Введение 3
Глава 1. Обзор экспериментальных работ по исследованию взаимодействия частиц природного происхождения с различными типами растительных
горючих материалов 5
1.1. Влияние частиц на образцы древесных материалов 5
1.2. Взаимодействие частиц с лесными горючими материалами 10
Глава 2.Критические условия зажигания напочвенного покрова из хвои кедра в результате аккумуляции тлеющих частиц, образующихся в результате природных пожаров 21
2.1. Лабораторное оборудование и методика проведения эксперимента 21
Заключение 32
Список литературы 33
В последние годы наблюдается увеличение количества пожаров в населенных пунктах, прилегающих к лесной территории или располагающихся в ней. Надо сказать, что данная проблема очень остро стоит во многих странах: Бразилии, Австралии, Китае, Греции, Португалии, США, России и других, поскольку большое количество населенных пунктов располагаются в непосредственной близости к лесу.
По данным Федерального агентства лесного хозяйства РФ только в начале сентября 2013 года произошло более 9700 лесных пожаров на общей площади 1,3 млн. га [1]. В США в 2013 году произошло более 40 тысяч лесных пожаров, в результате которых сгорело более 1,6 млн. га [2]. Во время лесных пожаров 2010 и 2012 гг. в России от выбросов страдали целые регионы и было уничтожено огнем более 2 миллионов гектаров. При этом сгорели частично или полностью десятки населенных пунктов. Ожидается, что угроза пожаров резко возрастет [3] в связи с бумом строительства на лесных территориях [4, 5] и изменением климата, что вероятно приведет к увеличению числа и интенсивности лесных пожаров [6].
Основными факторами, влияющими на воспламенение строительных материалов и распространение таких пожаров, являются радиационный и конвективный перенос тепла от пламени и горящие частицы, которые могут накапливаться на крыше и в углах зданий, заборах или найти способ попасть внутрь помещений и привести к их воспламенению [7]. Образование горящих частиц это процесс, в результате которого горючие материалы, такие как кустарники, деревья и строительные материалы, нагреваются и разделяются на более мелкие горящие частички во время пожара [8, 9]. Впоследствии частицы переносятся далеко от пожара посредством конвективной колонки [10]. На протяжении последних 40 лет, исследования в основном были сосредоточены на понимании того, как далеко они могут перелетать [11-14], в то время как очень малая их часть была посвящена изучению механизма их генерации и участии в распространении фронта пожара [15]. В настоящее время отсутствуют математические модели, которые бы учитывали генерацию горящих частиц, их влияние на распространение фронта пожара и воспламенение строений.
Был проведен обзор экспериментальных работ по исследованию взаимодействия частиц природного происхождения с различными типами растительных горючих материалов.
Разработана методика эксперимента по влиянию аккумуляции тлеющих частиц природного происхождения на напочвенный покров с помощью ранее изготовленной лабораторной установки.
При выбранных параметрах эксперимента в отсутствие ветра зажигания напочвенного покрова не наблюдалось, только в отдельных случаях имело место тление растительного горючего материала, которое прекращалось в течении 3 минут после затухания частиц.
Экспериментальное исследование показало, что увеличение диаметра частиц, частоты сброса, а также скорости воздушного потока приводило к снижению времени зажигания напочвенного покрова. Данная тенденция сохраняется для всех выбранных скоростей воздушного потока и обусловлена в первую очередь накоплением тепловой энергии в окрестности частиц, а также притоком окислителя в зону падения частиц.
