Способ комплексной оценки пожарной опасности материалов и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК A62C3/10 A62C37/00 

Описание патента на изобретение SU1784236A1

С

Похожие патенты SU1784236A1

название год авторы номер документа
Устройство для токсикологической оценки продуктов горения полимерных материалов 1989
  • Петров Геннадий Николаевич
  • Сычев Сергей Васильевич
SU1653790A2
Способ токсикологической оценки продуктов горения полимерных материалов и устройство для его осуществления 1987
  • Петров Геннадий Николаевич
  • Сычев Сергей Васильевич
SU1475683A1
Устройство для оценки пожарной опасности твердых материалов 1981
  • Сапожников Владимир Николаевич
  • Млынский Владимир Леонидович
  • Сидорюк Владимир Михайлович
  • Кулев Дмитрий Христофорович
SU979975A1
Способ поверки установки определения токсичности продуктов горения 1989
  • Иличкин Валентин Семенович
  • Эварестов Павел Александрович
  • Яненко Михаил Викторович
SU1723507A1
Установка для удаления токсичных веществ 1990
  • Ерошкин Вячеслав Владимирович
  • Степанов Константин Николаевич
  • Курносов Николай Иванович
SU1720657A1
Способ прямого нагрева воздуха для проветривания шахт 2016
  • Маликов Юрий Константинович
  • Лисиенко Владимир Георгиевич
  • Лобанов Дмитрий Леонидович
  • Шлеймович Евгений Меерович
RU2633334C1
СИСТЕМА ГАЗОВОГО ИНФРАКРАСНОГО ЛОКАЛЬНОГО ОБОГРЕВА ПРИ НАПОЛЬНОМ СОДЕРЖАНИИ ПТИЦЫ 2001
  • Лебедев Д.П.
  • Шевцов В.В.
RU2219767C2
СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО ДВУХФАЗНОГО ГАЗОЖИДКОСТНОГО АЭРОЗОЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ОЧАГОВ ВОЗГОРАНИЯ И ПОЖАРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ УКАЗАННОГО СПОСОБА 2007
  • Макунин Алексей Владимирович
RU2353414C1
АВТОМАТИЧЕСКАЯ БЛОЧНАЯ ГОРЕЛКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА В ВИДЕ ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ, ГОРЕЛОЧНАЯ ГОЛОВКА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ БЛОЧНОЙ ГОРЕЛКИ 2007
  • Карасевич Александр Мирославович
  • Пацков Евгений Алексеевич
  • Фалин Алексей Александрович
  • Сторонский Николай Миронович
  • Дробязко Александр Владимирович
RU2360183C1
Устройство для определения температурных показателей пожарной опасности веществ и материалов 1984
  • Филин Лев Георгиевич
  • Сотников Николай Васильевич
  • Корольченко Александр Яковлевич
  • Вогман Леонид Петрович
  • Кухарук Владимир Афанасьевич
SU1179189A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 784 236 A1

Реферат патента 1992 года Способ комплексной оценки пожарной опасности материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области токси- колого-гигиенических исследований. Сущность изобретения состоит в том, что устройство, реализующее предлагаемый способ, позволяет в одном эксперименте получить данные для расчета временных характеристик токсичности, оптической прозрачности и нагрева продуктов горения в 1 м3 среды, отнесенной к единице площади горения. С этой целью устройство дополнительно содержит блок оценки содержания дисперсной и конденсированной фаз в продуктах горения и блок оценки тепловыделения. Включение в состав устройства упомянутых элементов позволяете большей степенью достоверности оценить потенци- альную пожарную опасность исследуемых материалов, реализуя предложенный способ. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения SU 1 784 236 A1

Изобретение относится к области ток- си колого-гигиенических исследований и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве, судостроении и других отраслях народного хозяйства для получения исходных данных при проектировании и разработке противопожарных мероприятий.

Наиболее близким по технической сущности - прототипом - является способ токсикологической оценки продуктов горения полимерных материалов, согласно которому оценку токсичности продуктов горения осуществляют на последовательных стадиях горения образца материала, причем оценку токсичности на каждой стадии осуществляют по отношению объема выделившихся продуктов горения к массе сгоревшего образца, вызвавшей 50 % летальных исходов, а последовательность стадий горения обеспечивают изменением ко личества тепла, передаваемого от источника нагрева к образцу, в соответствии с режимом, соответствующим тепловому воздействию на материал в условиях реального пожара.

Описанный способ может быть реализован, например, устройством, содержащим камеру сгорания с источником нагрева регулируемой мощности, газоанализаторы кислорода и оксидов углерода, экспозиционные камеры переменного объема, датчики давления среды внутри соответ ствующих экспозиционных камер механизм регулирований подачи воздуха, состоящий из воздуходувки и управляемых вентилей, один из которых расположен на трубопроводег соединяющем воздуходувку с камерой сгорания, а другие - на трубопроводах, соэдиня ющих воздуходувку с экспо3

Јь ю со

ON

зиционными камерами, запирающую заслонку с механизмом ее перемещения, а также программно-временной блок и датчик контроля режима испытаний. При этом экспозиционные камеры выполнены в виде патрубков канала камеры сгорания, от канала камеры сгорания патрубки отделены заслонками, снабженными механизмами перемещения, а внутри патрубков размещены подвижные стенки, на которых установ- лены датчики давления. Кроме того, выход газоанализатора кислорода электрически соединен с первым управляемым вентилем механизма регулирования подачи воздуха, выход газоанализатора оксидов углерода, осуществляющего контроль газовоздушной смеси внутри экспозиционных камер, подключен к управляемым вентилям, расположенным на трубопроводах, соединяющих воздуходувку с экспозициенными камера- ми, а датчик контроля режима испытаний подключен ко входу программно-временного блока, выходы которого соединены с механизмами перемещения отсекающих и запирающей заслонок.

Описанный способ позволяет проводить токсикологическую оценку продуктов горения полимерных материалов, на основе которой можно оценить обстановку (например, на путях эвакуации), в различные мо- менты течения пожара, учесть пожароопасные свойства материала (скорость выгорания и т.п.) и степень понижения опасности отравления за счет разбавления продуктов горения, например, путем прину- дительного вентилирования

Усовершенствованием устройства, реализующего известный способ,является устройство для токсикологической оценки продуктов горения полимерных материа- лов, которое дополнительно содержит второй датчик температуры с усилителем, механизмы перемещения образца и второго датчика температуры, а также блоки слежения за положением переднего и заднего фронтов пламени, при этом выход усилителя сигнала первого датчика температуры подключен Kd входу блока слежения за положением заднего фронта пламени, выход которого соединен с входом механизма пе- ремещения первого датчика температуры, а выход усилителя сигнала второго датчика температуры соединен со входом блока слежения за положением переднего фронта пламени, выход которого соединен со вхо- дом механизма перемещения образца.

Описанное устройство, в отличие от основного изобретения, позволяет получать смесь газообразных продуктов горения полимерного материала, постоянную по соста-

ву при фиксированном значении падающего теплового потока в течение времени, необходимого для оценки токсичности этой смеси, что повышает степень достоверности оценки продуктов токсичности продуктов горения за счет исследования продуктов горения одного образца материала, полученных как при изменяющемся режиме нагрева, так и при постоянных значениях падающего теплового потока.

Учитывая то, что опасность токсического воздействия продуктов горения на человека в условиях реальных пожаров возрастает при ухудшении видимости в дыму и повышении температуры газовоздушной среды, целесообразно параметры пожарной опасности материалов и образующейся газовоздушной среды для оценки этих трех факторов определять одновременно.

При этом следует учитывать, что по мере развития пожара характеристики единичного объема образующихся с единичной площади продуктов горения будут изменяться. Основными причинами таких изменений будет вовлечение в процесс горения все новых материалов и изменение соотношения величин - объема поступающего в помещение воздуха и площади горения. Упрощение расчетов времени задымления помещений возможно при использовании величины интенсивности образования продуктов горения, объем которых приведен к допустимому уровню воздействия на чело- века как по токсичности, так и по нагреву и прозрачности.

Следует отметить также, что в стандартных методиках оценки дымообразующей способности материала и токсичности их продуктов горения используются показатели с размерностями г. и м3(Нп. ) , а характеристики тепловыделения и интенсивности тепловыделения при сгорании ма; териалов - кДж .

Указанные показатели и характеристики, определяющие опасность материала,не связаны ни с площадью, ни со временем горения, и, обладая различными размерностями, не дают возможности выявления наиболее опасного из описываемых факторов пожара.

В связи с этим, предлагается оценку этих факторов проводить через объемы задымленной среды, образующейся в единицу времени с единицы площади. Следует отметить, что характеристики единичного объема этой среды по мере развития пожара могут изменяться, что связано с вовлечением в процесс горения все новых материалов и изменением соотношения объема возду- ха, поступающего в помещение, и площади горения.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение точности оценки пожарной опасности, путем проведения в одном опыте прямого сравнения уровней опасных фак- торов пожара (ОФП), создаваемых в газовоздушной среде при горении материалов, причем токсичность среды определяют при воздействии продуктов горения непосредственно на живой организм.

Поставленная цель достигается тем, что разбавление исходной смеси продуктов горения воздухом дополнительно производят по оптической прозрачности и нагреву, после чего измеряют объемы полученной газо- воздушной среды, измеряют удельную скорость выгорания материалов, по которой определяют массовые показатели выделения дыма, токсичности продуктов и тепла, а оценку пожарной опасности осуществляют по величине интенсивности образования опасной газовоздушной среды, определяемой по формуле

25

бофп Лофп

где Софп г интенсивность образования опасной газовоздушной среды, м .

чра - удельная скорость выгорания мате- 30 риалов.Г

П0фп - массовый показатель допустимого уровня опасного фактора пожара, г .

Способ осуществляется следующим об35

разом.

Подготавливают образец материала в виде ленты или бруска с заданными линейными размерами (длина, ширина), измеряют его массу. Осуществляют его поджиг путем нагревания одного из его концов {по верхней плоскости) с помощью инфракрасного излучателя. При этом фиксируется площадь горения (например, подвижными термопарами). Так как ширина образца ограничена, то возможна регистрация распро- странения пламени или тления только по длине образца. После загорания образец вдвигается в зону нагрева со скоростью распространения процесса горения по поверхности образца, что контролируется датчиками температуры.

Величина падающего на поверхность образца теплового потока в одном опыте постоянна, а от опыта к опыту изменяется в зависимости от задач исследования.

Температура и оптическая прозрачность смеси воздуха и продуктов горения, поднимающихся над образцом, измеряются соответствующими приборами, обеспечива50

5 0

5

0

5

0 5 0

5

ющими поддержание значений этих параметров за счет разбавления смеси свежим воздухом на (или не ниже) уровня, равного предельному, заранее заданному.

После установления постоян.юй площади горения образца (соответственно постоянной скорости его подачи в зону нагрева) воздухе продуктами горения, разбавленными до заданного уровня по температуре или по прозрачности, направляется в экспозиционные камеры (автоматически изменяющие объем от нулевого) с подопытными животными, в которых производится оценка токсичности образовавшейся газовоздушной среды, По достижении заданного объема экспозиционные камеры закрываются. Для получения ряда зависимости токсического эффекта от концентрации продуктов горения первая из камер остается с отобранной пробой, а в остальных пробы газовоздушной смеси разбавляются с различной степенью кратности.

По окончании времени экспозиции подопытных животных определяют превы- шение уровня воздействия отксичной среды, образовавшейся при горении материала.

Если заданный уровень по токсичности не достигнут, то интенсивность образования опасной среды следует рассчитывать по фактору прозрачности или температуры, заданный уровень которых достигнут при большем разбавлении. Дяя этого величину объема отобранной в экспозиционной камере пробы надо разделить на величину площади горения образца и время отбора пробы. Если заданный уровень воздействия токсичной среды в первой экспозиционной камере с отобранной пробой превышен,- то следует учесть кратность разбавления газовоздушной смеси в соответствующей экспозиционной камере.

Предельные уровни токсичности для аварийных ситуаций (максимально допустимые концентрации) в настоящее время разработаны только для отдельных веществ и, поэтому, могут носить лишь ориентировочный характер, так как продукты горения представляют собой смесь веществ, токсическое воздействие которых на организм различно. В связи с этим, для рассматриваемого случая показателем токсичности продуктов горения может служить величина НсЮ, то есть масса материала в единице объема, не вызывающая при сгорании летальных исходов у подопытных животных. При этом значение этого показателя определяют из соотношения

НсЮ Нс116

Нс116 Нс184

где Нс116 и Нс184 - масса материала, вызывающая при сгорании в 1 м 16% и 84% летальных исходов у подопытных животных при экспозиции 30 мин, г м .

Показатели Нс116 и Нс184 определяют при проведении стандартных лабораторных испытаний, а их отношение позволяет учесть ширину зоны летальных воздействий продуктов горения.

Затем проводят контрольный опыт, в котором первоначальное разбавление продуктов горения сбответствует полученному в камере с заданным уровнем токсического воздействия.

Предлагаемый способ может быть осуществлен устройством, содержащим камеру сгорания с источником нагрева регулируе- мой мощности, управляемым блоком регулирования мощности, подвижный держатель образца с размещенным на нем образцом испытываемого материала, установленные на массоизмерительном устрой- стве, систему охлаждейия, первый и второй датчики температуры с усилителями, причем первый датчик температуры выполнен подвижным, газоанализаторы кислорода и оксидов углерода, механизм регулирования подачи воздуха, состоящий их воздуходувки и системы трубопроводов с установленными на них управляемыми вентилями, соеди- няющих воздуходувку с объемами экспозиционных камер и камеры сгорания, по крайней мере две экспозиционные камеры переменного объема, выполненные в виде патрубков канала камеры сгорания, внутри которых размещены стенки, снабженные механизмами перемещения, управ- ляемыми датчиком давления среды внутри экспозиционных камер, патрубки отделены от канала камеры сгорания подвижными отсекающими заслонками, в верхней части ка- нала камеры сгорания расположена подвижная запирающая заслонка, программно-временной блок, выходами связанный с подвижными отсекающими и запирающей заслонками, клетки с подопытными животными, расположенные в углублениях сте- нок и отделенные от объемов соответствующих экспозиционных камер крышками, блоки слежения за положением переднего и заднего фронтов пламени, входы которых подключены к выходам усилите- лей, а выходы соединены со входами механизма перемещения образца и механизма перемещения первого датчика температуры соответственно; при этом второй выход блока слежения за положением заднего фронта пламени соединен со входом программно-временного блока. Кроме того, устройство содержит блок оценки содержания дисперсной и конденсированной фазы в продуктах горения и блок оценки тепловыделения, выходами связанные со входом управляемого вентиля третьего трубопровода, а механизм регулирования подачи воздуха дополнительно содержит два ответвления от магистрального трубопровода с установленными на них управляемыми вентилями, обеспечивающие регулируемый воздушный поток над поверхностью образца.

Из уровня развития науки и техники и заявителю неизвестен способ комплексной оценки пожарной опасности материалов, в котором оценка производится по величине интенсивности образования газовоздушной среды, определяемой по приведенной ранее формуле (см. стр. 7), путем получения данных для расчета временных характеристик оптической прозрачности, токсичности и нагрева продуктов горения в 1 м среды, отнесенной к единице площади горения.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ оценки пожарной опасности материалов.

Устройство содержит камеру сгорания 1, внутри которой помещены источник нагрева 2 регулируемой мощности, например, малоинерционный электронагреваемый излучатель, управление которым осуществляется блоком 3 регулирования мощности, подвижный держатель образца 4 с размещенным на нем образцом 5 испытываемого материала. Держатель 4 установлен на массоизмерительном устройстве 6. Система охлаждения 7 предназначена для охлаждения части внутренней поверхности камеры сгорания 1, поскольку возможен ее несанкционированный нагрев от источника нафева 2. Устройство содержит также первый и второй датчики температуры 8 и 9 с усилителями 10 и 11, причем первый датчик температуры 8 выполнен подвижным, газоанализаторы кислорода 12 и оксидов углерода (на чертеже не показан) и механизм регулирования подачи воздуха, состоящий из воздуходувки 13 и системы трубопроводов 14 с установленными на них вентилями 15-19. При этом первый и второй трубопроводы с установленными на них вентилями 15 и 16 соединяют воздуходувку 13 с объемами первой и второй экспозиционных камер 20 и 21 соответственно, третий трубопровод через управляемый вентиль 17 соединяет воздуходувку 13с объемами первой и второй экспозиционных камер 20 и 21 соответственно, третий трубопровод через

управляемый вентиль 17 соединяет воздуходувку 13с объемом камеры сгорания 1, а четвертый и пятый трубопроводы с установленными вентилями 18 и 19 обеспечивают движение воздуха над поверхностью образца 5 по направлению движения последнего или против него соответственно. Экспозиционные камеры 20 и 21 переменного объема выполнены в виде патрубков 22 и 23 канала камеры сгорания 1, причем внутри патрубков 22 и 23 размещены подвижные стенки 24 и 25, снабженные механизмами их перемещения 26 и 27, управляемыми датчиками 28 и 29 давления среды внутри экспозиционных камер 20 и 21, а от канала камеры сгорания 1 патрубки 22 и 23 отделены отсекающими заслонками 30 и 31, снабженными механизмами их перемещения 32 и 33. В верхней части канала камеры сгорания 1 расположена запирающая заслонка 34 с механизмом 35 ее перемещения.

Устройство содержит также программно-временной блок 36, выходы которого соединены со входами механизмов перемещения 32, 33 и 35 отсекающих и запирающей заслонок, клетки с подопытными животными 37 и 38, помещенные в углубления подвижных стенок 4 и 25 и отделенные от объемов соответствующих экспозиционных камер 20 и 21 крышками 39 и 40, блоки слежения 41 и 42 за положениями переднего и заднего фронтов пламени, входы которых подключены к выходам усилителей 10 и 11 датчиков температуры 9 и 8 соответственно, а выходы соединены со входами механизма 43 перемещения образца и механизма 44 перемещения первого датчика температуры 8 соответственно, при этом второй выход блока 42 за положением заднего фронта пламени соединен со входом программно-временного блока 36.

Кроме того, устройство содержит систему оценки содержания дисперсной и конденсированной фазы в продуктах горения, состоящую из источника 45 монохроматического излучения, приемника 46 и регистрирующего устройства 47, блок оценки тепловыделения, состоящий из батареи термопар 48 и регистрирующего устройства 49. Выходы регистрирующих устройств 47 и 49 соединены со входом управляемого венТйля 17. Управление работой вентиля 17 со стороны регистрирующих устройств 47 и 49 осуществляется аналогично блоку 12.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом испытания образец 5 полимерного материала устанавливают на держателе 4 и вместе с держателем на мас- соизмерительное устройство 6, при этом

часть образца оказывается в зоне действия излучателя 2. Отсекающие заслонки 30 и 31 находятся в закрытом состоянии, а подвижные стенки 24 и 25 в исходном (при этом 5 объемы экспозиционных камер 20 и 21 близки к нулю). Клетки 37 и 38 с „подопытными животными помещены в углубления подвижных стенок 24 и 25, а крышки 39 и 40 отделяют объем экспозиционных камер от 0 клеток с животными. Вентили 15-19 закрыты, а заслонка 34 открыта. Включена прокачка газоанализаторов, система охлаждения 7 заполнена проточной водой, что исключает процесс теплопередачи от элементов 5 ры сгорания, которые попадают под воздействие нагревателя 2.

Газоанализатор кислорода 12 настроен так, что поддерживает содержание кислорода в объеме камеры сгорания на уровне

0 16%+0,2. Как только содержание кислорода будет меньше установленного значения, он подает сигнал на открытие управляемого вентиля 17, что обеспечивает подачу воздуха в камеру сгорания. При превышении вер5 хнего допуска содержания кислорода вентиль 17 по сигналу с газоанализатора 12 закрывается, запрещая, таким образом, дальнейшее разбавление. Анализатор оксидов углерода настроен аналогичным обра0 зом на поддержание определенной концентрации оксидов углерода внутри экспозиционных камер.

По сигналу испытателя включается источник 45 и приемник 46 монохроматическо5 го излучения и регистрирующее устройство 47 системы оценки содержания дисперсной и конденсированной фазы в продуктах горения, регистрирующее устройство 49 блока оценки тепловыделения, а также блок 3 ре0 гулирования мощности, который подает -на- пряжениена излучатель 2, обеспечивающий необходимый падающий тепловой поток на образец испытываемого материала, При достижении определенного значения теплово5 го потока от излучателя, например Q1, осуществляют поджиг (воспламенение) образца материала и датчики 8 и 9 начинают регистрацию температуры. При этом, система управления, содержащая первый датчик

0 температуры 8, усилитель 11 и блок 42 слежения за положением заднего фронта пламени и блок 44 перемещения первого датчика температуры, работает таким образом, что при показании датчиком значения,

5 равного или превышающего значения температуры в зоне пламенного горения, блок 42 подает сигнал на механизм перемещения 4Л который выводит первый датчик температуры 8 .из пламенного горения, отслеживая, таким образом, положение

заднего фронта пламени. Передний фронт пламени отслеживается аналогичным образом, но при этом осуществляется перемещение не датчика температуры, а образца материала, позволяющее вдвигать образец в зону воздействия теплового потока от излучателя.

Таким образом, участок образца, подвергающийся пламенному горению, будет ограничен двумя датчиками температуры, а стабильное положение первого из них свидетельствует о стабильности процесса. При этом на начальной стадии эксперимента, до момента времени, пока скорость распространения пламени не сравняется со скоро- стью выгорания, никаких действий не производится.

В момент времени, когда положение первого датчика температуры стабилизируется, блок 42 слежения за положением за- днего фронта пламени посылает сигнал на программатор 36, по получении которого последний выдает сигналы на закрытие за- пирающей заслонки 34 и открытие отсекающей заслонки 30 первой экспозиционной камеры 20. При этом давление внутри канала камеры сгорания начинает возрастать, а изменение этого давления фиксируется датчиком 28 давления, который выдает сигналы на механизм 26 перемещения подвижной стенки 24. Увеличение объема первой экспозиционной камеры 20 будет осуществляться до тех пор, пока давление на мембрану датчика 28 не будет близким к нулю (например, в промежутке от -1 до +1 мм вод.ст). При этом внутри камеры сгорания 1 осуществляется предварительное разбавление среды продуктов горения путем открытия управляемого вентиля 17.

По истечении некоторого времени, на- пример, через 5 минут с момента выдачи сигнала на программно-временной блок, блок 36 выдает сигнал на механизм 32 перемещения заслонки 30, которая, опускаясь в нижнее (по чертежу) положение, отсекает объем экспозиционной камеры 20 от объема камеры сгорания 1. По показаниям газоанализатора оксидов углерода через открытый управляемый вентиль 15 в объеме первой экспозиции камеры 20 при необходимости осуществляется вторичное разбавление среды продуктов горения до нужной концентрации, после чего вентиль 15 запирается, дверца 39 предкамеры 37 открывается, и начинается затравка первой группы живо- тных, продолжающаяся в течение 5-30 минут.

Одновременно с этим, при охлаждении среды в экспозиционной-камере 20 датчик 28 регистрируют падение давления и включает реверс механизма 26 перемещения стенки 24, при этом объем экспозиционной камеры 20 уменьшается до тех пор, пока не будет скомпенсирован объем, вызванный тепловым расширением воздуха.

По окончании затравки фиксируют объем первой экспозиционной камеры 20 и количество летальных исходов у животных, по показаниям весоизмерительного устройства определяют массу образца, сгоревшую на исследуемой стадии.

В процессе проведения эксперимента фиксируется также средняя температура (при помощи блока 48) оптическая прозрачность среды в объеме камеры сгорания (при помощи системы оценки содержания дисперсной и конденсированной фазы в продуктах горения).

По окончании первой части эксперимента программно-временной блок выдает сигнал на механизм перемещения запирающей заслонки, которая открывается, осуществляя проветривание камеры сгорания, после чего переходит в режим ожидания.

При прошествии некоторого времени излучатель вновь выходит на режим, соответствующий участку кривой (например, стандартного режима пожара), и при достижении тепловым потоком значения Q2 значение его стабилизируется и начинается затравка второй группы животных продуктами горения, выделившимися за такой же период времени. Далее процесс исследования образца материала продолжается аналогичным образом для остальных значений тепловых потоков, интересующих исследователя.

При этом необходимо отметить, что внутри камеры сгорания существуют две зоны. Первая - зона горения - расположена над образцом. В этой зоне задаются условия горения, то есть значение падающего теплового потока, направление и скорость движения воздуха над образцом, чем имитируется вентиляция помещения, влияющая на скорость распространения пламени и скорость выгорания материала. Движение воздуха в этой зоне задается с помощью двух управляемых вентилей 18 и 19, соединенных с воздуходувкой ответвлениями от магистрального трубопровода 14. При этом другим вариантом исполнения устройства является подключение этих вентилей не к воздуходувке 13, а к системе подачи, например, обедненной кислородом газовоздушной смеси (на чертеже не показана) или к системе подачи огнетушащих веществ. В первом случае появляется возможность повысить достоверность исследований за счет моделирования процесса естественного

вентилирования, а во втором - появилась возможность оценить опасность материалов в условиях их тушения.

Вторая зона - зона разбавления. Именно в этой зоне осуществляется разбавления продуктов горения до нужной концентрации, как это было описано выше.

Таким образом, при любых значениях теплового потока, падающего на образец полимерного материала, мы можем получить данные для расчета временных характеристик оптической прозрачности, токсичности и нагрева продуктов горения в 1 м среды, отнесенной к единице площади горения, что в свою очередь, позволяет с большой степенью достоверности оценить потенциальную пожарную опасность иссле- дуемых материалов, реализуя предлагаемый авторами способ.

Формула изобретения

Способ комплексной оценки пожарной опасности материалов путем сжигания образцов материалов в условиях различных падающих на образец тепловых потоков, разбавления исходной смеси продуктов горения воздухом до заданного уровня опасности воздушной среды по уровню токсичности, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения точности оценки пожарной опасности, разбавление исходной смеси продуктов горения воздухом дополнительно производят по оптической прозрачности и нагреву, после чего измеряют объемы полученной газовоздушной среды, измеряют удельную скорость выгорания материалов, по которой определяют массовые показатели выделения дыма, токсичности продуктов и тепла, а оценку пожарной опасности осуществляют по величине интенсивности образования опасной газовоз- душной среды, определяемой по формуле:

G офп -

где бофп - интенсивность образования опасной газозоздушной среды, м3

ifa - удельная скорость выгорания материалов, г м/с,

Пофп - массовый показатель допустимого уровня опасного фактора пожара, г м .

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что уровень опасности по токсическому воздействию продуктов горения определяют предельной массой материала в единице объема, продукты горения которой не вызывают летальных исходов в эксперименгаяь- ной группе животных и определяются

1 величиной показателя Нс, О из соотношения

HciO Hci16 5Hci.16 На 84

о

где HCL 16 - масса материала, продукты горения которой вызывают 16% гибели животных для выбранного времени затравки;

0 НсЈ 84 - масса материала, продукты горения которой вызывают 84% гибели животных для выбранного времени затравки.

3. Устройство комплексной оценки пожарной опасности материалов, содерж ее

5 камеру сгорания с источником нагрева регулируемой мощности, подвижный держатель образца с размещенными на нем образцом испытываемого материала, установленные на массоизмерительном устройстве, систе0 му охлаждения, первый и второй датчики температуры с усилителями, причем первый датчик температуры выполнен подвижным, газоанализаторы кислорода и оксидов углерода, механизм регулирования подачи воз5 духа, состоящий из воздуходувки, первого, второго и третьего трубопроводов с установленными на них управляемыми вентилями по крайней мере, две экспозиционные камеры переменного объема, выполненные

0 в виде патрубков канала камеры сгорания, внутри которых размещены стенки, снабженные механизмами перемещения, управляемыми датчиком давления среды внутри экспозиционных камер, патрубки отделены

5 от канала камеры сгорания подвижными отсекающими заслонками, в верхней части канала камеры сгорания расположена подвижная запирающая заслонка, программно-временной блок, выходами связанный

0 с подвижными отсекающими и запирающей заслонками, клетки с подопытными животными, расположенные в углублениях стенок и отделенные от объемов соответствующих экспозиционных камер

5 крышками, блоки слежения за положением переднего и заднего фронтов пламени, входы которых подключены к выходам усилителей, а выходы соединены с входами механизма перемещения образца и меха0 низма перемещения первого датчика температуры соответственно, при этом второй выход блока слежения за положением заднего фронта пламени соединен со входом программно-временного блока, отличаю5 щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения точности оценки пожарной опасности, устройство содержит блок оценки содержания дисперсной и конденсированной фазы в продуктах горения и блок оценки тепловыделения, выходами связанные со входом управляемого вентиля третьего трубопровода , а механизм регулирования подачи воздуха дополнительно содержит два трубопровода с установленными на них управляемыми вентилями.

4. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок оценки содержания дисперсной и конденсированной фаз в продуктах горения содержит включенные последова-

тельно источник монохроматического излучения, приемник и регистрирующее устройство, а блок оценки тепловыделения состоит из батареи термопар и регистрирующего устройства.

5. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что оно дополнительно содержит систему подачи огнетушащих веществ, выход которой подключен к управляемым вентилям дополнительных трубопроводов.

23

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1992 года SU1784236A1

Устройство для токсикологической оценки продуктов горения полимерных материалов 1989
  • Петров Геннадий Николаевич
  • Сычев Сергей Васильевич
SU1653790A2

SU 1 784 236 A1

Авторы

Петров Геннадий Николаевич

Сычев Сергей Васильевич

Голиков Александр Дмитриевич

Даты

1992-12-30Публикация

1990-10-17Подача