Експериментальні дослідження динаміки небезпечних факторів середовища при загоряннях у приміщеннях
Поспєлов Борис Борисович
Національний університет цивільного захисту України
http://orcid.org/0000-0002-0957-3839
Рибка Євгеній Олексійович
Національний університет цивільного захисту України
http://orcid.org/0000-0002-5396-5151
Самойлов Михайло Олександрович
Національний університет цивільного захисту України
http://orcid.org/0000-0002-8924-7944
Безугла Юлія Сергіївна
Національний університет цивільного захисту України
https://orcid.org/0000-0003-4022-2807
Ященко Олександр Анатолійович
Національний університет цивільного захисту України
https//orcid.org/0000-0001-7129-389X
DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2021-33-4
Ключові слова: пожежа, динаміка, кореляції небезпечних факторів, стан повітряного середовища, рекурентна діаграма, міра рекурентності станів
Анотація
Наведені результати експериментального дослідження динаміки небезпечних факторів повітряного середовища при загоряннях у приміщеннях об'єктів. Встановлено, що інформативною ознакою для раннього виявлення загорянь є ступінь взаємної (парної) кореляції флуктуацій факторів середовища при нульовому лазі. Отримано, що для тестових матеріалів загоряння у вигляді спирту, паперу та деревини коефіцієнт парної кореляції близький до одиниці, а для текстилю – до мінус одиниці. Експериментально встановлено, що при наявності загорянь у приміщенні в досліджуваному середовищі відбувається групування розподілених локальних станів, характер яких залежить від матеріалу загоряння. Відмічається, що саме характер групування може бути також застосований в якості інформаційної ознаки раннього виявлення загорянь в приміщеннях та розпізнавання типу матеріалу, що загоряється. Встановлено, що загоряння призводять до деякого збі-льшення постійної часу флуктуацій досліджуваних факторів середовища. При цьому, показник загорянь виявляється недостатньо чутливим для використання в якості ознаки раннього виявлення загорянь. Більш інформативною ознакою у рамках кореляційно підходу слід вважати ступінь взаємної (парної) кореляції флуктуацій факторів середовища при нульовому лазі. Встановлено, що у випадку загоряння спирту додатковою ознакою може бути взаємна кореляція диму та температури при 20 лазі. Експериментально підтверджено, що для розглянутих горючих матеріалів ефективною ознакою раннього загоряння є коефіцієнт парної кореляції чадного газу та температури при нульовому лазі. Результати дослідження динаміки рекурентності прирощень станів небезпечних факторів середовища свідчать про переваги міри рекурентності станів в порівнянні з кореляціями щодо раннього виявлення загорянь матеріалів у приміщеннях об’єктів. Експериментально встановлено, що запропонована міра поточної рекурентності станів може бути надійною ознакою щодо виявлення ранніх загорянь в приміщеннях та використана з метою підвищення ефективності різних технічних засобів та систем захисту приміщень від пожеж та вибухів.
Посилання
- Poulsen, A., Jomaas, G. (2012). Experimental study on the burning behavior of pool fres in rooms with different wall linings. Fire Technology, 48, 419–439.
- Wu, Y., Harada, T. (2004). Study on the Burning Behaviour of Plantation Wood. Scientia Silvae Sinicae, 40, 131.
- Zhang, D., Xue, W. (2010). Effect of Heat Radiation on Combustion Heat Re-lease Rate of Larch. Journal of West China Forestry Science, 39, 148.
- Ji, J., Yang, L., Fan, W. (2003). Experimental Study on Effects of Burning Be-haviours of Materials Caused by External Heat Radiation. Journal of Combustion Science and Technology, 9, 139.
- Peng, X., Liu, S., Lu, G. (2005). Experimental Analysis on Heat Release Rate of Materials. Journal of Chongqing University, 28, 122.
- Andronov, V., Pospelov, B., Rybka, E. (2016). Increase of accuracy of defini-tion of temperature by sensors of fire alarms in real conditions of fire on objects. East-ern-EuropeanJournalofEnterpriseTechnologies, 4/5 (82), 38–44. https://doi:10.15587/1729-4061.2016.75063
- Andronov, V., Pospelov, B., Rybka, E. (2017). Development of a method to improve the performance speed of maximal fire detectors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (86)), 32–37. https://doi: 10.15587/1729-4061.2017.96694
- Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Skliarov, S. (2017). Design of fire de-tectors capable of self-adjusting by ignition. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (9 (88)), 53–59. https://doi: 10.15587/1729-4061.2017.108448
- Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Skliarov, S. (2017). Research into dy-namics of setting the threshold and a probability of ignition detection by self-adjusting fire detectors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5/9 (89), 43–48. https://doi: 10.15587/1729-4061.2017.110092
- Shi, M., Bermak, A., Chandrasekaran, S., Amira, A., Brahim-Belhouari, S. (2008). A committee machine gas identification system based on dynamically reconfi-gurable FPGA. IEEE Sens J., 8, 403–414.
- Skinner, A. J., Lambert, M. F. (2006). Using smart sensor strings for continuous monitoring of temperature stratification in large water bodies. IEEE Sensors J., 6, 1473–1481.
- Cheon, J., Lee, J., Lee, I., Chae, Y., Yoo, Y., Han, G. (2009). A single-chip CMOS smoke and temperature sensor for an intelligent fire detector. IEEE Sens. J., 9, 914–920.
- Aspey, R. A., Brazier, K. J., Spencer, J. W. (2005). Multiwavelength sensing of smoke using a polychromatic LED: Mie extinction characterization using HLS anal-ysis. IEEE Sens J., 5, 1050–1056.
- Heskestad, G., Newman, J. S. (1992). Fire Detection Using Cross-Correlations of Sensor Signals. Fire Safety J., 18/4, 355–374.
- BS EN 54-30:2015 Fire detection and fire alarm systems. – Part 30: Multi-sensor fire detectors. Point detectors using a combination of carbon monoxide and heat sensors.
- BS EN 54-31:2014 Fire detection and fire alarm system. – Part 31: Multi-sensor fire detectors. Point detectors using a combination of smoke, carbon monoxide and optionally heat sensors.
- Gottuk, D. T., Wright, M. T., Wong, J. T., Pham, H. V., Rose-Pehrsson, S. L., Hart, S., Hammond, M., Williams, F. W., Tatem, P. A., Street, T. T. (2002). Prototype Early Warning Fire Detection Systems: Test Series 4 Results, NRL/MR/6180–02–8602, Washington, DC, Naval Research Laboratory.
- McGrattan, K., Hostikka, S., McDermott, R., Floyd, J., Weinschenk, C., Overholt, K. (2016). Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide, V. 3, 6th ed. National Institute of Standards and Technology.
- Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Popov, V., Romin, A. (2018). Expe-rimental study of the fluctuations of gas medium parameters as early signs of fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (91)), 50–55. https://doi: 10.15587/1729-4061.2018.122419
- Pospelov, B., Rybka, E., Meleshchenko, R., Gornostal, S.,
- Meleshchenko, R. G. (2020). System analysis of prevention of man-made emergency situations in consequence of fire in the premises of the object. ScienceRise, 1 (66), 38–46. https://doi: 10.21303/2313-8416.2020.001150
- Meleschenko, R. G., Dureev, V. О. (2018). Mathematical model of thermal fire detector with the thermistor // Problemy pozharnoy bezopasnosti, 44, 89–92.
- Semko, A., Rusanova, O., Kazak, O., Beskrovnaya, M., Vinogradov, S., Gri-cina, I. (2015). The use of pulsed high-speed liquid jet for putting out gas blow-out. The International Journal of Multiphysics, 9, 1, 9–20. doi: https://doi.org/10.1260/1750-9548.9.1.9
- Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Skliarov, S. (2017). Design of fire de-tectors capable of self-adjusting by ignition. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (9 (88)), 53–59. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.108448