Научная статья на тему 'ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОБРАЗОВАНИЯ ДИОКСИДА АЗОТА ПРИ ГОРЕНИИ НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ КИНОПЛЁНКИ'

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОБРАЗОВАНИЯ ДИОКСИДА АЗОТА ПРИ ГОРЕНИИ НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ КИНОПЛЁНКИ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
50
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КРИТИЧЕСКАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ / ПАРЦИАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ / ДИОКСИД АЗОТА / УДЕЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ / ХРАНИЛИЩА КИНО- И ФОТОДОКУМЕНТОВ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Кузьмин Владимир Вячеславович, Пузач Сергей Викторович, Акперов Руслан Гянджавиевич, Болдрушкиев Очир Баатрович, Ващенкова Яна Юрьевна

Тема. Для человека во время пожара большую опасность представляют вещества пульмано-токсического действия (например, диоксид азота), которые вызывают раздражение слизистых оболочек и при длительном воздействии могут приводить к токсическому отеку лёгких. Однако в базе данных горючей нагрузки, используемой при расчёте пожарных рисков, отсутствуют величины удельных коэффициентов образования диоксида азота. Поэтому определение параметров образующегося диоксида азота при горении различных веществ и материалов является актуальной задачей. Целью исследования является экспериментальное определение парциальной плотности и удельного коэффициента образования диоксида азота при горении нитроцеллюлозной плёнки в замкнутом объёме. Для её достижения была модернизирована экспериментальная установка для определения пожарной опасности конденсированных материалов при их термическом разложении. Методы. Используются экспериментальные методы измерения и обработки параметров процессов горения веществ и материалов, а также методы анализа полученных результатов. Результаты. Разработана методика экспериментального определения удельного коэффициента образования диоксида азота и обоснована допустимость аппроксимации полученных данных на реальные помещения. Экспериментально получены величины удельного коэффициента образования диоксида азота, образующегося при горении нитроцеллюлозной плёнки. Выполнена оценка максимальной массы вышеуказанной плёнки, находящейся в помещении заданного объёма, при которой парциальная плотность NO2 не достигнет её критического или смертельного для человека значения. Область применения результатов. Расширение базы данных горючей нагрузки, используемой при расчёте пожарных рисков, по удельным коэффициентам образования диоксида азота при горении различных веществ и материалов. Выводы. Модернизированная экспериментальная установка для определения пожарной опасности конденсированных материалов при их термическом разложении, а также разработанная методика экспериментального определения удельного коэффициента образования диоксида азота позволяют получить данные по образованию диоксида азота, необходимые для расчёта пожарных рисков в зданиях и сооружениях.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Кузьмин Владимир Вячеславович, Пузач Сергей Викторович, Акперов Руслан Гянджавиевич, Болдрушкиев Очир Баатрович, Ващенкова Яна Юрьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXPERIMENTAL DETERMINATION OF SPECIFIC COEFFICIENT OF NITROGEN DIOXIDE FORMATION DURING NITROCELLULOSE FILM COMBUSTION

Purpose. Pulmonotoxic substances (for example, nitrogen dioxide) are extremely hazardous for people during fires. These substances cause mucous membrane irritation and with prolonged exposure can lead to toxic pulmonary edema. However, fire load database which is used for calculating fire risks does not contain values of nitrogen dioxide formation distribution coefficient. Therefore, determining parameters of nitrogen dioxide formation during various substances and materials burning is a priority. The purpose of the study is to experimentally determine the partial density and distribution coefficient of nitrogen dioxide formation during cellulose nitrate film combustion in an enclosed volume. To achieve it an experimental installation for determining fire hazard of condensed materials during their thermal decomposition has been modified. Methods. Experimental methods of measuring and processing parameters of substances and raw materials burning as well as obtained results analysis methods are used. Findings. A technique for experimental calculation of nitrogen dioxide formation distribution coefficient has been developed and validity of obtained results approximation for real rooms has been justified. Values of distribution coefficient of forming nitrogen dioxide evolved during cellulose nitrate film combustion are experimentally obtained. Maximum weight of the above-mentioned film located in a room of a given volume at which NO2 partial density does not reach its critical or fatal value for people has been assessed. Research application field. Fire load database used when calculating fire risks, according to distribution coefficients of nitrogen dioxide formation during various substances andmaterials combustion has been expanded. Conclusions. The modified experimental installation for determining fire hazard of condensed materials during their thermal decomposition, as well as the developed method for experimental determination of nitrogen dioxide formation distribution coefficient make it possible to obtain data on nitrogen dioxide formation necessary for calculating fire risks in buildings and structures.

Текст научной работы на тему «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОБРАЗОВАНИЯ ДИОКСИДА АЗОТА ПРИ ГОРЕНИИ НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ КИНОПЛЁНКИ»

ПОЖАРНАЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

FIRE, ENVIRONMENT AND TECHNOSPHERE SAFETY

НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE УДК 614.841

DOI 10.25257/FE.2022.3.5-13

® В. В. КУЗЬМИН1, С. В. ПУЗАЧ1, Р. Г. АКПЕРОВ1, О. Б. БОЛДРУШКИЕВ1, Я. Ю. ВАЩЕНКОВА2

1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия

2 15 пожарно-спасательный отряд ФПС ГПС Главного управления МЧС России по Московской области, Красногорск, Россия

Экспериментальное определение удельного коэффициента образования диоксида азота при горении нитроцеллюлозной киноплёнки

АННОТАЦИЯ

Тема. Для человека во время пожара большую опасность представляют вещества пульмано-токсического действия (например, диоксид азота), которые вызывают раздражение слизистых оболочек и при длительном воздействии могут приводить к токсическому отеку лёгких. Однако в базе данных горючей нагрузки, используемой при расчёте пожарных рисков, отсутствуют величины удельных коэффициентов образования диоксида азота. Поэтому определение параметров образующегося диоксида азота при горении различных веществ и материалов является актуальной задачей.

Целью исследования является экспериментальное определение парциальной плотности и удельного коэффициента образования диоксида азота при горении нитроцеллюлозной плёнки в замкнутом объёме. Для её достижения была модернизирована экспериментальная установка для определения пожарной опасности конденсированных материалов при их термическом разложении.

Методы. Используются экспериментальные методы измерения и обработки параметров процессов горения веществ и материалов, а также методы анализа полученных результатов.

Результаты. Разработана методика экспериментального определения удельного коэффициента образования диоксида азота и обоснована допустимость аппроксимации полученных данных на реальные помещения.

Экспериментально получены величины удельного коэффициента образования диоксида азота, образующегося при горении нитроцеллюлозной плёнки.

Выполнена оценка максимальной массы вышеуказанной плёнки, находящейся в помещении заданного объёма, при которой парциальная плотность NO2 не достигнет её критического или смертельного для человека значения.

Область применения результатов. Расширение базы данных горючей нагрузки, используемой при расчёте пожарных рисков, по удельным коэффициентам образования диоксида азота при горении различных веществ и материалов.

Выводы. Модернизированная экспериментальная установка для определения пожарной опасности конденсированных материалов при их термическом разложении, а также разработанная методика экспериментального определения удельного коэффициента образования диоксида азота позволяют получить данные по образованию диоксида азота, необходимые для расчёта пожарных рисков в зданиях и сооружениях.

Ключевые слова: критическая концентрация, парциальная плотность, диоксид азота, удельный коэффициент образования, хранилища кино- и фотодокументов

© V.V. KUZMIN1, S.V. PUZACH1, R.G. AKPEROV1, O.B. BOLDRUSHKIEV1, Ya.Yu. VASHCHENKOVA2

1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia

2 Training and Fire Extinguishing Department 15 of the Fire and Rescue Squad of the FPS GPS

of the Main Directorate of the Ministry of Emergency Situations of Russia in the Moscow Region, Krasnogorsk, Russia

Experimental determination of specific coefficient of nitrogen dioxide formation during nitrocellulose film combustion

ABSTRACT

Purpose. Pulmonotoxic substances (for example, nitrogen dioxide) are extremely hazardous for people during fires. These substances cause mucous membrane irritation and with prolonged exposure can lead to toxic pulmonary edema. However, fire load database which is used for calculating fire risks does not contain values of nitrogen dioxide formation distribution coefficient.

Therefore, determining parameters of nitrogen dioxide formation during various substances and materials burning is a priority.

The purpose of the study is to experimentally determine the partial density and distribution coefficient of nitrogen dioxide formation during cellulose nitrate film combustion in an enclosed volume. To achieve it an experimental installation

FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2022. No. 3

for determining fire hazard of condensed materials during their thermal decomposition has been modified.

Methods. Experimental methods of measuring and processing parameters of substances and raw materials burning as well as obtained results analysis methods are used.

Findings. A technique for experimental calculation of nitrogen dioxide formation distribution coefficient has been developed and validity of obtained results approximation for real rooms has been justified.

Values of distribution coefficient of forming nitrogen dioxide evolved during cellulose nitrate film combustion are experimentally obtained.

Maximum weight of the above-mentioned film located in a room of a given volume at which NO2 partial density does not reach its critical or fatal value for people has been assessed.

Research application field. Fire load database used when calculating fire risks, according to distribution coefficients of nitrogen dioxide formation during various substances and materials combustion has been expanded.

Conclusions. The modified experimental installation for determining fire hazard of condensed materials during their thermal decomposition, as well as the developed method for experimental determination of nitrogen dioxide formation distribution coefficient make it possible to obtain data on nitrogen dioxide formation necessary for calculating fire risks in buildings and structures.

Key words: critical concentration, partial density, nitrogen dioxide, distribution coefficient of formation, film and photographic documents storage

ВВЕДЕНИЕ

Анализ результатов судебно-медицинских экспертиз и научных источников показал, что с точки зрения пожарной опасности наиболее опасным фактором пожара являются токсичные продукты горения, гибель от воздействия которого в процентном соотношении составляет более 80 % случаев [1].

При горении пожарной нагрузки выделяется около сотни различных химических соединений [1-2], которые оказывают токсическое действие на организм человека [1-6]. Состав газовой среды, образующейся при горении, зависит от химического состава материалов и условий их газификации (открытое пламенное горение или термическое разложение при недостатке кислорода).

В состав образующихся продуктов горения, как правило, входят следующие соединения: оксиды углерода, азота, серы, циановодород, непредельные и ароматические углеводороды, альдегиды и целый ряд других опасных соединений [1-10].

Оксиды азота, являясь веществами пульма-но-токсического действия, представляют собой большую опасность и могут приводить к развитию токсического отёка лёгких человека, находящегося в зоне действия ОФП [11-16].

В нормативном документе СП 11.13130.2009 «Места дислокации подразделений пожарной охраны. Порядок и методика определения» указана необходимость учёта оксида азота при расчёте необходимого времени эвакуации людей при пожаре. Однако для учёта данного токсиканта необходимы количественные данные (удельные коэффициенты образования), характеризующие процесс образования рассматриваемого вещества при горении различных материалов. В существующих базах данных параметров горючей нагрузки отсутствуют величины удельных коэффициентов образования по оксиду азота, что обосновывает необходимость их получения экспериментальным путём.

Результаты позволят определить динамику изменения плотности оксида азота в полномасштабном помещении и, соответственно, необходимое время эвакуации по данному токсиканту. В связи с вышесказанным определение величины вышеуказанного коэффициента является актуальной задачей.

Целью работы является определение удельного коэффициента образования и парциальной плотности диоксида азота при сгорании нитро-целлюлозной киноплёнки, являющейся наиболее опасной горючей нагрузкой в хранилищах кино-и фотодокументов.

Для достижения цели была проведена модернизация экспериментальной установки [17-21], позволяющей измерять концентрацию диоксида азота, и проведены экспериментальные исследования терморазложения образцов нитроцеллю-лозной плёнки.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСЧЁТА ПАРЦИАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ДИОКСИДА АЗОТА

Парциальная плотность диоксида азота при горении на пожаре нитроцеллюлоз-ной плёнки рассчитывается путём решения дифференциального уравнения закона сохранения массы в закрытом помещении аналогично работе [19] в случае циановодорода.

Это уравнение имеет вид:

= (1)

где V - объём помещения, м3; р - среднеобъём-ная парциальная плотность диоксида азота, кг/м3; т - время, с; п - коэффициент полноты сгорания; Т - скорость газификации горючего материала, кг/с; - удельный коэффициент образования диоксид2а азота.

Дифференциальное уравнение закона сохранения массы кислорода для герметичного объёма имеет вид [3]:

Фо

с/т 1 4)2

(2)

где р0 - среднеобъёмная парциальная плотность кислорода, кг/м3; Ь0 - удельный коэффициент потребления кислорода.

Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности диоксида азота от изменения плотности кислорода получена после совместного интегрирования уравнений (1) и (2) от времени начала пожара т = 0 до рассматриваемого момента времени:

Pno.

_(рога-Рог)

= Ч N

(3)

где Poa - среднеобъёмная парциальная плотность кислорода в воздухе, кг/м3.

Из выражения (3) видно, что при расчёте концентрации диоксида азота необходимо использовать значения парциальной плотности кислорода, изменяемой во времени, а также значения удельных коэффициентов образования диоксида азота и потребления кислорода.

Кроме того, соотношение (3) не учитывает размеры помещения. Следовательно, это выражение справедливо как для маломасштабных (предложенная экспериментальная установка), так и для полноразмерных реальных помещений.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Схемы экспериментальной установки [1721] и её камеры сгорания представлены на рисунке 1. Внешний вид некоторых элементов экспериментальной установки показан на рисунках 2 и 3.

Эксперименты проводились в следующей последовательности.

Рисунок 1. Схема экспериментальной установки (а) и камеры сгорания (б): 1 - газоотводящий патрубок с задвижкой; 2 - экспозиционная камера; 3 - трубка отбора газов для анализа; 4 - газоанализатор многоканальный; 5 - шиберные отверстия; 6 - набор термопар для фиксирования температуры в различных точках экспозиционной камеры; 7 - переходной рукав; 8 - камера сгорания; 9 - вентилятор экспозиционной камеры; 10 - электронный блок термопар; 11 - рубашка охлаждения излучателя; 12 - электронагревательный излучатель; 13 - окно излучателя; 14 - рабочий объём камеры; 15 - окно камеры; 16 - исследуемый образец; 17 - чашка весов; 18 - тепловая защита камеры; 19 - корпус камеры; 20 - электронные весы Figure 1. Experimental installation scheme (a) and combustion chamber (b): 1 - gas branch pipe with a valve; 2 - exposure chamber; 3 - gas bleed line for analysis; 4 - multichannel gas analyzer; 5 - gate openings; 6 - a set of thermocouples for temperature fixing at various points of the exposure chamber; 7 - transitional hoze; 8 - combustion chamber; 9 - exposition chamber ventilator; 10 - electronic block of thermocouples; 11 - radiator water jacket; 12 - electric heating radiator; 13 - emitter window; 14 - chamber working volume; 15 - camera window; 16 - test sample; 17 - balance pen; 18 - chamber thermal protection;

19 - camera body; 20 - electronic scale

FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2022. No. 3

Производится запуск электронагревательного излучателя 12 (рис. 1) и регистрирующих программ с последующей проверкой отклика датчиков температуры и работоспособности газоанализатора. После этого задаётся рабочая температура в диапазоне от 300 до 360 °С и плотность падающего теплового потока 10 кВт/м2. Образец устанавливают на чашку 17 электронных весов 20.

При достижении температуры в камере сгорания установленного значения открывают заслонку переходного рукава.

При проведении экспериментов непрерывно измеряются масса образца, плотность теплового потока, падающего на поверхность образца, температура в объёме экспозиционной камеры и концентрации СО, Ы02 и 02.

На основании полученных экспериментальных данных по концентрации оксида азота в экспозиционном объёме установки и удельной массовой скорости выгорания определим удельные коэффициенты образования Ы02 в соответствии с формулой:

. _Рмо2К (4)

N02 т > (4)

где У - объём экспозиционной камеры установки (V = 0,59), м3; т - масса образца, кг.

ПОГРЕШНОСТИ

ПРИМЕНЯЕМЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

В экспериментальной установке используется газоанализатор портативный Drager X-am 7000 и электронные весы AND GF-6100 (рис. 4, 5).

Принцип действия электрохимических сенсоров газоанализатора основан на изменении электрических параметров ячейки вследствие протекания электрохимической реакции, характерной для определяемого компонента. Между измерительным электродом и дополнительным электродом сравнения в результате этой реакции возникает соответствующая постоянная разность потенциалов, пропорциональная содержанию определяемого компонента. Пределы допускаемой относительной погрешности ± 15 %.

Электронные весы имеют класс точности I по ГОСТ Р 53228-2008 Национального стандарта РФ «Весы неавтоматического действия» и предел допускаемой погрешности измерения, равной 0,1 г.

Газовая среда экспозиционной камеры через зонд непрерывного отбора проб поступает в многоканальный автоматический проточный газоанализатор типа Drager X-am 7 000, в котором измеряются концентрации СО (диапазон измерений от 0 до 1 % об и допустимая погрешность ±10 %), NO2 (диапазон измерений от 0 до 0,01 %

Рисунок 4. Внешний вид газоанализатора Figure 4. Gas analyzer design

Рисунок 5. Внешний вид электронных весов Figure 5. Electronic scales design

об и допустимая погрешность ± 1 %) и О2 (диапазон измерений от 0 до 21 % об и допустимая погрешность ± 10 % об).

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Внешний вид киноплёнки, а также фотографии образцов до и после проведения экспериментов представлены на рисунках 6 и 7. Размеры чашки весов составляли 0,1x0,1 м.

При отсутствии пламенного горения в начале эксперимента, в результате термодеструкции

образца, горение (вспышка) возникло с задержкой более 2 мин. Время вспышки, при которой происходило сгорание практически всей массы образца, не превышало 1 с.

Концентрация диоксида азота Ы02 , выделяющегося при горении образца в экспозиционной камере установки, определялась газоанализатором.

На экспериментальной установке при температуре поверхности электронагревательного излучателя в диапазоне Т = 350-370 °С испытыва-лись образцы нитроцеллюлозной плёнки массой т = 8,40-10,93 г.

a (a)

б (b)

Рисунок 6. Киноплёнка в металлической коробке (а) и на пластиковой бобине (б) Figure 6. Film in a metal box (a) and on a plastic reel (b)

a (a)

б (b)

Рисунок 7. Образцы киноплёнки до (а) и после (б)

проведения экспериментов Figure 7. Film samples before (a) and after (b) experiments

FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2022. No. 3

Таблица 1 (Table 1)

Результаты экспериментов Experimen results

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

№ п/п Температура поверхности электронагревательного излучателя, °С Масса образца, m, г Выгоревшая масса, Am, г Парциальная плотность NO2 Pno -106, кг/м3 Удельный коэффициент образования NO2 , V

1 350+370 8,40 8,38 9,95 0,000701

2 350 10,93 10,68 21,0 0,00116

3 360 10,64 10,47 18,1 0,00102

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИХ АНАЛИЗ

Результаты экспериментов представлены в таблице 1. По полученному в эксперименте удельному коэффициенту образования Ы02 для нитроцеллюлозной плёнки (4) можно получить зависимость критического объёма помещения хранилища киноплёнки (V , м3) от массы киноплёнки (М, кг), при горении которой не будет превышена критическая или смертельная парциальная плотность Ы02 :

V , м3

кр

5 000 4 500 4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500

0

M, кг

a (a)

ML

NO,

■кр

PNO

(5)

2. >ф

где рШ2 к = 1-10 3 кг/м3 - критическое значения парциальной плотности Ы02 (по СП 11.13130.2009); Рщ, = 3,76-10-4 кг/м3 - смертельная в течение 1 мин парциальная плотность Ы02 [22].

Необходимо отметить, что величина критического значения парциальной плотности Ы02, принятая в нормативном документе (СП 11.13130.2009), примерно в 3 раза превышает смертельную величину при времени экспозиции 1 мин. Поэтому при определении необходимого времени эвакуации по воздействию оксида азота необходимо более обоснованно подходить к выбору критической концентрации рассматриваемого токсиканта.

На рисунке 8 представлены зависимости критического объёма помещения хранилища киноплёнки от массы киноплёнки.

Результаты расчётов можно аппроксимировать следующими зависимостями:

- при достижении критической концентрации Ы02:

V = 0,91 М,

кр ' '

(6)

- при достижении смертельной концентрации NO2:

12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000

0

1 000

2 000

б (b)

3 000

M, кг

4 000

Рисунок 8. Зависимости критического объёма помещения от массы плёнки, хранящейся внутри него, при достижении парциальной плотностью NO2 критического (а)

и смертельного значения (б): 1 - эксперимент № 1; 2 - № 2; 3 - № 3; 4 - среднее значение Figure 8. Dependences of room critical volume on film mass stored inside it when NO2 partial density reaches critical (a) and lethal (b) values: 1 - experiment № 1; 2 - № 2; 3 - № 3; 4 - average value

V = 2,55 М.

кр

(7)

При объёме помещения, меньшем критического значения (формулы (6) и (7)), соответственно, критическая или смертельная парциальная плотность диоксида азота в помещении будет достигнута в течение нескольких секунд.

1 000

2 000

V , м

кр

1

Используя формулы (6) и (7), для помещения заданного объёма можно определить максимальную массу плёнки, при горении которой парциальная плотность NO2 не достигнет её критического или смертельного для человека значения.

Для иллюстрации результатов расчётов по формулам (6) и (7) с использованием среднего значения удельного коэффициента образования NO2 и различных критических значений парциальной плотности диоксида азота критические объёмы помещений при горении 5 кг киноплёнки

Таблица 2 (Table 2)

Результаты расчётов по формуле (5)

Results of calculations by formula (5)

№ п/п Критическая парциальная плотность NO2 Pno2, кр> кг/м3 Масса киноплёнки, М, кг Критический объём помещения хранилища киноплёнки, V , м3

i 1-10-3* 5 4,55

1 1 000 910

2 3,76-10-4** 5 12,75

1 000 2 550

Примечания:

* СП 11.13130.2009 «Места дислокации подразделений пожарной охраны. Порядок и методика определения»; ** наименьшая опубликованная смертельная доза

при времени экспозиции 1 мин [22] Note:

* SP 11.13130.2009. Locations of fire brigade units. Procedure and method of determination;

** lowest published lethal dose at 1 min exposure [22]

(одна бобина) и 1 000 кг (200 бобин) приведены в таблице 2.

Таким образом, при расчёте пожарного риска в хранилищах кино- и фотодокументов необходимо учитывать время блокирования путей эвакуации диоксидом азота при горении нитро-целлюлозной киноплёнки, являющейся наиболее опасной горючей нагрузкой в этих помещениях.

Данные об образовании других токсичных газов, которые могут образоваться при горении вышеуказанной плёнки, будут опубликованы в следующих работах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработанная методика экспериментального определения удельного коэффициента образования диоксида азота и обоснование допустимости аппроксимации полученных данных на реальные помещения позволяют получить исходные данные, необходимые для расчёта времен блокирования путей эвакуации диоксидом азота при горении различных веществ и материалов.

Экспериментально полученные величины удельного коэффициента образования диоксида азота, образующегося при горении нитроцел-люлозной плёнки, позволили оценить максимальную массу вышеуказанной плёнки, находящейся в помещении заданного объёма, при которой парциальная плотность Ы02 не достигнет её критического или смертельного для человека значения в процессе его эвакуации из помещения.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Пузач С. В., Доан В. М., Нгуен Т. Д., Сулейкин Е. В., Акперов Р. Г. Образование, распространение и воздействие на человека токсичных продуктов горения при пожаре в помещении. М.: Академия ГПС МЧС России, 2017. 129 с.

2. Исаева Л. К. Пожары и окружающая среда. Екатеринбург: Калан, 2001. 222 с.

3. Кошмаров Ю. А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении. Учебное пособие. М.: Академия ГПС МВД России, 2000. 118 с.

4. Kim N.-K., Cho N.-W., Rie D.-H. A study on the risk of particulate materials included in the combustion products of building materials // Fire Science and Engineering. 2016. Vol. 30, iss. 1. Pp. 43-48. D0I:10.7731/KIFSE.2016.30.1.043

5. Башарин В. А, Гребенюк А. Н., Маркизова Н. Ф. [и др.] Химические вещества как поражающий фактор пожаров // Военно-медицинский журнал. 2015. Т. 336, № 1. С. 22-28.

6. Sweeney L. M., Sommerville D. R., Goodwin M. R., James R. A., Channel S. R. Acute toxicity when concentration varies with time: A case study with carbon monoxide inhalation by rats // Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2016. Vol. 80. Pp. 102-115. D0I:10.1016/j.yrtph.2016.06.014

7. Pauluhn J. Acute inhalation toxicity of carbon monoxide and hydrogen cyanide revisited: Comparison of models to disentangle the concentranion time conundrum of lethality and incapacitation // Regulatory and Pharmacology. 2016, vol. 80, pp. 173-182. D0I:10.1016/j.yrtph.2016.06.017

8. Anseeuw K., Delvau N., Burillo-Putze G., De laco F., Geldner G., Holmstrom P., Lambert Y., Sabbe M. Cyanid poisoning by fire smoke inhalation: a European expert consensus // European Journal of Emergency Medicine. 2013, vol. 20, no. 1. pp. 2-9. D0I:10.1097/MEJ.0b013e328357170b

9. Levin B. C., Kuligowski E. D. Toxicology of fire and smoke // Inhalation Toxicology. 2005, vol. 2, pp. 205-228. D0I:10.1201/9781420037302.ch10

10. Semenza G. L. Hypoxia-inducible factors in physiology and medicine // Cell. 2012. Vol. 148, № 3. Pp. 399-408.

11. Rosenfeldt F., Wilson M., Lee G. 0xidative stress in surgery in an ageing population: pathophysiology and therapy // Experimental Gerontology. 2013, vol. 48, № 1, pp. 45-54.

12. Земляной А. В., Дулов С. А, Оникиенко С. Б., Вар-лашова М. Б., Вивуланец Е. В., Ерунова Н. В., Бородавко В. К., Смуров А. В. Средство, купирующее развитие токсического отёка лёгких и повышающее устойчивость к воздействию оксида азота // Medline.ru. Российский биомедицинский журнал. 2015. Т. 16. С. 475-480.

13. Земляной А. В., Дулов С. А, Оникиенко С. Б., Бородавко В. К., Смуров А. В., Варлашова М. Б., Вивуланец Е. В., Ерунова Н. В. Применение экзогенных белков теплового шока для предотвращения развития токсического отека легких // Амурский медицинский журнал. 2014. № 3. С. 49-51.

14. Tani M., Morimatsu H., Takatsu F., Morita K. The inclidence and prognostic value of hipo chioremia in critically

FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2022. No. 3

ill patients // The Scientific Word Journal. 2012, pp. 1-7. D0l:10.1100/2012/474185

15. Голубев В. Н., Королев Ю. М., Тимофеев Н. Н. Реакция дыхательной системы человека на гипоксическую гипоксию // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Биол. и экология. 2013. № 29. С. 56-64.

16. Пузач С. В., Сулейкин Е. В., Акперов Р. Г. Установка для определения пожарной опасности конденсированных материалов при их термическом разложении. Патент Российской Федерации на полезную модель № 174688. Заявка № 2017113747, приоритет полезной модели 20.04.2017 г., дата государственной регистрации 26.10.2017 г.

17. Пузач С. В., Сулейкин Е. В. Новый теоретико-экспериментальный подход к расчёту распространения токсичных газов при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопас-ность. 2016. Т. 25. № 2. С. 13-20. D0I:10.18322/PVB.2016.25.02.13-20

18. Пузач С. В., Болдрушкиев О. Б. Определение парциальной плотности циановодорода при пожарах на объектах энергетики // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2020. № 3. С. 5-10. D01:10.25257/FE.2020.3.5-I0

19. Пузач С. В., Акперов Р. Г. Experimental determination of the specific coefficient of release of carbon monoxide during a fire in the room // Пожаровзрывобезопасность. 2016. Т. 25, № 5. С. 18-25. D0I:10.18322/PVB.2016.25.05.18-25

20. Пузач С. В., Болдрушкиев О. Б. Определение удельного коэффициента образования и критической парциальной плотности циановодорода и монооксида углерода при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопасность. 2019. Т. 28. № 5. С. 19-26. D0I:10.18322/PVB.2019.28.05.19-26

21. Ассистент диагностики [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://www.rihtop.ru/diagnoseassistant/Substance. aspx?id=14 (дата обращения 12.03.2022).

REFERENCES

1. Puzach S.V., Doan V.M., Nguyen T.D., Suleykin E.V., Akperov R.G. Obrazovanie, rasprostranenie i vozdejstvie na cheloveka toksichnyh produktov gorenija pri pozhare v pomeshhenii [Formation, distribution and human exposure to toxic combustion products during a fire in a room]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2017. 129 p. (in Russ).

2. Isaeva L.K. Pozhary i okruzhayushchaya sreda [Fires and the environment]. Ekaterinburg, Kalan Publ., 2001. 222 p.

3. Koshmarov Yu.A. Prognozirovaniye opasnykh faktorov pozhara v pomeshchenii [Forecasting of fire hazards in the case of indoor fire]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2000. 118 p. (in Russ.).

4. Kim N.K., Cho N.W., Rie D.Ho. A Study on the Risk of Particulate Materials Included in the Combustion Products of Building Materials. Fire Science and Engineering. 2016, vol. 30, iss. 1, pp. 43-48 (in Russ.). D0I:10.7731/KIFSE.2016.30.1.043

5. Basharin V.A., Grebenyuk A.N., Markizova N.F. et al. Chemicals as fires damaging factor. Voenno-meditsinskii zhurnal -Military Medical Journal, 2015, vol. 336, no. 1, pp. 22-28 (in Russ.).

6. Sweeney L.M., Sommerville D.R., Goodwin M.R., James R.A., Channel S.R. Acute toxicity when concentration varies with time: A case study with carbon monoxide inhalation by rats. Regulatory Toxicology and Pharmacology, 2016, vol. 80, pp. 102-115. DOI: 10.1016/j.yrtph.2016.06.014

7. Pauluhn J. Acute inhalation toxicity of carbon monoxide and hydrogen cyanide revisited: Comparison of models to disentangle the concentration time conundrum of lethality and incapacitation. Regulatory and Pharmacology. 2016, vol. 80, pp. 173-182. DOI:10.1016/j.yrtph.2016.06.017

8. Anseeuw K., Delvau N., Burillo-Putze G., Delaco F., Geldner G., Holmstrom P., Lambert Y., Sabbe M. Cyanid poisoning by fire smoke inhalation: a European expert consensus. European Journal of Emergency Medicine, 2013, vol. 20, no. 1, pp. 2-9. DOI:10.1097/MEJ.0b013e328357170b

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Levin B.C., Kuligowski E.D. Toxicology of fire and smoke. Inhalation Toxicology. 2005. vol. 2, pp. 205-228. DOI:10.1201/9781420037302.ch10

10. Semenza G.L. Hypoxia-inducible factors in physiology and medicine. Cell, 2012, vol. 148, no. 3, pp. 399-408.

11. Rosenfeldt F., Wilson M., Lee G. Oxidative stress in surgery in an ageing population: path-ophysiology and therapy. Experimental Gerontology, 2013, vol. 48, no. 1, pp. 45-54.

12. Zemlyanoy A.V., Onikienko S.B., Dulov S.A., Varlashova M.B., Vivulanets E.V., Erunova N.V., Borodavko V.K., Smurov A.V. A remedy delimiting toxic pulmonary edematization and enhancing resistance to nitrogen oxide. Medline.ru. Rossiiskii biomeditsinskii zhurnal - Medline.ru. Russian Biomedical Journal, 2015, vol. 16, pp. 475-480 (in Russ).

13. Zemlyanoy A.C., Dulov S.A., Onikienko S.B., Borodavko C.K., Smurov A.C., Varlashova M.B., Vivulanets E.V., Erunova N.V. Application of exogenous proteins of thermal shock to prevent the development of toxic pulmonary edema. Amurskij medicinskij zhurnal - Amur Medical Journal, 2014, no. 3, pp. 49-51 (in Russ).

14. Tani M., Morimatsu H., Takatsu F. et al. The inclidence and prognostic value of hipo chioremia in critically ill patients. The Scientific Word Journal, 2012, pp. 1-7. DOI:10.1100/2012/474185

15. Golubev V.N., Korolev Yu.M., Timofeev N.N. The reaction of the human respiratory system to hypoxic hypoxia. Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija Biol. i jekologija -Bulletin of Tver State University. Series: Biology and Ecology, 2013, no. 29, pp. 56-64 (in Russ).

16. Puzach S.V., Suleykin E.V., Akperov R.G. Ustanovka dlja opredelenija pozharnoj opasnosti kondensirovannyh materialov pri ih termicheskom razlozhenii. Patent Rossijskoj Federacii na poleznuju model1 № 174688. Zajavka № 2017113747, prioritet poleznoj modeli 20.04.2017 g., data gosudarstvennoj registracii 26.10.2017 g. [Installation for determining the fire hazard of condensed materials during their thermal decomposition. Patent of the Russian Federation for utility model No. 174688. Application No. 2017113747, priority of the utility model 20.04.2017, date of state registration 26.10.2017]. (in Russ).

17. Puzach S.V., Suleykin E.V. New united theoretical and experimental approach to the calculation of the distribution of toxic gases in case of fire in the room. Pozharovzryvobezopasnost -Fire and Explosion Safety, 2016, vol. 25, iss. 2, pp. 13-20 (in Russ.). DOI:10.18322/PVB.2016.25.02.13-20

18. Puzach S.V., Boldrushkiev O.B. Determination of hydrogen cyanide partial density at power facilities fires. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya -Fire and Emergencies: Prevention, Elimination, 2020, no. 3, pp. 5-10 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2020.3.5-10

19. Puzach S.V., Akperov R.G. Experimental determination of the specific coefficient of formation of carbon monoxide during a fire in a room. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety, 2016, vol. 25, no. 5, pp. 18-25. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.05.18-25

20. Puzach S.V., Boldrushkiev O.B. Defining the specific formation coefficient and the critical partial density of hydrogen cyanide and carbon monoxide at the fire indoors. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety, 2019, vol. 28, iss. 5, pp. 19-26 (in Russ.). DOI:10.18322/PVB.2019.28.05.19-26

21. Assistent diagnostiki [Diagnostic Assistant]. Available: http://www.rihtop.ru/diagnoseassistant/Substance.aspx?id=14 (accessed March 12, 2022).

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Владимир Вячеславович КУЗЬМИН

Доцент,

доцент кафедры физики,

Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация

SPIN-код: 7406-9980

AuthorlD: 76938

ORCID: 0000-0003-4100-0472

[email protected]

Сергей Викторович ПУЗАЧ H

Доктор технических наук, профессор,

заведующий кафедры инженерной теплофизики и гидравлики, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 5637-8461 AutorlD: 18265

ORCID: 0000-0001-7234-1339 Scopus Author ID: 7003537835 ResearcherID: U-2907-2019 H [email protected]

Руслан Гянджавиевич АКПЕРОВ

Кандидат технических наук

доцент кафедры инженерной теплофизики и гидравлики.

Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация

SPIN-код: 7185-0791

AuthorID: 766879

ORCID: 0000-0002-2524- 8710

[email protected]

Очир Баатрович БОЛДРУШКИЕВ

Старший инженер программист научно-исследовательского

отдела проблем профилактики объектов защиты,

Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация

SPIN-код: 7185-0791

AuthorID: 766879

ORCID: 0000-0002-2524- 8710

[email protected]

Яна Юрьевна ВАЩЕНКОВА

Инженер отделения организации службы, подготовки и пожаротушения

15 пожарно-спасательный отряд ФПС ГПС

Главного управления МЧС России по Московской области,

Красногорск, Российская Федерация

[email protected]

Vladimir V. KUZMIN

Associate Professor,

Associate Professor Department of Physics,

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation

SPIN-KOA: 7406-9980

AuthorID: 76938

ORCID: 0000-0003-4100-0472

[email protected]

Sergey V. PUZACH H

Grand Doctor in Engineering, Professor,

Head of the Engineering Thermal-Hydraulics Department,

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation

SPIN-KOA: 5637-8461

AutorlD: 18265

ORCID: 0000-0001-7234-1339 Scopus Author ID: 7003537835 ResearcherID: U-2907-2019 H [email protected]

Ruslan G. AKPEROV

PhD in Engineering,

Associate Professor of the Engineering Thermal-Hydraulics Department,

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation

SPIN-KOA: 7185-0791

AuthorID: 766879

ORCID: 0000-0002-2524- 8710

[email protected]

Ochir B. BOLDRUSHKIEV

Senior Engineer Programmer Research Department of Prevention Protection Problems,

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation

SPIN-KOA: 7185-0791

AuthorID: 766879

ORCID: 0000-0002-2524- 8710

[email protected]

Yana Yu. VASHCHENKOVA

Engineer of the Service Organization,

Training and Fire Extinguishing Department 15 of the Fire

and Rescue Squad of the FPS GPS of the Main Directorate

of the Ministry of Emergency Situations of Russia in the Moscow Region,

Krasnogorsk, Russian Federation

[email protected]

Поступила в редакцию 2.07.2022 Принята к публикации 25.07.2022

Received 2.07.2022 Accepted 25.07.2022

Для цитирования:

Кузьмин В. В., Пузач С. В., Акперов Р. Г., Болдрушкиев О. Б., Ващенкова Я. Ю. Экспериментальное определение удельного коэффициента образования диоксида азота при горении нитроцеллюлозной киноплёнки // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2022. № 3. С. 5-13. 001:10.25257^Е.2022.3.5-13

For citation:

Kuzmin V.V., Puzach S.V., Akperov R.G., Boldrushkiev O.B., Vashchenkova Ya.Yu. Experimental determination of specific coefficient of nitrogen dioxide formation during nitrocellulose film combustion. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya -Fire and emergencies: prevention, elimination, 2022, no. 3, pp. 5-13. D01:10.25257/FE.2022.3.5-13

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.