CC BY
14
Андрусейко О.Б., Грыцюк Ю.И. Склады хранения пиломатериалов: особенности принятия управленческих решений при организации процесса тушения пожара
Рассмотрены причины появления и распространения пожаров на складах хранения пиломатериалов, приведены особенности предупреждения возникновения пожара, способы огнезащиты складских деревянных конструкций, а также особенности организации процесса гашения пожара. Установлено, что пожары на складах хранения пиломатериалов имеют такие характерные признаки: большая скорость распространения огня штабелями; мощное тепловое излучение от пламени горения штабелей; массовый разлет территорией склада на значительные расстояния в конвекционных потоках горячего воздуха горящей щепы, коры и головешек; значительная скорость притока свежего воздуха в зону пожара; большая массовая скорость выгорания древесины и др.
Ключевые слова: склад хранения пиломатериалов, штабель пиломатериалов, огнезащита пиломатериалов, огнезащита складских деревянных конструкций, гашения пожара, распространения огня, предупреждения возникновения пожара.
Andruseyko O.B., Grytsyuk Yu.I. Storages of storage of saw-timbers: features of decision-making process in the organization of fire extinguishing
The reasons of fire emergency and distribution spread on the saw-timber storages are examined, peculiarities of fire prevention are demonstrated, methods of fire protection of storage wooden constructions as well as peculiarities of fire suppression organization are depicted. It has been set that fires taking place on the saw-timber storages have such characteristics as: high speed of spread of stack fire, powerful coloradiance from flame of 'burning stacks'; massive distribution of smouldering wood chips; barks and pieces of wood in the convection streams of hot air on considerable distances on the storage territory; considerable speed of fresh air influx in the fire scene; high speed of woods 'burning down.
Keywords: saw-timber storage, saw-timber stack, saw-timber fire protection, fire protection of storages, wooden constructions, fire suppressions, fire spread, distribution, fire emergence, fire prevention.
УДК 674.04 Доц. Б.Я. Кшивецький, д-р техн. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв
РОЗРАХУНОК КОЕФ1Ц16НТ1В, ЩО ВРАХОВУЮТЬ ПОРОДУ ДЕРЕВИ-НИ П1Д ЧАС ПРОГНОЗУВАННЯ М1ЦНОСТ1 ТЕРМОПЛАСТИЧНИХ КЛЕЙОВИХ З'еДНАНЬ
Наведено розрахунок коефщентш, що враховують породу деревини та запропо-новано !х використання у математичнш моделi прогнозування мщност термопластич-них клейових з'еднань деревини. Здшснено прогнозування мщност термопластичних клейових з'еднань деревини за допомогою математично! моделi з отриманими коефь щентами.
Серед основних вимог, ят ставляться до клейових з'еднань з деревини, е забезпечення належно! мщносп та довговiчностi. Ц вимоги взаемопов'язаш i визначають яккть i надшшсть виробiв та залежать вщ фiзико-мехашчних характеристик кле1'в та матерiалiв, що склеюються, технологiчних параметров склеювання, умов експлуатацц, фiзичних навантажень тощо.
Мiцнiсть е важливою характеристикою клейових з'еднань деревини шд час експлуатацií. Прогнозування мщносп дае змогу передбачити 11 змiну у клейовому з'еднаннi пiд час експлуатацц у ввдповвдних умовах. Прогнозувати мщнкть термопластичних клейових з'еднань деревини можна за допомогою ма-
Науковий вкник НЛТУ Украши. - 2013. - Вип. 23.16
тематично! модел^ яку отримано на основi теоретичних i експериментальних дослiджень [1-6]:
а = -А(/)ДГ(/) + В(/)Д Ш(/) ехр(-а(/)г(/)), (1)
де: ДТсередньозважена температура навколишнього середовища, оС; ДШ(г)-середньозважена вологiсть навколишнього середовища, %; агра„. - гранична мщнкть клейового з'еднання.
Коефiцieнти моделi А (!), В (!), С (!) залежать вiд температури i вологосп навколишнього середовища i враховують фiзико-механiчнi властивостi певних порiд деревини.
Для прикладу, шд час прогнозування довговiчностi термопластичних клейових з'еднань деревини дуба коефщенти А, В, i С матимуть такi числовi значения: для структурованих кле!в —0,024; 0,1151; 0,00205; для неструктуро-ваних клеш - -0,0006; 0,1372; 0,0082.
Ввдповщно, математична модель матиме такий вигляд:
• для структурованих кле!в, з рщкосггчастою структурою клейового шва:
а = -0,024 • ДТ© + 0,1151 • Д Г(/) ехр(-0,00205 • т©); (2)
• для неструктурованих кле!, з лiнiйною структурою клейового шва:
а = -0,0006 • ДТ© + 0,1372 • Д Ш© ехр(-0,0082 • г©). (3)
Прогнозувати мiцшсть для клейових з'еднань iнших порiд деревини на основi отримано!' математично! моделi можна двома способами:
• за математичною моделлю, у яко! коефiцieнти розраховано для окремо взято!
породи деревини;
• за математичною моделлю, у яко! коефщенти розраховано для одте! породи
деревини.
За першим способом для прогнозування мщносп термопластичних клейових з'еднань потрiбно для кожно! породи деревини розраховувати коефь цiенти математично! моделi. Це досить складна процедура, яка потребуе здiйснения математичного та iмiтацiйного моделювання напружено-деформа-цiйного стану клейових з'еднань деревини шд час експлуатацií.
За другим способом, для прогнозування мщносп термопластичних клейових з'еднань необидно розрахувати коефщент, який дасть змогу врахову-вати породу деревини що склеюеться. Такий коефiцiент названо коефiцiентом на породу деревини та позначено кп.д.
Щоб розрахувати коефiцiент кпд. потрiбно врахувати напружено-дефор-мацiйний стан i фiзико-механiчнi та реологiчнi властивостi породи деревини, що склеюеться. 1з врахуванням коефiцiеита на породу деревини математична модель для прогнозування мщносп матиме вигляд:
а = кпЬ • (-А® • ДТ® + В® • Д Ш® ехр(-С® • т®)) (4)
Виходячи з реологiчних та фiзико-механiчних властивостей рiзних порiд деревини, за основу при розрахунку коефщента кпА вибрано деревину дуба. Коефщент кпд. для цiеí породи деревини дорiвнюе одиницi. Для iнших порiд деревини цей коефщент буде вiдмiнним ввд одиницi i залежатиме вiд:
• мщноси деревини на сколювання вздовж волокон
• початково! мiцностi для клейових з'еднань вiдповiдноí породи деревини, склеено!' структурованими та неструктурованими клеями;
• густини деревини (р);
• водопоглинання деревини.
Для прикладу, у табл. 1 наведено основш характеристики деревини таких порвд, як дуб, сосна, береза.
Табл. 1. Деят мехатчт характеристики рiзних порiд деревини
Порода Мщтсть деревини на сколювання вздовж волокон адер, , МПа Початкова мiднiсть клейового з'еднання, МПа Густина деревини р, кг/м3 Максимальна воло-гiсть деревин за во-допоглинання, %
D4 D1
Дуб 12,2 11,65 11,34 690 116
Береза 11,2 9,10 9,31 630 135
Сосна 7,3 6,65 6,34 500 185
Аналiз i синтез мщносп клейових з'еднань рiзних порщ деревини дае змогу стверджувати, що iз зменшенням зазначених показникш механiчних характеристик деревини зменшуеться числове значення мiцностi з'еднань деревини, але характер 11 змши залишаеться експоненцiальним.
У табл. 2 наведено розрахунковi значення коефiцiентiв для деревини дуба, сосни та берези, що склееш термопластичними структурованими та нес-труктурованими клеями.
Табл. 2. Коеф^енти для деяких порiд деревини тд час прогнозування мiцностi
клейових з 'еднань
Порода Дуб Сосна Береза
Коефщенти 1,000 0,635 0,855
Враховуючи числовi значення коефшденпв на породу деревини, матема-тична модель для прогнозування тцносп матиме вигляд: Для деревини дуба:
• структурован кле! з рщкоатчастою структурою клейового шва:
а = 1 • (-0,024 • А Т ® + 0,1151 • АШ® exp(-0,00205 • т®)); (5)
• неструктуроват кле! з лшшною структурою клейового шва:
а = 1 • (-0,0006 • А Т ® + 0,1372 • АШ ® exp(-0,0082 • г®)); (6)
Для деревини сосни:
• структуроват кле! з рщкоатчастою структурою клейового шва:
а = 0,545 • (-0,024 • А Т() + 0,1151 • А Ш () exp(-0,00205 • г®)); (7)
• неструктурованi кле! з лiнiйною структурою клейового шва:
а = 0,545 • (-0,0006 • А Т ® + 0,1372 • АШ ® exp(-0,0082 • т®)); (8)
Для деревини берези:
• структуроват кле! з рщкоатчастою структурою клейового шва:
а = 0,855 • (-0,024 • АТ® + 0,1151 • АШ® exp(-0,00205 • т®)); (9)
• неструктурованi кле! з лiнiйною структурою клейового шва:
Науковий вк'нпк НЛТУ Укршни. - 2013. - Вип. 23.16
а = 0,855 • (-0,0006 • А Т(/) + 0,1372 - А Ж(/) ехр(-0,0082 • т(/)));. (10)
Графiчну штерпретацдо результатiв прогнозування мiцностi термоплас-тичних клейових з'еднань деревини дуба, сосни та берези за допомогою матема-тично! моделi iз врахуванням коефщента кп.д. наведено на рис. 1 та 2.
Як видно з рис. 1 та 2, прогнозування мщност для клейових з'еднань деревини дуба, берези i сосни, за допомогою математично! модел^ що враховуе ко-ефiцiент на породу деревини, мае однаковий характер змши - експоненщальний.
Пояснити таку поведшку змiни мiцностi термопластичних клейових з'еднань можна будовою та фiзико-механiчними характеристиками деревини. Для прикладу, деревина сосни складаеться iз двох взаемно проникаючих систем клггин, якi розмiщеннi вздовж i поперек осi стовбура. Основну частку, б1льше 90 % деревини сосни, становлять трахещи - прозеш!мш клiтини з вiдмерлими протопластами. Крiм того, у деревинi е смолят ходи та кишеньки. Тому адге-зiйна мiцнiсть склеено! деревини шпилькових порiд пiд час експлуатацii змь нюеться за експоненцiальною залежнiстю, як i деревина дуба, але з шшою ш-тенсивнiстю. Так само i деревина берези вiдрiзняеться вщ деревини дуба фiзи-ко-механiчними характеристиками.
Рис. 1. Прогнозування мщност1 для риних порiд деревини, склеених термопластичними структурованими клеями и ступеней навантаження Б4
9 10 11 12 13 14 Тривалють експлуатацп, мюящ
Рис. 2. Прогнозування мщност1 для риних порiд деревини, склеених термопластичними неструктурованими клеями и ступенем навантаження В1
Шдсумовуючи, можна зазначити, що розраховано коефiцieнти кпд для тих порiд деревини, що найбшьше пiддаються склеюванню. Запропоновано ви-користовувати цей коефiцieнт у математичнш моделi для прогнозування мщ-носп термопластичних клейових з'еднань деревини. Це дало змогу не викорис-товувати складних математичних розрахункш та iмiтацiйного моделювання для прогнозування мiцностi.
За допомогою математично!' моделi, що враховуе коефiцieнти на породу деревини, здшснено прогнозування мiцностi для термопластичних клейових з'еднань деревини дуба, сосни та берези. Зроблено аналiз отриманих результат та шдтверджено 1х достовiрнiсть.
Лггература
1. Патент на винахiд № 98515 Украша, МПК G01N 33/46, G01L 1/26. Cnoci6 прогнозування мщносп та довговiчностi з'еднань деревини клеями на ochobî пол]вшшацетату/ Кшивецький Б.Я., Бехта П.А. (Украша); Заявл. 25.05.2010; Опубл. 25.05.2012, Бюл. № 10.
2. Патент на корисну модель № 45134 Украша, МПК В23В 21/00. Cnoci6 прогнозування довгсгачност клейових з'еднань деревини дуба клеями на осжга полшшшацетату/ Кшивецький Б Я., Бехта П.А. (Украша); Заявл. 29.05.2009; Опубл. 26.10. 2009, Бюл. № 5.
3. Патент на корисну модель № 48285 Украша, МПК В23В 21/00 Споаб прогнозування довгсгачност клейових з'еднань деревини сосни клеями на осжга пол]вшшацетату/ Кшивецький Б Я., Бехта П.А. (Украша); Заявл. 29.09.2009; Опубл. 10.03. 2010, Бюл. № 5.
4. Kshyvetskyy B.Ya. Modeling of the influence of atmospheric moisture cyclic action on the durability of thermoplastic adhesive wood joint / B.Ya. Kshyvetskyy // Люове господарство, люова, паперова i деревообробна промиокгасть : мiжвiдомч. наук.-техн. зб. - Л^в : НЛТУ Украши. -2011. - Вип. 37.2. - С. 75-80.
5. Кшивецький Б.Я. Дослщження довгсгачност з'еднань твердолистяних порiд деревини клеями на осжга пол]вшшацетату / Б.Я. Кшивецький // Науковий вiсник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2004. - Вип. 14.7. - С. 99-103.
6. Кшивецький Б.Я. Прогнозування довгс^чноста клейових з'еднань деревини клеями на осшда шилвшщацетату / Кшивецький Б.Я., Бехта П.А. // Лсове господарство, люова, паперова i деревообробна промисловють : мiжвiдомч. наук.-техн. зб. - Льв]в : НЛТУ Украши. - 2009. -Вип. 35. - С. 84-89.
Кшивецкий Б.Я. Расчет коэффициентов, учитывающих породу древесины при прогнозировании прочности термопластичных клеевых соединений
Приведен расчет коэффициентов, учитывающих породу древесины и предложено их использование в математической модели прогнозирования прочности термопластичных клеевых соединений древесины. Осуществлено прогнозирование прочности термопластичных клеевых соединений древесины с помощью математической модели с полученными коэффициентами.
Kshyvetsky B. Ya. Calculation of coefficients that take into account the wood species when prediction the strength of thermoplastic adhesive wood joints
Presented here is calculation of coefficients that take into account the wood species, as well as their application in mathematical modeling has been proposed for predicting the strength of thermoplastic adhesive wood joints. The prediction of the strength of thermoplastic adhesive wood jointing has been made by means of mathematical model involving the coefficients obtained.
