pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTU10.21122/2220-9506-2019-10-4-391-401pimi-608Research ArticleМетоды измерений, контроля, диагностикиMethods of measurements, monitoring, diagnosticsМодель теплового механизма тушения пожара подкласса А1 огнетушащим порошком общего назначения в условиях нестационарного теплообменаModel of Thermal Mechanism of Subclass A1 Fire Extinguishing with General Purpose Fire Extinguishing Powder in Non-Stationary Heat Exchange ConditionsКицакА. И.KitsakA. I.

Адрес для переписки: А.И. Кицак – НИИ пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций МЧС Республики Беларусь, ул. Солтыса, 183а, г. Минск 220046, Беларусь      e-mail: kitsak48@yandex.ru

Address for correspondence: А.I. Kitsak – Research Institute of Fire Safety and Emergencies of the Ministry for Emergency Situations of the Republic of Belarus, Soltys str., 183a, Minsk 220046, Belarus      e-mail: kitsak48@yandex.ru

kitsak48@yandex.ruНаучно-исследовательский институт пожарной безопасности и чрезвычайных ситуаций Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики БеларусьБеларусьResearch Institute of Fire Safety and Emergencies of the Ministry for Emergency Situations of the Republic of BelarusBelarus201912122019104391401Copyright © Кицак А.И., 20192019Кицак А.И.Kitsak A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://pimi.bntu.by/jour/article/view/608

Целью работы являлась разработка модели теплового механизма тушения пожара огнетушащим порошком общего назначения с учётом инерционности передачи тепла частицам порошка при нестационарном теплообмене для выявления оптимальных условий тушения порошками пожаров подкласса А1.

Достижение поставленной цели осуществлялось методом экспериментального и математического моделирования процесса тушения пожара подкласса А1 огнетушащим порошком общего назначения при кратковременном воздействии на очаг пожара. Получены экспериментальные зависимости времени тушения и удельного расхода огнетушащего порошка от интенсивности подачи порошка в зону горения при тушении пожара подкласса А1 локально по площади и локально в ограниченном объёме.

Анализ полученных закономерностей тушения пожара подкласса А1 огнетушащим порошком общего назначения при кратковременном воздействии на очаг возгорания показал наличие оптимальной величины интенсивности подачи огнетушащего порошка в зону пожара, при которой реализуется минимальный удельный расход порошка на тушение пожара. Наличие данного оптимума связано с инерционностью теплового механизма тушения пожара подкласса А1 порошками вследствие конечности времени передачи тепла, запасённого при пожаре, частицам огнетушащего порошка и ограниченности времени взаимодействия частиц с горючим материалом.

Проведён теоретический анализ процесса тушения пожара по площади с учётом инерционности передачи тепла частицам порошка при нестационарном теплообмене. Результаты анализа качественно согласуются с результатами экспериментального изучения закономерностей тушения по площади модельных очагов пожара подкласса А1 огнетушащим порошком общего назначения.

The aim of the paper was to develop a model of thermal extinguishing mechanism using dry chemical powder taking into account the inertia of heat transfer to powder particles during unsteady heat exchange to identify the optimal conditions for extinguishing of A1 class fires with powders.

The method of experimental and mathematical modelling of fire extinguishing process using dry chemical powder with short-term effect on the fire was used to achieve the goal. The experimental dependences of the extinguishing time and unit consumption of the extinguishing powder on the intensity of the powder supply to the combustion zone in extinguishing of subclass A1 fire in same area and in a limited volume were obtained. The mathematical model of a thermal extinguishing mechanism using dry chemical powder has been developed, taking into account the inertia of heat transfer to powder particles during unsteady heat exchange.

Analysis of the regularities of extinguishing the subclass A1 fire using powder with a short feeding it into the fire indicates the presence of optimum values of unity consumption of powder on the fire from the intensity of feeding it into the fire. The presence of this optimum is due to the inertia of extinguishing the subclass A1 fire using powder due to the finiteness of the heat transfer time to the particles of the extinguishing powder and the limited time of interaction of particles with the combustible material.

The theoretical analysis of the fire extinguishing process over the area taking into account the inertia of heat transfer to the powder particles at non-stationary heat exchange are carried out. The results of the analysis are in qualitative agreement with the results of the experimental study of the regularities of extinguishing of model fire foci of subclass A1 with General-purpose fire extinguishing powder.

пожар подкласса А1огнетушащий порошокнестационарная теплопередачапостоянная времени инерционности процессавремя взаимодействияA1 subclass firedry chemical powdernon-stationary heat exchangeinertia process time constantinteraction timeReferencesБаратов, А.Н. Горение–Пожар–Взрыв–Безопасность / А.Н. Баратов. – М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2003. – 364 с.Baratov A.N. Gorenie–Pozhar–Vzryv–Bezopasnost' [Combustion–Fire–Explosion–Safety]. Moskva, FGU VNIIPO MCHS ROSSII, 2003, 364 p.Адамян, В.Л. Физико-химические основы развития и тушения пожаров / В.Л. Адамян – М.: Лань Спб, 2018. – 176 с.Abduragimov I.M., Govorov V.Y., Makarov V.E. Fiziko-khimicheskie osnovy razvitiya i tusheniya pozharov [Physico-chemical basis for the development and extinguishing of fires]. Moskva, VIPSH MVD SSSR, 1980, 255 p.Киреев, А.А. Исследование повторного воспламенения древесины, обработанной гелеобразующими огнетушащими составами / А.А. Киреев, С.Н. Бондаренко // Проблемы пожарной безопасности. – 2009. – Вып. 25. – С. 65‒72.Kireev A.A., Bondarenko S.N. [Investigation of reignition of wood treated with gelling extinguishing agents]. Problemy pozharnoj bezopasnosti [The problem of fire safety], 2009, vol. 25, pp. 65‒72 (in Russian).Рашоян, И.И. Физико-химические основы развития и тушения пожара / И.И. Рашоян. – Тольятти: Изд-во ТГУ, 2013. – 107 с.Rashayan I.I. Fiziko-khimicheskie osnovy razvitiya i tusheniya pozhara [Physical and chemical bases of development and fire fighting]. Tolyatti, Tolyatti SU, 2013, 107 p.Кицак, А.И. Экспериментальная оценка эффективности тушения пожара подкласса А1 локально по площади и локально по объёму огнетушащим порошком общего назначения при его кратковременном воздействии на очаг пожара / С.М. Палубец, Д.В. Дробыш // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. – 2019. – № 1 (45) – С. 29‒41.Kitsak A.I. [Experimental evaluation of the fire extinguishing efficiency of fire of subclass A1 on the surface and in the bulk by general-purpose extinguishing powder with its short-term impact on the fire source]. Chrezvychajnye situatsii: preduprezhdenie i likvidatsiya. [Emergency situations: prevention and liquidation], 2019, vol. 45, no. 1, pp. 29‒41 (in Russian).Корольченко, Д.А. Тушение пламени огнетушащим порошком и аэрозольными составами / Д.А. Корольченко, А.Ф. Шароварников // Пожаровзрывобезопасность. – 2014. – Т. 23, № 8. – С. 63‒68.Korol’chenko D.A., Sharovarnikov A.F. [Extinguishing of a flame by dry chemical powder and aerosol compositions]. Pozharovzryvobezopasnost' [Fire and explosion safety], 2014, no. 8, pp. 63‒68 (in Russian).Корольченко, Д.А. Особенности тушения пламени высокодисперсными газоаэрозольными системами / Д.А. Корольченко, А.Ф. Шароварников // Пожаровзрывобезопасность. – 2014. – Т. 23, № 10. – С. 66‒72.Korol’chenko D.A., Sharovarnikov A. F. [Features of flame extinguishing by highly dispersed gas-aerosol systems]. Pozharovzryvobezopasnost' [Fire and explosion safety], 2014, vol. 23, no. 10, pp. 66‒72 (in Russian).Корольченко, Д.А. Анализ процесса тушения пламени горючих жидкостей дисперсными огнетушащими веществами и пеной низкой кратности / Д.А. Корольченко // Пожаровзрывобезопасность. – 2016. – Т. 25, № 2. – С. 52‒56.Korol’chenko D.A. [Analysis of the process of extinguishing a flame of flammable liquids by dispersed fire extinguishing agents and low expansion foam]. Pozharovzryvobezopasnost' [Fire and explosion safety], 2016, vol. 25, no. 2, pp. 52‒56 (in Russian).Якунин, М.М. Влияние процессов релаксации на перенос тепла, возникающего под действием интенсивных потоков энергии / М.М. Якунин // Физика и химия обработки материалов. – 2010. – № 3. – С. 27‒33.Yakunin M.M. [The influence of relaxation processes on the transfer of heat generated by intense energy flows]. Fizika i khimiya obrabotki materialov [Physics and chemistry of materials processing], 2010, no. 3, pp. 27‒33 (in Russian).Кицак, А.И. Динамика частиц огнетушащего порошка на пути к очагу пожара при импульсном способе подачи его в зону горения / А.И. Кицак // Safety & Fire Technique – Т. 49, вып. 1. – Scientific and Research Centre for Fire Protection, Польша, 2018. – С. 76‒85. DOI: 10.12845/bitp.49.1.2018.7Kitsak A.I. The dynamics of dry chemical powder particles towards the fi source during their pulse feeding into combustion zone. BITP, 2018, vol. 49, iss. 1, pp. 76‒85. DOI: 10.12845/bitp.49.1.2018.7

The authors declare that there are no conflicts of interest present.