На головну

Повне вигоряння конструкцій, наскрізні прогари

  1.  Аналіз небезпеки трифазної мережі змінного струму напругою до 1000В з ізольованою нейтраллю (неповне та глухе замикання)
  2.  Відновлення особистої відповідальності і державного мислення в людях є повне звільнення від рабства і будь-якою залежністю від «дядька зверху».
  3.  Ет під повне лінійне напруга мережі. Струм при цьому проходить по найбільш
  4.  ДО ПИТАННЯ ПРО ПРОПОРЦІЙНОСТІ ТРУДОВОГО ВІДПУСТКИ ПРАЦІВНИКІВ, ЗАЙНЯТИХ НЕПОВНИЙ РОБОЧИЙ ЧАС
  5.  Неповний робочий час
  6.  Об'єктом вивчення логістики є наскрізні МП, потоки послуг та супутні їм фінансові та інформаційні потоки.
  7.  Первозданна природа і первозданна Жінка [2] - два види, яким загрожує повне зникнення.

Ця ознака екстремально високих термічних уражень конструкцій прекрасно видно неозброєним оком. Його треба фіксувати в протоколах огляду місця пожежі і враховувати в пошуках вогнища пожежі.

Дійсно, якщо, наприклад, 10 балок перекриття обвуглилися, але не обрушилися, а 11-а переуглілась по всьому перетину і звалилася, значить, в місці знаходження цієї балки є зона екстремального термічного впливу на перекриття. Це може бути слід конвективного теплового потоку від вогнища пожежі; може бути осередок горіння, обумовлений, наприклад, відповідної пожежної навантаженням; а може бути, це наслідок того, що на вище розташованому поверсі в даній зоні на підлозі забули включений електроприлад або занесли будь-якої джерело запалювання в перекриття.

У будь-якому випадку, природу цього прогара необхідно встановлювати - досить імовірно, що це вогнище пожежі.

Особливий інтерес представляють прогари в підлозі. Особливо, коли вони нечисленні або прогар один. Вище зазначалося, що підлоги на пожежі, як правило, зберігаються, тому наявність прогара в підлозі - безсумнівна «інформація для роздумів».

Локальні прогари з чітко окресленими кордонами утворюються при тривалому низькотемпературному піролізі (тлінні).

Ще одна ознака зони екстремальних термічних уражень (можливо, вогнища пожежі) для випадків, коли конструкції над вогнищем не збереглися, наводить у своїй книзі Б. В. Мегорскій. Якщо знищені вогнем спаленні конструкції (наприклад, дерев'яні) - дахи, покриття, перекриття - мають вогнетривкі металеві деталі (великі цвяхи, болти, кріплення), то при вигорянні конструкції вони обсипаються вниз. За межами дільниці, вигорілого над вогнищем, конструкції руйнуються, ще повністю не згорає, разом з вогнетривкими деталями. Таким чином, скупчення, наприклад, цвяхів в якомусь одному місці може іноді служити додатковою ознакою вогнища пожежі.

8.2. Інструментальні методи дослідження обвуглених залишків деревини

Будь пожежно-криміналістичний інструментальний метод дослідження матеріалу після пожежі заснований на фіксації за допомогою приладів невидимих ??оку змін в матеріалі, його структурі, фізико-хімічні властивості, які чітко взаємопов'язані з умовами теплового впливу на матеріал в ході пожежі.

У деревного вугілля таких властивостей досить багато. Відзначимо тільки деякі з них.

Чим вище температура і тривалість горіння, тим в деревному вугіллі:

- Менше залишковий вміст водню, азоту та інших гетероатомів і, навпаки, більше процентний вміст вуглецю;

- Менше залишковий вміст летючих речовин;

- Нижче електроопір проб вугілля.

Є і специфічні ознаки осередкової зони. Так, наприклад, встановлено, що в зонах тривалого піролізу (більше 1-1,5 годин) аномально низькою є інтенсивність люмінесценції екстрактів вугілля.

Таким чином, за властивостями вугілля, як і по глибині обвуглювання, можна оцінити ступінь їх термічного ураження.

Однак сучасні методики дозволяють добитися більшого - визначити не просто ступінь термічних уражень, а більш інформативні параметри - окремо температуру і тривалість горіння. Адже одна і та ж ступінь термічного ураження може бути наслідком різного поєднання цих параметрів. Наприклад, якщо дошка обвуглилася на 20 мм, то таке могло статися при 700 0З за 10 хв. або при 400 0З за 40-50 хв. Так скільки часу і при якій температурі відбувалося горіння насправді?

Вирішити це завдання можна. Відповідна методика заснована на дослідженні результатів двох паралельно протікають процесів - обвуглювання деревини вглиб і змін фізико-хімічних властивостей поверхневого шару вугілля.

У 70-х роках американські вчені Лі, Хайкен і Зінгер, вивчаючи процес піролізу деревини під впливом лазерного випромінювання, показали, що піроліз деревини відбувається під впливом поступово просувається всередину матеріалу температурної зони - так званої "хвилі обугливания" (рис.8.4.). Хвиля має температурні кордону:

Тр - температура, при якій матеріал починає піролізоваться зі швидкістю, що піддається виміру;

Тс - характерна температура, при якій матеріал повністю обвуглюється.

 хвиля обугливания
 піролізнийслой
 
 

 Всередині хвилі існує кілька зон, показаних на рис.8.4; в деяких з них відбувається поглинання тепла (ендотермічні зони), в інших - виділення тепла (екзотермічні зони).

 деревина
 Рис.8.4. «Хвиля обугливания» (по Лі, Хайкену, Зінгер).

Загальна товщина хвилі обугливания становить від десятих часток сантиметра до 1,0-1,5 см - чим більше тепловий потік і температура на поверхні деревини, тим тонше хвиля обугливания.

Експериментами, проведеними в ЛФ ВНИИПО, було встановлено, що виміряна методом пенетрації глибина обвуглювання деревини відповідає приблизно середині хвилі - температурної зоні 340-350 0С.

Як просувається ця хвиля в залежності від температури і, відповідно, як змінюється глибина обвуглювання в залежності від температури і тривалості нагріву деревини можна бачити на графіку, наведеному на Рис.8.5.

залежність глибини обвуглювання Н від температури і тривалості піролізу деревини, показана графічно на Рис.8.5, може бути виражена рівнянням Арреніуса для хімічної реакції нульового порядку, яке після підстановки певних експериментальним шляхом коефіцієнтів має вигляд:

ln (Н / tд) = 2,01 - 1730 / T, (3)

де: tд - Тривалість піролізу деревини, хв

Т - температура піролізу, К.


Рис.8.5. Залежність глибини обвуглювання деревини від температури

і тривалості піролізу.

А тепер простежимо, як змінюються в залежності від тих же параметрів Т і t - властивості вугілля, наприклад його питомий електроопір.

Зразки деревини спалювали в різних умовах, відбирали і аналізували проби поверхневого шару вугілля. Отримані результати показані на графіку (ріс.8.6). Видно, що електроопір вугілля дуже різко змінюється зі збільшенням температури і тривалості горіння - змінюється на порядки. Якщо при низьких температурах піролізу (у вугілля тління) воно близько 1 ? 108 -1 ? 109 Ом ? см (десятковий логарифм питомого електроопору Р дорівнює, відповідно, 8 - 9), то при відносно високих температурах воно становить одиниці - десятки Ом ? см. (Р = 0 - 1).

Дана графічна залежність логарифма питомого електроопору Р від температури і тривалості піролізу також може бути виражена рівнянням Арреніусова типу, але з іншими коефіцієнтами:

ln [(10-Р) / P ? tд] = 4,16 - 6270 / Т (4)


Ріс.8.6. Залежність питомого електроопору вугілля від температури

і тривалості піролізу (горіння).

Експериментальні точки для дослідів зі средневременние температурами, 0З:

Криві побудовані для середніх температур (375, 500, 650 ° С) по рівнянню (4).

 - 300-450

 - 450-550

 - 550-750

Отже, є два рівняння: кінетичне рівняння (3) обугливания деревини вглиб і рівняння (4), що описує зміну електричних властивостей вугілля. І в тому, і в іншому рівнянні два невідомих - T і t.

Якщо вимір глибини обвуглювання Н і відбір проби для вимірювання електроопору (Р = lg R) проводилися в одній точці, то можна вважати, що Т і ? в обох рівняннях збігаються. У цьому випадку рівняння (3) і (4) можна об'єднати в систему. Система двох рівнянь з двома невідомими, як відомо, вирішувана і результатом рішення є рівняння для розрахунку температури і тривалості піролізу деревини за результатами визначення електроопору вугілля і виміряної глибини обвуглювання в точці відбору проби:

Т = 4540 / {ln [H ? P / (10 - P)] + 2,15}, К (5)

tд = Exp {1,38 lnH + 0,38ln [P / (10 - P)] -1,19}, хв (6)

Аналогічним чином були отримані рівняння для розрахунку температури і тривалості піролізу на пожежі за результатами визначення залишкового вмісту у вугіллі летючих речовин L і атомного співвідношення в вугіллі атомів вуглецю і водню F, яке визначається за результатами елементного аналізу:

Т = 3540 / [lnH (1 / L2 - 4 ? 10-4)] - 4,22, 0C (7)

tд= Exp [1,49lnH - 0,49ln (1 / L2 -4 ? 10-4) - 4,07], хв (8)

T = 3270 / {ln [H ? F / (0,7 - F)] + 0,29}, K (9)

tд= Exp [1,53lnH + 0,53ln [F / (0,7 - F)] - 1,86}, хв. (10),

де F = 12 ? H / C (11)

Відзначимо також, що за існуючою методикою крім тривалості піролізу деревини (?д), За спеціальними формулами розраховується тривалість індукційного періоди, що передує піролізу деревини, а в разі наскрізних прогарів ще й тривалість вигоряння вугілля. Загальна тривалість теплового впливу на дерев'яну конструкцію розраховується як сума зазначених величин.

 



 глибина обвуглювання |  Визначення електроопору вугілля
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати