Инфракрасная термографическая диагностика огнестойкости древесины в условиях комбинированного теплового воздействия фронта низового пожара и горящих и тлеющих частиц

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Экспериментально исследовано взаимодействие горящих и тлеющих частиц и лесного горючего материала с последующим воздействием на некоторые виды горючих строительных материалов и конструкций на основе древесины. Получены значения теплового потока, генерируемого тлеющими частицами, а также проанализировано поле температуры наиболее теплонапряженных участков исследуемых конструкций с применением бесконтактных методов ИК-диагностики в узких спектральных диапазонах инфракрасных длин волн. В инфракрасной области излучение поверхности образцов регистрировались с помощью тепловизора JADE J530SB с применением оптического фильтра 2,5—2,7 мкм, который позволял измерять температуру в интервале 310—1500 K. Для интерпретации зарегистрированного излучения от исследуемого образца были использованы калибровки, поставляемые изготовителем узкополосного оптического фильтра.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. П. Касымов

Национальный исследовательский Томский государственный университет; Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: denkasymov@gmail.com
Россия, Томск; Томск

М. В. Агафонцев

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: kim75mva@gmail.com
Россия, Томск

В. А. Перминов

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: perminov@tpu.ru
Россия, Томск

Список литературы

  1. Suzuki S., Brown A., Manzello S.L., Suzuki J., Hayashi Y. Firebrands generated from a full-scale structure burning under well-controlled laboratory conditions // Fire Saf. J. 2014. V. 43—51. P. 43—51.
  2. Vavilov V.P. Thermal nondestructive testing: development of conventional directions and new trends (a review) // Rus. J. NDT. 2023. V. 59. No. 6. P. 702—723.
  3. O’Brien J.J., Loudermilk E.L., Hornsby B., Hudak A.T., Bright B.C., Dickinson M.B., Hiers J.K., Teske C., Ottmar R.D. High-resolution infrared thermography for capturing wildland fire behaviour: RxCADRE 2012 // Int. J. of Wildland Fire. 2016. V. 25. P. 62—75.
  4. Rios O., Pastor E., Valero M.M., Planas E. Short-term fire front spread prediction using inverse modelling and airborne infrared images // Int. J. of Wildland Fire. 2016. V. 25. P. 1033—1047.
  5. Filkov Alexander I., Tihay-Felicelli Virginie, Masoudvaziri Nima, Rush David, Valencia Andres, Wang Yu, Blunck David L., Valero Mario Miguel, Kempna Kamila, Smolka Jan, De Beer Jacques, Campbell-Lochrie Zakary, Centeno Felipe Roman, Ibrahim Muhammad Asim, Lemmertz Calisa Katiuscia, Tam Wai Cheong. A review of thermal exposure and fire spread mechanisms in large outdoor fires and the built environment // Fire Saf. J. 2023. V. 140. P. 103871.
  6. Sofan P., Bruce D., Jones E., Marsden J. Detecting peatland combustion using shortwave and thermal infrared landsat-8 data // Advan. in Forest Fire Res. 2018. P. 969—979.
  7. Bearinger Elias D., Hodges Jonathan L., Yang Fengchang, Rippe Christian M., Lattimer Brian Y. Localized heat transfer from firebrands to surfaces // Fire Saf. J. 2021. V. 120. P. 103037.
  8. Caton S.E., Hakes R.S.P., Gorham D.J., Zhou A., Gollner M.J. Review of pathways for building fire spread in the wildland urban interface part I: exposure conditions // Fire Technol. 2017. V. 53. P. 429—473.
  9. Kasymov D., Agafontsev M., Perminov V., Martynov P., Reyno V., Loboda E. Experimental Investigation of the Effect of Heat Flux on the Fire Behavior of Engineered Wood Samples // Fire. 2020. V. 3. P. 61.
  10. Aydın T.Y. Temperature Influenced Anisotropic Elastic Parameters of Red Pine // Russ. J. Nondestruct. Test. 2022. V. 58. P. 548—562.
  11. Manzello S.L., Suzuki S., Gollner M.J., Fernandez-Pello A.C. Role of firebrand combustion in large outdoor fire spread // Prog. Energy Combust. Sci. 2020. V. 76. P. 100—801.
  12. Suzuki S., Manzello S.L. Ignition vulnerabilities of combustibles around houses to firebrand showers: further comparison of experiments // Sustainability. 2021. V. 13. P. 21—36.
  13. Manzello S.L., Blanchi R., Gollner M.J., Gorham D., McAllister S., Pastor E., Planas E., Reszka P., Suzuki S. Summary of workshop large outdoor fires and the built environment // Fire Saf. J. 2018. V. 100. P. 76—92.
  14. Bartlett A.I., Hadden R.M., Bisby L.A. A review of factors affecting the burning behaviour of wood for application to tall timber construction // Fire Technol. 2019. V. 55. P. 1—49.
  15. Kwon B., Liao Y.T. Ignition propensity of structural materials exposed to multiple firebrands in wildland-urban interface (WUI) fires: effects of firebrand distribution and ambient wind / Conf. Spr. Techn. Meet. Cent. St. Sec. Comb. Inst. at: Detroit, Michigan. 2022.
  16. Baldwin J.H., Sunderland P.B. Ratio pyrometry of emulated firebrand streaks // Fire Saf. J. 2023. V. 136. P. 103746.
  17. Abul-Huda Yasin M., Bouvet Nicolas. Thermal dynamics of deposited firebrands using phosphor thermometry // Proc. Comb. Ins. 2021. V. 38. No. 3. P. 4757—4765.
  18. Lauterbach Alec, Lee Sangkyu, De Beer Jacques, Stoliarov Stanislav I., Sunderland Peter B., Gollner Michael J., Filkov Alexander I., Horn Gavin P. Ignition and combustion behavior of pressure treated wood and wood-plastic composite exposed to glowing firebrand piles: Impact of air flow velocity, firebrand coverage density and pile orientation // Fire Saf. J. 2024. V. 147. P. 104198.
  19. Касымов Д.П., Перминов В.А., Рейно В.В., Фильков А.И., Лобода Е.Л. Экспериментальная установка по генерации горящих частиц для исследования распространения природного пожара // Известия вузов. Физика. 2017. Т. 60. № 12/2. С. 107—112.
  20. Касымов Д.П., Перминов В.В., Фильков А.И., Агафонцев М.В., Рейно В.В., Лобода Е.Л. Генератор горящих и тлеющих частиц для плоховентилируемых помещений // Патент РФ 199698 (опубл. 15.09.2020).
  21. Grishin A.M., Filkov A.I., Loboda E.L., Reyno V.V., Kozlov A.V., Kuznetsov V.T., Kasymov D.P., Andreyuk S.M., Ivanov A.I., Stolyarchuk N.D. A field experiment on grass fire effects on wooden constructions and peat layer ignition // Int. J. Wild. Fire. 2014. V. 23. P. 445—449.
  22. Kasymov D.P., Agafontsev M.V., Tarakanova V.A., Loboda E.L., Martynov P.S., Orlov K.E., Reyno V.V. Effect of wood structure geometry during firebrand generation in laboratory scale and semi-field experiments // J. of Phys.: Conf. S. 2021. V. 1867.
  23. Kasymov D.P., Agafontsev M.V., Perminov V.V., Loboda E.L., Loboda Yu.A., Reino V.V., Orlov K.E. Ignition resistance of wood building structures exposed to a firebrand shower // Combust. Explos. Shock Waves. 2023. V. 59. P. 206—214.
  24. Arruda M.R.T., Cantor P., Bicelli A., Branco F. Thermal reaction of firebrand accumulation in construction materials // Case Stud. Constr. Mater. 2024. V. 20. P. e02985.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Фотография экспериментального стенда непосредственно перед экспериментом

Скачать (535KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Установка генерации горящих и тлеющих частиц [19]

Скачать (617KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Мгновенная термограмма процесса воздействия пламени на модельную конструкцию забора

Скачать (547KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Кривые распределения поля температуры поверхности рассматриваемых образцов из древесины во времени: а, б — сплошное ограждение; в, г — ограждение продуваемого типа (штакетник)

Скачать (433KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Термограмма развития горения хвои сосны вблизи поверхности деревянного ограждения

Скачать (357KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменение температуры пламени при горении хвои: a — эксперимент с сплошным ограждением; б — ограждение продуваемого типа

Скачать (179KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024