Евгений Юрьевич Круглов, канд. техн. наук, научный сотрудник, Учебно-научный комплекс пожарной безопасности объектов защиты
129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4
РИНЦ ID: 766742
Evgeniy Yu. Kruglov, Cand. Sci. (Eng.), Researcher, Educational Scientific Centre of Problems of Fire Safety in Construction
Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366
ID RISC: 766742
Роза Михайловна Асеева, д-р хим. наук, профессор кафедры пожарной безопасности в строительстве, Учебно-научный комплекс пожарной безопасности объектов защиты
129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4
РИНЦ ID: 43948
Roza M. Aseeva, Dr. Sci. (Chem.), Professor of Fire Safety in Construction Department, Educational Scientific Centre of Problems of Fire Safety in Construction
Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366
ID RISC: 43948
Введение. В работе приводятся результаты исследования двух стадий термоокислительного разложения древесины. Первая стадия термоокислительного разложения относится к пламенному горению, после которой вследствие образования угольного слоя на поверхности древесины пламенное горение переходит к беспламенному. Беспламенный процесс сопровождается не только гетерогенным горением, по меньшей мере происходят три реакции: пиролиз, термоокислительная деструкция древесины и окисление образующегося кокса.Цель и задачи. Определить показатели обугливания и тепловыделения при воздействии внешнего радиационного теплового потока на образцы хвойной и лиственной породы с применением стандартного кон-калориметра с акцентом на беспламенное горение.Методы. Характеристики тепловыделения определяли с помощью стандартного проточного калориметра OSU фирмы Atlas (США) при воздействии внешнего радиационного теплового потока 20, 35 и 52 кВт/м2. Низшую теплоту полного сгорания у образцов обугленного слоя определяли с помощью бомбового калориметра С-5000.Результаты. Проведен анализ обугливания и характеристик тепловыделения образцов древесины разных пород толщиной 10 и 25 мм при горении под действием внешнего радиационного теплового потока плотностью 20, 35 и 52 кВт/м2 по результатам испытаний, проведенных на калориметре OSU. Дана оценка скорости обугливания и толщины кокса при пламенном и беспламенном горении, эффективной теплоты сгорания и коэффициента полноты сгорания, а также усадки образца. Показано, что переход от пламенного к гетерогенному горению происходит по окончании квазистационарного горения образцов древесины, что соответствует окончанию кривых скорости тепловыделения и означает переход от поведения термически толстого материала к термически тонкому.Вывод. Полученные экспериментальные данные позволяют прогнозировать изменение физических и теплотехнических свойств, характеристик тепловыделения при пламенном и беспламенном горении древесины разных пород с учетом образованного угольного слоя на ее поверхности в условиях воздействия разных тепловых потоков.
Introduction. The article presents the results of a research on the two stages of thermal decomposition of timber. The first stage of thermal decomposition is flame combustion, which is followed by a transition to flameless combustion due to the formation of a char layer on the surface of wood. The flameless process is accompanied not only by heterogeneous combustion, but, at least, three reactions: pyrolysis, thermal oxidative destruction of wood and oxidation of resulting coke.Goals and objectives. The goal is to identify the criteria of charring and heat release under the influence of an external radiative heat flux on samples of coniferous and deciduous species of wood using a standard flowthrough calorimeter with a focus on flameless combustion. Methods. A standard OSU flow-through calorimeter, produced by Atlas (USA), was used to identify heat release characteristics under the influence of external radiative heat fluxes that had the density of 20, 35 and 52 kW/m2. The lower limit of heat, released in the complete combustion of samples, that had a char layer, was identified using bomb calorimeter C-5000.Results. The co-authors analyzed the charring process and characteristics of heat release using samples of wood species that were 10 and 25 cm thick. Wood samples were exposed to combustion under the influence of an external radiative heat flux that had the density of 20, 35 and 52 kW/m2 subsequent to the results of tests, conducted using the OSU calorimeter. The co-authors evaluated the charring velocity and the coke layer thickness for the cases of flame and flameless combustion; efficient combustion heat release and the combustion completeness coefficient, as well as the sample shrinkage. The co-authors demonstrated that a transition from flame combustion to heterogeneous combustion occurs upon completion of the quasi-neutral burning of wood samples, which corresponds to the final point of heat release velocity curves and marks a transition from the behaviour of a thermally thick material to that of a thermally thin material.Conclusion. The obtained experimental data allow to forecast a change in the physical and heat engineering properties, characteristics of heat release in the processes of flame and flameless combustion of different wood species with account taken of the char layer formed on its surface under the influence of various heat fluxes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.