the main stage in wood burning should be used mainly in the qualitative analysis of the process, and quantitative models of wood burning should be built, if possible, taking into account all the determining factors characterizing the phenomena.Scientific novelty. For the first time, on the basis of the modeling of organic material combustion is proposed. We determine the patterns of destructive processes, which, depending on the temperature, have common patterns of qualitative and quantitative characteristics. The chemical phasing and its connection with the physical phasing of the transformation of combustible organic materials dispersed in the surface layer with the overall thermal effect of the combustion wave were determined.Practical value. The identification of stages during the wave burning of wood allows for a qualitative display of processes depending on the spatial zone and its distance from the gas zone, which allows predicting the development of protective means of organic materials against combustion.