ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методика экспериментального исследования из "Термогазодинамика пожаров в помещениях " В настоящей главе излагаются методика экспериментального исследования пожара, результаты опытов и сравнение полученных данных с теорией. [c.27] Экспериментальное помещение имело два оконных проема, расположенных друг над другом в середине одной из стен помещения. Высота каждого проема помещения составляла Я=1,1 м и была неизменной во всех опытах. Отсчитываемая от пола координата нижнего края верхнего проема г/1в = 4,13 м, координата верхнего края верхнего проема у2в 5,23 м, координата нижнего края нижнего проема 1/2н = 0,8 м, координата верхнего края нижнего проема 1/2 =1,9 м (см. рис. 2.1). Ширина каждого проема варьировалась от опыта к опыту. Изменение ширины проема осуществлялось с помощью кирпичной кладки на цементном растворе. При изменении ширины проема положение геометрического центра окна не изменялось (кладка осуществлялась симметрично с двух сторон проема). Все опыты проводились при наличии двух одинаковых по размерам проемов. Наибольшая ширина проемов составляла 6=1,35 м, а наименьшая — 0,36 м. [c.28] Сгораемый материал располагался на повер.хности платформы весов, установленны.х в экспериментальном помещении. Поверхность платформы находилась на одном уровне с полом. Площадь поверхности платформы составляла 10 м . Платформа имела форму квадрата, сторона которого 6 = 3,16 м. Платформа расположена в средней части пола, расстояние платформы от стен помещения I— = 1,32 м (см. рис. 2.1). [c.29] В первой серии экспериментов использовалась в качестве сгораемого материала сосновая древесина. Древесина представляла собой сортные бруски сечением от 25-10 до 36-Ю- м и обрезки досок (отходы производства) с приблизительно таким же, как у брусков, поперечным сечением. Древесина во всех опытах укладывалась на платформе весов в два слоя. В нижний слой укладывались отходы прг 13водства. Верхний слой представлял собой три ряда сортных брусков указанных выше размеров. Масса этих брусков составляла в каждом опыте приблизительно 270 кг. Бруски укладывались во всех опытах одинаково плотно, практически без зазоров. Применявшаяся укладка древесины исключала влияние на процесс развития пожара в начальной стадии случайных факторов, обусловленных геометрической структурой отходов производства досок. Древесина укладывалась во всех опытах равномерным слоем на всей поверхности платформы весов, т. е. на площади 10 м . [c.29] Во второй серии опытов использовалось в качестве сгораемого материала органическое стекло (иолиметилметакрилат). Органическое стекло представляло собой отходы его производства в виде полосок длиной от 1,3 до 2 м с поперечным сечением от ЫО до 3-10 м . Эти полоски раскладывались равномерным слоем на всей поверхности платформы весов (т. е. на площади 10 м2). [c.29] Количество сгораемого материала, загружавшегося перед каждым опытом в помещение, и ширина оконных проемов указаны в табл. 2.1. [c.29] Все опыты были проведены в летнее время при температурах наружного воздуха Го=290—293 К и с.табом ветре (скорость ветра не превышала 1 м-с- ). [c.29] Во всех опытах начальный очаг пожара создавался в центре слоя сгораемого материала (см. рис. 2.1). В качестве начального источника зажигания использовался во всех опытах блок из 10 стандартных таблеток сухого горючего. Площадь очага горения этих таблеток составляла приблизительно 0,002 м , тепловая мощность — около 2000 Вт при времени горения около 10 мин. [c.29] Измерение площади пожара и линейной скорости распространения пламени по поверхности горючего материала. Для измерения площади пожара и линейной скорости распространения пламени использовалась система датчиков, установленных на поверхности горючего материала вдоль четырех лучей, начинающихся от расположенного в центре платформы весов начального очага горения (см. рис. 2.1). Датчики были установлены вдоль каждого луча с шагом 0,2 м. Датчиком являлась пара находящихся под электрическим напряжением разомкнутых контактов. Расстояние между этими контактами было подобрано на основании специальных опытов и составляло 1,5 см. Каждая пара контактов была включена в цепь с источником постоянного тока и неоновой лампой. При подходе фронта пламени к датчику возникала проводимость вследствие ионизации газа пламенем и обугливания горючего материала. В момент замыкания электрической цепи загоралась неоновая лампа на индикаторной панели. Этот момент фиксировался с помощью часов с секундной шкалой. Координаты расположения датчиков измерялись перед каждым опытом с помощью металлической линейки с миллиметровой шкалой. Ошибки измерений координат датчиков не превышали 0,5 %. [c.31] Исследование температурного поля внутри помещения и определение среднеобъемной температуры газа. Исследование температурного поля внутри помещения производилось с помощью 107 хро-мель-алюмелевых термоэлектрических термометров, которые подключались к электронным автоматическим потенциометрам типа ЭПП-09 градуировки ХА с пределами измерений О—ПОО°С. При этом 62 термометра использовались для измерения температур на граничных поверхностях (на поверхностях стен, потолка, пола, в сечениях проемов), а 45 термометров — во внутренней области помещения. Расположение спаев термоэлектрических термометров на поверхностях потолка, стен и пола показано на рис. 2 3. На поверхности потолка было установлено девятнадцать, а на поверхности пола девять температурных датчиков. На уровнях = 1,4 м г/т2 = 2,9 и (/ 4=4,4 м было установлено соответственно 7, 10 и 8 поверхностных датчиков температуры. Значение координат, характеризующих положение спаев термоэлектрических термометров на поверхностях ограждений, было д-1 = 21=1,4 м дг2 = 22 = 2,9 м л з = гз = 4,4 м. Датчики температуры, установленные на поверхностях ограждений, были изготовлены из хромель-алюмелевой проволоки диаметром 0,7 м. [c.32] Автоматические потенциометры осуществляли запись значений температур с момента начала процесса развития пожара до окончания эксперимента. Значение среднеобъемной температуры газа определялось следующим образом. Сначала рассматривались в данный момент времени температурные поля в горизонтальных сечениях помещения (пол, потолок и сечения с координатами уп, уп, Утз, 1/т4, Утъ)- Для каждого горизонтального сечения строились графики зависимостей температур Т от координат при пяти фиксированных значениях координаты х, т. е. Т(г, 0) Т г, ДГ ) Т(г, лгг) Г (г, х )-Г(г, X,). [c.33] По найденным средним значениям температур Гj в горизонтальных сечениях помещения строился график Т) = 1 у). [c.35] При определении средней температуры в нижних горизонтальных сечениях помещения, координаты которых 0 г/ 1,4 м, учитывалось, что температура в пределах турбулентного факела пламени практически одинакова. Температура в зоне между факелом и стенами определялась путем линейной интерполяции. Размеры факела определялись по результатам измерений площади горения и данным измерений высоты факела пламени. [c.35] В опытах реализовались условия, при которых Ь 2.10 с и mяi 0- -. Из анализа следует, что погрешность, обусловленная инерционностью спаев термометров, не могла превышать 2 %. [c.36] Измерение массовой скорости выгорания материалов. Массовая скорость выгорания определялась дифференцированием зависимости массы сгораемого материала, выгорающего при пожаре в помещении, от времени. Эта зависимость устанавливалась путем аппроксимации экспериментальных данных с помощью ЭВМ с использованием метода параболической интерполяции. [c.37] Масса сгораемых материалов измерялась с помощью гидравлических весов. Платформа этих весов опиралась на четыре стальных, заполненных минеральным маслом сильфона (см. рис. 2.6). В результате тарирования весоизмерительной системы с помощью контрольных грузов была установлена линейная зависимость между массой загружаемых на платформу материалов и давлением в силь-фонах в диапазоне нагрузок от 150 до 1000 кг. [c.37] Для исключения температурной погрешности была предусмотрена стабилизация температурного режима работы сильфонов, для чего последние были помещены в ванну с проточной водой, имеющей постоянную температуру. [c.38] Рама платформы была выполнена из стального проката и защищена от теплового воздействия пожара слоем асбестовых плит толщиной 50 мм, покрытым стальным листом толщиной 3 мм. Температура рамы платформы контролировалась в процессе эксперимента (во всех опытах она не превышала 100 °С). [c.38] Суммарная погрешность взвешивания сгораемого материала в процессе эксперимента определялась в основном погрешностью тарировки и не превышала 0,5 %. [c.38] Измерение расходов уходящих газов и поступающего воздуха. Расходы уходящих из помещения газов и поступающего воздуха определялись по результатам измерений скоростей и температур газа в сечениях проемов. Измерение скоростей и температур газа в верхнем проеме производилось в течение всего эксперимента в четырех расположенных по высоте точках с координатами, отсчитыва-емы.ми от нижнего края этого проема /п.в=0,14 0,36 0,61 0,86 м. В нижнем проеме точки, в которых производились измерения, имели координаты, отсчитываемые от нижнего края этого проема уп.в = = 0,12 0,38 0,70 и 0,98 м. [c.38] Вернуться к основной статье