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

  1. 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.
  2. Wu, Y., Harada, T. (2004). Study on the Burning Behaviour of Plantation Wood. Scientia Silvae Sinicae, 40, 131.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Peng, X., Liu, S., Lu, G. (2005). Experimental Analysis on Heat Release Rate of Materials. Journal of Chongqing University, 28, 122.
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. Heskestad, G., Newman, J. S. (1992). Fire Detection Using Cross-Correlations of Sensor Signals. Fire Safety J., 18/4, 355–374.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.
  18. 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.
  19. 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
  20. Pospelov, B., Rybka, E., Meleshchenko, R., Gornostal, S.,
  21. 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
  22. Meleschenko, R. G., Dureev, V. О. (2018). Mathematical model of thermal fire detector with the thermistor // Problemy pozharnoy bezopasnosti, 44, 89–92.
  23. 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
  24. 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