Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ПАДАЮЩЕГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА ДЫМООБРАЗУЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ОБРАЗЦА СОВРЕМЕННОЙ КАБЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ'

ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ПАДАЮЩЕГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА ДЫМООБРАЗУЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ОБРАЗЦА СОВРЕМЕННОЙ КАБЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
58
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УДЕЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ДЫМООБРАЗОВАНИЯ / ОПТИЧЕСКАЯ ПЛОТНОСТЬ ДЫМА / ОГНЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ / ГОРЕНИЕ / ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Пузач Сергей Викторович, Мустафин Валихан Мухтарович, Акперов Руслан Гянджавиевич

Проведена серия огневых испытаний на установке по определению пожарной опасности конденсированных веществ и материалов с целью определения оптической плотности дыма и удельного коэффициента дымообразования в случае термического разложения современного электрического кабеля ВВГнг при различной плотности падающего теплового потока на поверхность образца. Обнаружено существенное влияние плотности падающего теплового потока на величины удельной массовой скорости выгорания, оптической плотности дыма и удельного коэффициента дымообразования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Пузач Сергей Викторович, Мустафин Валихан Мухтарович, Акперов Руслан Гянджавиевич

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

THE EFFECT OF THE HEAT FLOW FALLINGON THE SURFACE OF THE MODERN CABLE PRODUCTS ON THEIR SMOKE-FORMING CAPACITY

Purpose. The authors have carried out a series of experimental studies to determine the effect of the heat flow density falling on the surface of the coverless flame- resisting cable sample, on the specific mass burnout rate, optical density of smoke and the specific coefficient of smoke generation. Methods. Fire tests coverless flame-resisting cable samples have been carried out at an installation to determine fire hazard of condensed substances and materials. Findings. Experimental dependences on the test time of the specific mass burnout rate, optical smoke density, the specific coefficient of smoke production and the time of spontaneous ignition have been obtained at different density values of the falling heat flow on the coverless flame-resisting cable sample surface.It has been found out that the value of the specific smoke production coefficient can be practically the same for different modes of thermal decomposition in the case of a heat flow greater than 25 kW/m2. In thiscase the mass rate of material burnout, optical density of smoke and spontaneous ignition time of the investigated combustible material differ significantly.Research application field. The results can be used to expand the database of the fire load on the combustion parameters of modern cable products used at power facilities. The data obtained will also be relevant when calculating the time of blocking escape routes due to loss of visibility at power supply. Conclusions. The test conditions for determining the value of smoke-generating ability of modern cable products used at power supply, in particular, the choice of a thermal decomposition mode of a combustible material sample, have a significant impact on the value of smoke production coefficient.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ПАДАЮЩЕГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА ДЫМООБРАЗУЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ОБРАЗЦА СОВРЕМЕННОЙ КАБЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ»

УДК 614.841

DOI 10.25257/FE.2021.1.24-33

ПУЗАЧ Сергей Викторович Доктор технических наук, профессор Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: puzachsv@mail.ru

МУСТАФИН Валихан Мухтарович Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: generalpk@bk.ru

АКПЕРОВ Руслан Гянджавиевич Кандидат технических наук Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: akperov01@mail.ru

ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ПАДАЮЩЕГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА ДЫМООБРАЗУЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ОБРАЗЦА СОВРЕМЕННОЙ КАБЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ

Проведена серия огневых испытаний на установке по определению пожарной опасности конденсированных веществ и материалов с целью определения оптической плотности дыма и удельного коэффициента дымообразова-ния в случае термического разложения современного электрического кабеля ВВГнг при различной плотности падающего теплового потока на поверхность образца. Обнаружено существенное влияние плотности падающего теплового потока на величины удельной массовой скорости выгорания, оптической плотности дыма и удельного коэффициента дымообразования.

Ключевые слова: удельный коэффициент дымообразования, оптическая плотность дыма, огневые испытания, горение, электрический кабель.

Образование дыма при пожаре сигнализирует о начале горения, позволяет в кратчайшие сроки узнать о возникновении пожара, а также становится причиной паники, дезориентации, что влечёт нанесение вреда здоровью и гибель людей при пожаре [1-6]. Кроме того, снижение видимости до значения ниже критического для человека наступает раньше других опасных факторов пожара во время эвакуации [7-11].

Дым состоит из газообразных, твёрдых и (или) жидких веществ, образующихся в процессе горения. Продукты горения могут отличаться как качественно, так и количественно даже при горении одного и того же материала [12]. Это, в первую очередь, связано с количеством кислорода и температурой [13-15]. При проведении огневых испытаний на дымообразующую способность этот факт необходимо учитывать.

Огневые испытания на определение дымообразующей способности проводятся в закрытом объёме экспериментальной установки и при вынужденном тепловом воздействии [16-19].

Параметры процесса дымообразования для большого количества горючих веществ и материалов представлены в базе данных пожарной нагрузки [20]. Однако в ней отсутствуют данные по параметрам горения современной кабельной продукции, используемой на объектах энергетики. Поэтому экспериментальное исследование дымообразования вышеуказанных материалов является актуальной и достаточно сложной научной задачей.

Одним из перспективных кабелей, используемых на объектах энергетики, является кабель модификации ВВГнг.

Целью работы является определение влияния плотности теплового потока, падающего на поверхность образца кабеля ВВГнг, на оптическую плотность дыма и удельный коэффициент дымообразования.

Для её достижения необходимо было решить следующие задачи:

- провести серию огневых испытаний образцов кабеля ВВГнг на установке по определению пожарной опасности конденсированных веществ и материалов [19];

- получить экспериментальные зависимости от времени испытаний оптической плотности дыма и удельного коэффициента дымообразования при различных величинах плотности падающего теплового потока;

- выявить закономерности, сделать выводы и предложения по обработке данных огневых испытаний на определение дымообразующей способности.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Коэффициент дымообразования строительных и отделочных материалов определяется с использованием стандартного метода (по ГОСТ 12.1.044-89, п. 4.18). Однако данный метод имеет ряд существенных недостатков [19], поэтому огневые испытания проводились на экспериментальной установке по определению пожарной

© Пузач С. В., Мустафин В. М., Акперов Р. Г., 2021

опасности конденсированных веществ и материалов [18-19], схема которой представлена на рисунке 1.

Огневые испытания на установке по определению пожарной опасности конденсированных веществ и материалов отличаются от стандартного метода (ГОСТ 12.1.044-89, п. 4.18), в первую очередь, отсутствием источника открытого пламени

в камере сгорания. Поэтому образцы горючего материала под воздействием теплового потока возгорались самостоятельно, и чем выше был тепловой поток, тем быстрее это происходило.

Образцы кабеля ВВГнг для проведения экспериментов представлены на рисунке 2. Образцы в камере сгорания были установлены горизонтально,

10

,nnnr—^nnni\i

Рисунок 1. Схема модифицированной экспериментальной установки:

1 - камера сгорания; 2 - переходной рукав; 3 - экспозиционная камера; 4 - лазерный модуль; 5 - термопары; 6 - зонд отбора газа; 7 - вентилятор; 8 - фоточувствительный элемент; 9 - электронные весы; 10 - держатель образца; 11 - электронагревательный излучатель; 12 - регистрирующая аппаратура

Figure 1. Diagram of the modified experimental installation:

1 - combustion chamber; 2 - transition hose; 3 - exposure chamber; 4 - laser module; 5 - thermocouples; 6 - gas sampling probe; 7- fan; 8 - photo-sensitive element; 9 - electronic scales; 10 - sample holder; 11 - electric heating radiator; 12 - recording equipment

9

а (а) б (b)

Рисунок 2. Образцы кабеля ВВГнг для проведения огневых испытаний (а), расположение образца при проведении эксперимента (б)

Figure 2. Samples of the coverless flame-resisting cable for carrying out fire tests (а), location of the sample during the experiment (b).

сечением кверху. Масса образцов до испытания была равна 3±0,1 г.

Плотность падающего теплового потока на поверхность образца изменялась и равнялась 20, 25, 35, 50 и 65 кВт/м2.

При проведении огневых испытаний измерительными приборами фиксировались следующие значения в реальном времени: масса образца, интенсивность светопропускания и температура газовой смеси внутри экспозиционной камеры.

Интенсивность светопропускания необходима была для определения оптической плотности дыма по формуле [19]:

1, h

А™ = —In— т L I .

(1)

где цт - оптическая плотность дыма, Нп/м; L - длина пути луча света в задымлённой среде, м; /0, / - значения начального и конечного светопропускания соответственно, %.

Масса образца в комплексе со значением интенсивности светопропускания дала возможность

определения коэффициента дымообразования согласно формуле [19]:

D_

XinA Lm /„,„

(2)

где Ют - удельный коэффициент дымообразования горючего материала, Нп-м2/кг; V - объём экспозиционной камеры, м3; т - масса сгоревшего образца, кг.

П

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ АНАЛИЗ

ри каждой величине плотности падающего теплового потока на поверхность образца проводились три эксперимента.

На рисунках 3—7 представлены зависимости от времени экспериментов массы образца (т, г), оптической плотности дыма (цт, Нп/м), удельной массовой скорости выгорания (у кг/(м2-с)) и удельного коэффициента дымообразования (Ют, Нп-м2/кг) при

3 2,5 2 1,5 1 0,5

4 6

а (а)

10 т, мин

цш, Нп/м 1 0,8 0,6 0,4 0,2

0

2 4 6 8 10 т, мин

6(b)

m, г

0

2

8

4 6

в (с)

10 т, мин

Dm, Нп м2/кг 450 400 350 300 250 200 150 100 50

0

4

г (of)

10 т, мин

Рисунок 3. Зависимости от времени огневых испытаний кабеля ВВГнг при плотности падающего теплового потока 20 кВт/м2 массы образца (а), оптической плотности дыма (б), удельной массовой скорости выгорания (в) и удельного коэффициента дымообразования (г)

Figure 3. Time dependences of the coverless flame-resisting cable fire tests at a falling heat flow density of 20 kW/m2 of sample mass (a), optical smoke density (b), specific mass burnout rate (c) and specific coefficient of smoke generation (d)

¥ , кг/м2 с

уд '

0

2

8

2

6

8

а (а) б (b)

4 6 Б (С)

8 10 т, мин

Dm, Нп-м2/кг 700 600 500 400 300 200 100

0

4 6 r(d)

8 10 т, мин

Рисунок 4. Зависимости от времени огневых испытаний кабеля ВВГнг при плотности падающего теплового потока 25 кВт/м2 массы образца (а), оптической плотности дыма (б), удельной массовой скорости выгорания (в) и удельного коэффициента дымообразования (г) Figure 4. Time dependences of the coverless flame-resisting cable fire tests at a falling heat flow density of 25 kW/m2 of sample mass (a), optical smoke density (b), specific mass burnout rate (c) and specific coefficient of smoke generation (d)

m, г 3 2,5 2 1,5 1 0,5

0

v

4 6 8 10 t, мин a (a)

IV Нп/м

2,5 2 1,5 1 0,5

0

4 6 8 10 т, мин 6(b)

4 6 Б (С)

8 10 т, мин

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

Dm, Нп-м2/кг 1 000 800 600 400 200

0

2 4 6 8 10 т, мин Г id)

Рисунок 5. Зависимости от времени огневых испытаний кабеля ВВГнг при плотности падающего теплового потока 35 кВт/м2 массы образца (а), оптической плотности дыма (б), удельной массовой скорости выгорания (в) и удельного коэффициента дымообразования (г) Figure 5. Time dependences of the coverless flame-resisting cable fire tests at a density of a falling heat flow of 35 kW/m2 of sample mass (а), optical smoke density (b), specific mass burnout rate (c) and specific coefficient of smoke generation (d)

0

2

2

2

2

0

2

3 2,5 2 1,5 1 0,5

S

4 6

а (а)

8 10 т, мин

Нп/м 2,5 2 1,5 1 0,5

I

L-/

4 6 8 10 т, мин

6(b)

0,25 0,2 0,15 0,1 0,05

0

4 6

в (с)

8 10 т, мин

Dm, Нп м2/кг 700 600 500 400 300 200 100

0

4 6

г (в)

8 10 т, мин

Рисунок 6. Зависимости от времени огневых испытаний кабеля ВВГнг при плотности падающего теплового потока 50 кВт/м2 массы образца (а), оптической плотности дыма (б), удельной массовой скорости выгорания (в) и удельного коэффициента дымообразования (г) Figure 6. Time dependences of the coverless flame-resisting cable fire tests at a density of a falling heat flow of 50 kW/m2 of sample mass (a), optical density of smoke (b), specific mass burnout rate (c) and specific coefficient of smoke generation (d)

m, г

0

2

0

2

¥ , кг/м2 с

уд '

2

2

m, г 3 2,5 2 1,5 1 0,5

0

О 2 4 6 8 10 т, мин 0 2 4 6 8 10 т, мин

в (с) г (d)

Рисунок 7. Зависимости от времени огневых испытаний кабеля ВВГнг при плотности падающего теплового потока 65 кВт/м2 массы образца (а), оптической плотности дыма (б), удельной массовой скорости выгорания (в) и удельного коэффициента дымообразования (г)

Figure 7. Time dependences of the coverless flame-resisting cable fire tests at a density of a falling heat flow of 65 kW/m2 of sample mass (a), optical density of smoke (b), specific mass burnout rate (c) and specific coefficient of smoke generation (d)

Таблица 1

Средние значения исследуемых параметров процесса горения

Tablel

The average values of investigated parameters of the combustion process

Наименование исследуемого параметра Значение исследуемого параметра при величине плотности падающего теплового потока, кВт/м2

20 25 35 50 65

Удельная массовая скорость выгорания, ¥уд, кг/(м2-с) 0,01849 0,02166 0,02434 0,02778 0,02828

Оптическая плотность дыма, цт, Нп/м 0,30056 0,97716 1,11152 1,42389 1,51512

Удельный коэффициент дымообразования, От, Нп-м2/кг 245,721 484,959 447,768 467,548 467,835

Время самовоспламенения, тсв, мин 4,2 2,1 0,8 0,6 0,4

Таблица 2

Максимальные значения исследуемых параметров процесса горения

Table2

The maximum values of the studied parameters of the combustion process

Наименование исследуемого параметра Значение исследуемого параметра при величине плотности падающего теплового потока, кВт/м2

20 25 35 50 65

Удельная массовая скорость выгорания, ¥уд, кг/(м2-с) 0,04414 0,09082 0,15457 0,23991 0,35038

Оптическая плотность дыма, цт, Нп/м 0,91453 1,65258 1,86125 2,09885 1,99257

Удельный коэффициент дымообразования, От, Нп-м2/кг 418,679 704,791 719,532 667,564 622,059

различных плотностях падающего теплового потока на поверхность образца, соответственно 20, 25, 35, 50 и 65 кВт/м2.

В таблицах 1 и 2 для различных плотностей падающего теплового потока приведены соответственно средние и максимальные значения исследуемых параметров процесса горения по результатам трёх экспериментов.

Из рисунков 3—7 и таблиц 1 и 2 видно, что значения исследуемых параметров испытывают колебания по времени с существенной амплитудой. Это объясняется значительной турбулентностью процесса горения в камере сгорания установки. На величины параметров также существенно влияет газообмен через шиберные отверстия и неплотности в дверцах камеры сгорания и экспозиционной камеры.

На рисунке 8 представлены зависимости от плотности падающего теплового потока средних по результатам трёх экспериментов значений исследуемых параметров процесса горения.

Анализ рисунка 8 и таблиц 1 и 2 показал, что при увеличении плотности теплового потока от 20 до 65 кВт/м2:

- средняя величина удельной массовой скорости выгорания увеличивается в 1,53 раза;

- средняя величина оптической плотности дыма увеличивается в 2,18 раза;

- средняя величина удельного коэффициента дымообразования увеличивается в 1,49 раза;

- средняя величина времени самовоспламенения уменьшается в 10,5 раз.

При горении древесины с увеличением плотности теплового потока величина удельного коэффициента дымообразования, в отличие от горения рассматриваемого кабеля, уменьшается [19]. Например, при плотности теплового потока 25 кВт/м2 удельный коэффициент дымообразования находится в диапазоне йт = 82,9 + 134,5 Нп-м2/кг, при 35 кВт/м2 = 22,1 + 56,9 Нп-м2/кг [19]. Поэтому среднее значение Ют уменьшилось в 2,75 раза. Это объясняется переходом тлеющего режима горения в пламенный режим.

Достаточно большие отличия полученных значений величины оптической плотности дыма, дымообразующей способности и удельной массовой скорости выгорания материала при терморазложении оболочек кабеля ВВГнг на установке по моделированию распространения токсичных продуктов горения при пожаре обусловлено различными режимами, создаваемыми в камере сгорания.

0,25 0,2 0,015 0,1 0,005

О 10 20 30 40 50 60 70 Ъмин а (а)

Нп/м 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2

О 10 20 30 40 50 60 70 % мин 6(b)

Dm, Нп м2/кг 500 400 300 200 100

О 10 20 30 40 50 60 70 ъмин в (с)

Нп/м

4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5

0 10 20 30 40 50 60 70 Т мин

г (of)

Рисунок 8. Зависимости от плотности падающего теплового потока средних значений удельной массовой скорости выгорания (а), оптической плотности дыма (б), удельного коэффициента дымообразования (в) и времени самовоспламенения образца (г)

по результатам трёх экспериментов

Figure 8. Dependences on the falling heat flow density of the average values of the specific mass burnout rate (a), optical density of smoke (b), specific coefficient of smoke production (c) and spontaneous Ignition time of the sample (d) according to the results of three experiments

¥ , кг/м с

УД '

В первую очередь, из-за различной плотности падающего теплового потока, варьируемой от 20 до 65 кВт/м2, что позволяло изменять режимы терморазложения испытуемого образца.

Экспериментальные исследования показали, что величина удельного коэффициента дымообра-зования в случае величины теплового потока, большей 25 кВт/м2, практически одинакова при разных режимах терморазложения, однако при этом массовая скорость выгорания материала, оптическая плотность дыма и время самовоспламенения исследуемого горючего материала существенно отличаются.

Данный факт необходимо учитывать при выборе наиболее опасных режимов терморазложения горючего материала. В связи с этим актуальным становится необходимость разработки методики определения дымообразующей способности для получения исходных данных, необходимых при моделировании пожара и расчёте времени блокирования путей эвакуации по потере видимости в дыму на объектах энергетики.

Конструктивные особенности экспериментальной установки и условия проведения испытаний для определения величины дымообразующей способности современной кабельной продукции, используемой на объектах энергетики, в частности, выбор

режима терморазложения образца горючего материала, оказывают значительное влияние на величину коэффициента дымообразования.

Необходимо дальнейшее изучение влияния условий в камере сгорания на дымообразующую способность веществ и материалов при проведении огневых испытаний, что позволит повысить точность измерения данного параметра, а также обосновать адекватность его применения при моделировании пожаров в полномасштабных помещениях.

ЛИТЕРАТУРА

1. Young C. J., Moss J. Smoke inhalation: Diagnosis and treatment. Journal of Clinical Anesthesia. 1989, vol. 1, no. 5, pp. 377-386. DOI:10.1016/0952-8180(89)90079-2

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

2. Батаров А. Н, Андрианов Р. А, Корольченко А. Я. и др. Пожарная опасность строительных материалов / под ред. А. Н. Ба-тарова. М.: Стройиздат. 1988. 380 с.

3. Лалаян В. М., Скраливецкая М. С, Ушков В. А., Халтуринский Н. А. Термохимические параметры свечевого горения полимерных материалов вблизи предела // Химическая физика. 1989. Т. 8. № 1. С. 112-115.

4. Shusterman D. J. Clinical smoke inhalation injury: systemic effects. Occupational Medicine. 1993, no. 8 (3), pp. 469-502.

5. Переславцева И. И., Яременко С. А. Экспериментальные исследования времени эвакуации групп людей по лестничным

клеткам зданий и сооружений // Вестник гражданских инженеров. 2013. Вып. 5 (40). С. 122-126.

6. Мелькумов В. Н., Кузнецов С. Н., Гулак В. В. Моделирование задымленности помещений сложной конфигурации в начальной стадии пожара // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2010. № 3. С. 131-138.

7. Ворогушин О. О., Корольченко А. Я. Анализ влияния различных факторов на динамику развития ОФП в атриуме // Пожаровзрывобезопасность. 2010. № 9. С. 23-30.

8. Полынько С. В., Кожевин Д. Ф., Бондарь А. А. Безопасность добровольной пожарной дружины при ликвидации чрезвычайной ситуации в начальной стадии развития // Научно-аналитический журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России». 2017. № 4. С. 1-7.

9. Пузач С. В., Лебедченко О. С, Ищенко А. Д., Фогилев И. С. Временной механизм воздействия опасных факторов пожара на персонал АЭС и комплексная защита от них // Пожаровзрывобезопасность. 2017. № 8. С. 15-26. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.08.15-24

10. Боландина Е. С. Влияние опасных факторов пожара на организм человека // Международный студенческий научный вестник. 2017. № 2. С. 36-36.

11. Холщевников В. В., Кудрин И. С. Обеспечение безопасной эвакуации людей с учетом стохастичности процесса распространения опасных факторов пожара в высотных зданиях // По-жаровзрывобезопасность. 2013. Т. 22. № 4. С. 38-51.

12. Drayzdel D. D. An introduction to fire dynamics. Chichester, John Wiley an Sons, 1985.

13. Gyppaz F. Gyppaz F. Smoke and Safety in case of fire. Nexans Research Center - Lyon France. 2014, no. 3, pp. 2-15.

14. Corches A.-M., Ulriksen L., Jomaas G. FDS Modeling of the Sensitivity of the Smoke Potential Values used in Fire Safety Strategies. In Proceedings of the 10th International Conference on Performance Based Codes and Fire Safety Design Methods, 2014.

15. Smoke Control Design // Performance-Based Fire Safety Design, Apr. 2015, pp. 131-137. DOI:10.1201/b18375-9.

16. Григорьева М. П., Еремина Т. Ю., Константинова Н. И. К вопросу об оценке дымообразующей способности напольных покрытий // Пожаровзрывобезопасность. 2015. Т. 24. № 8. С. 34-42. D0I:10.18322/PVB.2015.24.08.34-42

17. Уварова В. А., Грачева Т. М., Уваров В. Е. Исследование динамических параметров процесса дымообразования при термодеструкции материалов, рекомендуемых к использованию в шахтах // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. № 2. 2010. С. 166-172.

18. Мустафин В. М., Пузач С. В. Влияние начальной освещенности и дымообразующей способности на расчётное время блокирования путей эвакуации по потере видимости // Безопасность жизнедеятельности. 2020. № 2. С. 17-22.

19. Мустафин В. М., Пузач С. В., Акперов Р. Г. Влияние условий проведения испытаний в камере сгорания мелкомасштабной экспериментальной установки на дымообразующую способность древесины // Пожаровзрывобезопасность. 2020. Т. 29, № 1. С. 23-31. D0I:10.18322/PVB.2020.29.01.23-31

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

Материал поступил в редакцию 19 ноября 2020 года.

Sergey PUZACH

Grand Doctor in Engineering, Professor

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia

E-mail: puzachsv@mail.ru

Valikhan MUSTAFIN

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia E-mail: generalpk@bk.ru

Ruslan AKPEROV PhD in Engineering

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia E-mail: akperov01@mail.ru

THE EFFECT OF THE HEAT FLOW FALLING ON THE SURFACE OF THE MODERN CABLE PRODUCTS ON THEIR SMOKE-FORMING CAPACITY

ABSTRACT

Purpose. The authors have carried out a series of experimental studies to determine the effect of the heat flow density falling on the surface of the coverless flame-resisting cable sample, on the specific mass burnout rate, optical density of smoke and the specific coefficient of smoke generation.

Methods. Fire tests coverless flame-resisting cable samples have been carried out at an installation to determine fire hazard of condensed substances and materials.

Findings. Experimental dependences on the test time of the specific mass burnout rate, optical smoke density, the specific coefficient of smoke production and the time of spontaneous ignition have been obtained at different density values of the falling heat flow on the coverless flame-resisting cable sample surface.

It has been found out that the value of the specific smoke production coefficient can be practically the same for different modes of thermal decomposition in the case of a heat flow greater than 25 kW/m2. In this

case the mass rate of material burnout, optical density of smoke and spontaneous ignition time of the investigated combustible material differ significantly.

Research application field. The results can be used to expand the database of the fire load on the combustion parameters of modern cable products used at power facilities. The data obtained will also be relevant when calculating the time of blocking escape routes due to loss of visibility at power supply.

Conclusions. The test conditions for determining the value of smoke-generating ability of modern cable products used at power supply, in particular, the choice of a thermal decomposition mode of a combustible material sample, have a significant impact on the value of smoke production coefficient.

Key words: specific coefficient of smoke generation, optical density of smoke, fire tests, combustion, electrical cable.

REFERENCES

1. Young C.J., Moss J. Smoke inhalation: Diagnosis and treatment. Journal of Clinical Anesthesia, 1989, vol. 1, no. 5, pp. 377-386. DOI:10.1016/0952-8180(89)90079-2

2. Baratov A.N., Andrianov R.A., Korolchenko A.Ya. Pozharnaja opasnost stroitelnyh materialov [Fire hazard of building materials]. Moscow. Stroyizdat, 1988. 380 p. (in Russ.).

3. Lalayan V.M., Skralivetskaya M.S, Ushkov V.A., Khalturinskiy N.A. Thermochemical Parameters of Polymeric Materials Candle-Type Combustion Near Limit Himicheskaja fizika (Chemical Physics). 1989, vol. 8, no. 1, pp. 112-115. (in Russ.).

4. Shusterman D.J. Clinical smoke inhalation injury: systemic effects. Occupational Medicine, 1993, no. 8(3), pp. 469-502;

5. Pereslavceva I.I., Jaremenko S.A. Experimental research of time needed for evacuation of people by staircases of buildings and structures. Vestnik grazhdanskih inzhenerov (Bulletin of Civil Engineers). 2013, no. 5 (40), pp. 122-126. (in Russ.).

6. Melkumov V.N., Kuznetsov S.N., Gulak V.V. Modeling of smoke content in premises of complex configuration at initial stage of fire. Nauchnyj vestnik voronezhskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitelnogo universiteta. Stroitelstvo i arhitektura (Scientific Herald of Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Construction and Architecture). 2010, no. 3, pp. 131-138. (in Russ.).

7. Vorogushin O.O. Korolchenko A.Ya. Analysis of influence of different factors on dynamics of progress of the dangerous factors of fire in atrium. Pozharovzryvobezopasnost (Fire and Explosion Safety). 2010, no. 9. pp. 23-30 (in Russ.).

8. Polyn'ko S.V., Kozhevin D.F., Bondar A.A. Safety of volunteer fire guard during the emergency elimination at the initial stage. Nauchno-analiticheskij zhurnal «Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta gosudarstvennoj protivopozharnoj sluzhby MCHS Rossii» (Scientific and analytical journal «Bulletin of the St. Petersburg University of the State Fire Service of the EMERCOM of Russia»). 2017, no 4. pp. 1-7 (in Russ.).

9. Puzach S.V., Lebedchenko O.S., Ishchenko A.D., Fogilev I.S. Temporal mechanism impact hazard fire on nuclear power plants staff and comprehensive protection against them. Pozharovzryvobezopasnost (Fire and Explosion Safety). 2017, vol. 26, no 8, pp. 15-22. D0l:10.18322/PVB.2017.26.08.15-24 (in Russ.).

10. Bolandina E.S. The impact of dangerous factors of fire on the human body. Mezhdunarodnyj studencheskij nauchnyj Vestnik (International student scientific bulletin). 2017. no 2. pp. 36-36 (in Russ.).

11. Kholshchevnikov V.V., Kudrin I.S. Organization of the safe evacuation taking into account stochasticity of the spread process of dangerous factors in high-rise buildings. Pozharovzryvobezopasnost (Fire and Explosion Safety). 2013, vol. 22, no. 4, pp. 38-51. (in Russ.).

12. Drayzdel D.D. An introduction to fire dynamics. Chichester, John Wiley an Sons, 1985 (Russ. ed.: Drayzdel D.D. Vvedeniye v dinamiku pozharov. Moscow, Stroyizdat, 1990. 424 p.).

13. Gyppaz F. Smoke and Safety in case of fire. Nexans Research Center - Lyon France. 2014, no. 3, pp. 2-15.

32

© Puzach S., Mustafin V., Akperov R., 2021

14. Corches A-M., Ulriksen L., Jomaas G. FDS Modeling of the Sensitivity of the Smoke Potential Values used in Fire Safety Strategies. Proceedings of the 10th International Conference on Performance Based Codes and Fire Safety Design Methods, 2014.

15. Hurley M.J., Rosenbaum E.R. Smoke Control Design. Performance-Based Fire Safety Design, Apr. 2015, pp. 131-137. DOI:10.1201/b18375-9;

16. Grigoryeva M.P., Eremina T.Yu., Konstantinova N.I. On the issue of assessment of floor coverings smoke-forming ability. Pozharovzryvobezopasnost (Fire and Explosion Safety). 2015. vol. 24, no. 8. pp. 34-42. (in Russian). DOI: 10.18322 / PVB.2015.24.08.34-42

17. Uvarova V.A., Gracheva T.M., Uvarov V.Ye. Study of smoke generation process dynamic parameters at thermal destruction of materials which are recommended for use in mines. Vestnik nauchnogo centra po bezopasnosti rabot v ugol"noj

promyshlennosti (Bulletin of the Scientific Center for the Safety of Work in the Coal Industry). 2010, no 2, pp.166-172 (in Russ.).

18. Mustafin V.M., Puzach S.V. The Effect of Primary Illumination and Smoke-Forming Ability on the Estimated Time of Blocking Escape Routes Because of Poor Visibility. Bezopasnost' zhiznedeyatelnosti (Life Safety). 2020, no. 2, pp. 17-22 (in Russ.).

19. Puzach S.V., Mustafin V.M., Akperov R.G. Influence of conditions in the combustion chamber of small-scale installation on smoke generating ability of wood. Pozharovzryvobezopasnost (Fire and Explosion Safety). 2020, vol. 29, no. 1, pp. 23-31. (in Russ.). DOI: 10.18322/PVB.2020.29.01.23-31

20. 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.).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.