<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">firesmi</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0869-7493</issn><issn pub-type="epub">2587-6201</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18322/PVB.2017.26.02.36-43</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">firesmi-14</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЖАРОВ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>FIRE MODELING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Экспериментально-теоретический подход к расчету концентраций моноксида углерода и показателя токсичности при пожаре в условно герметичном помещении</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Experimental and theoretical approach for calculation of carbon monoxide concentration and toxicity index during fire in conventionally hermetic room</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Пузач</surname><given-names>С. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Puzach</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">puzachsv@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Нгуен</surname><given-names>Тат Дат</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Nguyen</surname><given-names>Tat Dat</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">nguyentatdat1308@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="ru" id="aff-1"><institution>Академия ГПС МЧС России</institution><country>Russian Federation</country></aff><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>05</day><month>04</month><year>2018</year></pub-date><volume>26</volume><issue>2</issue><fpage>36</fpage><lpage>43</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Пузач С.В., Нгуен Т.Д., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Пузач С.В., Нгуен Т.Д.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Puzach S.V., Nguyen T.D.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/14">https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/14</self-uri><abstract><p>Предложен новый теоретико-экспериментальный подход к расчету концентраций токсичных газов и показателя токсичности при пожаре в помещении на примере моноксида углерода. Предложены формулы для расчета среднеобъемной плотности СО и показателя токсичности по совместному влиянию концентраций СО и О2. Обнаружено, что зависимости среднеобъемной плотности СО моноксида углерода и показателя токсичности от среднеобъемной плотности кислорода не содержат геометрических размеров помещения и поверхностей горючих материалов и, следовательно, являются справедливыми в условиях как мелкомасштабного, так и крупномасштабного пожара. Получены экспериментальные зависимости среднеобъемной плотности моноксида углерода и показателя токсичности от среднеобъемной плотности кислорода в мелкомасштабной экспериментальной установке. Показано, что среднеобъемная плотность моноксида углерода и показатель токсичности по совместному воздействию СО и О2 при горении твердых и жидких веществ и материалов в условно герметичном объеме произвольных размеров могут быть рассчитаны с использованием только среднеобъемной плотности кислорода, а также удельных коэффициентов выделения СО и поглощения О2.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Introduction. In previous works, the authors proposed a new approach to the calculation of the concentration of toxic products of combustion. The approach is based on determination the volume average density of toxic gases at any given time by using their experimental dependences on the mean volume temperature. The accuracy of this approach depends heavily on the error of determining the heat losses coefficients in small-scale experimental setup and real full scale room. In this paper, using experimental data obtained on small-scale pilot plant, it is proposed a different approach, that uses the theoretical and experimental dependences between average volume densities of toxic gases and the mean volume density of oxygen. It is not necessary to determine the heat losses coefficient and also solve differential equations of the conservation laws of toxic gases masses. Materials and methods. Coniferous wood building materials, transformer oil and PVC sheath cables are considered as combustible materials. Theoretical and experimental methods of gas dynamics and heat and mass transfer are used to determine the parameters of gases mixture during free convection. Theory and calculation. A physical and mathematical model for calculating the mean volume density of carbon monoxide and toxic index for the combined effects of CO and O2 during the combustion of solid and liquid substances and materials in conventionally hermetic volume of arbitrary sizes is proposed. The model is based on the integral method for calculating thermal and gas dynamics of fire in the room. Formulas for calculating the mean volume density of CO and toxicity index for mutual effect of the action of CO and O2 are obtained. Results. Experimental dependencies of mean volume density of carbon monoxide and toxicity index from mean volume density of oxygen are obtained in a small-scale pilot plant. A comparison of the theoretical values of mean volume density of CO and toxicity index derived using the proposed formulas with experimental values is made. Discussion. It is shown that the volume average density of carbon monoxide and the toxicity index for the combined effects of CO and O2 during combustion of solid and liquid materials in conventionally hermetic volume of arbitrary sizes can be calculated by using only the average volume oxygen density and specific coefficients of separation of CO and deleting O2. The resulting formulas for calculating the mean density of CO and toxicity index of the mutual influence of CO and O2 do not contain the geometric sizes of the room and combustible materials surfaces and, therefore, are fair in both small-scale and large-scale fire in the room. Conclusions. The proposed physical and mathematical model allows calculation of mean volume density of CO and toxicity index for combined effects of CO and O2 during fire in a real full-scale room without solving the differential equation of conservation law of carbon monoxide mass and using the experimental dependence between the mean volume densities of CO and O2 and the calculated average volume density of O2.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>пожар</kwd><kwd>моделирование</kwd><kwd>интегральная модель</kwd><kwd>моноксид углерода</kwd><kwd>кислород</kwd><kwd>показатель токсичности</kwd><kwd>fire</kwd><kwd>modeling</kwd><kwd>integral model</kwd><kwd>carbon monoxide</kwd><kwd>oxygen</kwd><kwd>toxicity index</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Белешников И. Л. Судебно-медицинская оценка содержания цианидов в органах и тканях людей, погибших в условиях пожара : автореф. дис. …канд. мед. наук.-СПб., 1996.-24 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Белешников И. Л. Судебно-медицинская оценка содержания цианидов в органах и тканях людей, погибших в условиях пожара : автореф. дис. …канд. мед. наук.-СПб., 1996.-24 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иличкин В. С. Токсичность продуктов горения полимерных материалов: принципы и методы определения. -СПб. : Химия, 1993.-136 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Иличкин В. С. Токсичность продуктов горения полимерных материалов: принципы и методы определения. -СПб. : Химия, 1993.-136 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">NFPA 269. Standard test method for developing toxic potency data for use in fire hazard modeling.-Quincy, MA : National Fire Protection Association, 2016. -29 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">NFPA 269. Standard test method for developing toxic potency data for use in fire hazard modeling.-Quincy, MA : National Fire Protection Association, 2016. -29 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пузач С. В., Смагин А. В., Лебедченко О. С., Абакумов Е. С. Новые представления о расчете необходимого времени эвакуации людей и об эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации на пожарах.-М. : Академия ГПС МЧС России, 2007.-222 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Пузач С. В., Смагин А. В., Лебедченко О. С., Абакумов Е. С. Новые представления о расчете необходимого времени эвакуации людей и об эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации на пожарах.-М. : Академия ГПС МЧС России, 2007.-222 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности.-М. : МЧС России, 2009. -45 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности.-М. : МЧС России, 2009. -45 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">NFPA 92B. Standard for Smoke Management Systems in Malls, Atria, and Large Spaces.-Quincy,MA: National Fire Protection Association, 2014.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">NFPA 92B. Standard for Smoke Management Systems in Malls, Atria, and Large Spaces.-Quincy,MA: National Fire Protection Association, 2014.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">McGrattan K., Klein B., Hostikka S., Floyd J. Fire Dynamics Simulator (Version 6). NIST Special Publication 1018.-Gaithersburg : National Institute of Standards and Technology, 2013. -149 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">McGrattan K., Klein B., Hostikka S., Floyd J. Fire Dynamics Simulator (Version 6). NIST Special Publication 1018.-Gaithersburg : National Institute of Standards and Technology, 2013. -149 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Welch S., Rubini P. SOFIE: Simulation of fires in enclosures. User guide.-United Kingdom, Cranfield : Cranfield University, 1996.-340 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Welch S., Rubini P. SOFIE: Simulation of fires in enclosures. User guide.-United Kingdom, Cranfield : Cranfield University, 1996.-340 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tanaka T., Yamada S. BRI2002:Twolayer zone smoke transport model-Chapter 1. Outline of the model // Fire Science and Technology.-2004.-Vol. 23, No. 1. -P. 1-44. DOI: 10.3210/fst.23.1.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tanaka T., Yamada S. BRI2002:Twolayer zone smoke transport model-Chapter 1. Outline of the model // Fire Science and Technology.-2004.-Vol. 23, No. 1. -P. 1-44. DOI: 10.3210/fst.23.1.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кошмаров Ю. А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении.-М. : Академия ГПС МВД России, 2000.-118 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кошмаров Ю. А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении.-М. : Академия ГПС МВД России, 2000.-118 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пузач С. В., Сулейкин Е. В. Новый теоретико-экспериментальный подход к расчету распространения токсичных газов при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопасность. - 2016. - Т. 25, № 2. -С. 13-20. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.02.13-20.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Пузач С. В., Сулейкин Е. В. Новый теоретико-экспериментальный подход к расчету распространения токсичных газов при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопасность. - 2016. - Т. 25, № 2. -С. 13-20. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.02.13-20.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пузач С. В., Акперов Р. Г. Экспериментальное определение удельного коэффициента образования моноксида углерода при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопасность.-2016.-Т. 25,№ 5. -С. 18-25. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.05.18-25.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Пузач С. В., Акперов Р. Г. Экспериментальное определение удельного коэффициента образования моноксида углерода при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопасность.-2016.-Т. 25,№ 5. -С. 18-25. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.05.18-25.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пузач С. В., Пузач В. Г., Доан В. М. К определению показателя токсичности продуктов горения горючих веществиматериалов впомещении// Пожаровзрывобезопасность.-2011.-Т. 20,№4.-С. 4-13.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Пузач С. В., Пузач В. Г., Доан В. М. К определению показателя токсичности продуктов горения горючих веществиматериалов впомещении// Пожаровзрывобезопасность.-2011.-Т. 20,№4.-С. 4-13.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
