2023-1_стр_27-34

УДК 614.844

https://doi.org/10.37657/vniipo.pb.2023.110.1.002

ДЕТОНАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ВО ФРОНТЕ ГОРЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Егор Леонидович Лобода¹, Михаил Владимирович Агафонцев¹, Ася Алексеевна Старосельцева²

¹Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет»; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН), Томск, Россия

²Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет», Томск, Россия 

Аннотация. Представлены результаты экспериментального исследования воздействия ударной волны на пламя при горении растительных горючих материалов. Ударная волна формировалась с помощью ударной трубы с различными насадками и источником энергии от порохового заряда. Для регистрации воздействия ударной волны на зону пиролиза применялись методы высокоскоростной ИК термографии в узкополосном диапазоне длины волны 2,5–2,7 мкм. Установлено, что при применении расширяющихся насадков в результате воздействия ударной волны на зону пиролиза происходит детонация продуктов пиролиза, которая приводит к прекращению пламенного горения.

Ключевые слова: природный пожар, ударная волна, детонация, пиролиз, ИК-термография

Для цитирования: Лобода Е.Л., Агафонцев М.В., Старосельцева А.А. Детонационные процессы во фронте горения растительных горючих материалов // Пожарная безопасность. 2023. № 1 (110). С. 27–34. https://doi.org/10.37657/vniipo.pb.2023.110.1.002.

Список литературы

1. Chen Qiao, Lili Wu, Tao Chen. Study on forest fire spreading model based on remote sensing and GIS. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2018. Available at: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/199/2/022017/pdf (accessed 20.09. 2022).
2. Peter de Jess Villa. Place Identity and Traumatic Experiences in the Context of Wildfires / Peter de Jess Villa, Pablo Olivos, Oscar Navarro. Sustainability. Available at: https://www.mdpi.com/2071-1050/14/18/11332 (accessed 09.09.2022).
3. Параметры сброса воды авиационными средствами при тушении лесных пожаров / Н.П. Копылов, И.Р. Хасанов, А. Е. Кузнецов, Д.В. Федоткин, Е.А. Москвилин, П.А. Стрижак, В.Н. Карпов // Пожарная безопасность. 2015. № 2. С. 49–55.
4. Борьба с природными пожарами с применением авиации и перспективные способы прокладки заградительных полос / Н.П. Копылов, А.Е. Кузнецов, Д.В. Федоткин, Е.А. Москвилин, П.А. Стрижак, Н.А. Коршунов, В.Н. Карпов // Хвойные бореальной зоны. 2016. Т. 34. № 5–6. С. 251–253.
5. Повышение эффективности тушения лесных пожаров с использованием добавок к воде / Н.П. Копылов, И.Р. Хасанов, А.Е. Кузнецов, Д.В. Федоткин, Е.А. Москвилин, П.А. Стрижак, Н.А. Коршунов, В.Н. Карпов// Пожарная безопасность. 2015. № 4. С. 46–50.
6. Жданова А.О.,Кузнецов Г. В., Стрижак П.А. Эффективность использования теплоты парообразования при воздействии «водяным снарядом» на пламя // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2013. № 6. С. 82–91.
7. Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Оценка эффективности использования теплоты испарения воды при тушении лесных пожаров // Пожаровзрывобезопасность. 2013. Т. 22. № 9. С. 57–63.
8. Loboda E.L. The use of infrared thermography to study the optical characteristics of flames from burning vegetation. Infrared Physics & Technology, 2014, vol. 67, pp. 566–573.
9. Loboda E.L., Matvienko O.V., Vavilov V.P., Reyno V.V. Infrared thermographic evaluation of flame turbulence scale. Infrared Physics & Technology. 2015. vol. 72, pp. 1–7. DOI 10.1016/j.infrared.2015.07.001.
10. Экспериментальные исследования лесных пожаров, горения штабелей древесины и инфразвуковых колебаний давления / А.М. Гришин, А.Н. Голованов, А.А. Долгов [и др.] // Математическое и физическое моделирование сопряженных задач механики реагирующих сред и экологии: Избранные доклады международной конференции. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2000. С. 102–124.
11. Boffard R. Burning issue. Engineering and Technology, 2015, vol. 10, no. 7, pp. 48–51.
12. Lee J.I., Lee G.T. Research of the fire to minimization damage plan on high-rise buildings, J. of Korean Institure of Fire Sci. & Eng., 2009, vol. 23, no. 4, pp. 91–97.
13. Yi E.-Y., Bae M.-J. On a fire extinguisher using sound winds, Journal of Engineering and Applied Sciences, 2018, vol. 13, no. 4, pp. 977–980.
14. Yi, E.-Y., Song, U.-J., Bae, M.-J. A study on the performance of sound fire extinguisher by anti resonance, Journal of Engineering and Applied Sciences, 2018, vol.13, no.4, pp. 910–913.
15. Kim B.-Y., Song U.-K., Bae S.-G., Bae M.-J. A Study on the Resonance Dispersion of Candlelight According to the Change of Sound Component, Journal of Engineering and Applied Sciences, 2019, vol. 14, no. 8, pp. 2450–2455.
16. Ковалев Ю.М. Математическое и физическое моделирование инициирования детонации в твердых взрывчатых веществах и распространение ударных волн в пологе леса при лесных пожарах: дис.… канд. физ.-мат. наук: 01.04.05; Том. гос. ун-т им. В.В. Куйбышева; НИИ прикладной математики и механики. Томск, 1987. 195 с.
17. Гришин, А.М. Ковалев Ю.М. Экспериментальное исследование воздействия взрыва конденсированных ВВ на фронт верхового лесного пожара // Доклады Академии наук СССР. 1989. Т. 308. № 5. С. 1074–1078.
18. Лощилов А.А., Ильичева М.Н. Изменение массы лесных горючих материалов в результате мгновенного выделения энергии от химической реакции с нулевым кислородным балансом // Информационные системы и технологии-2019: сб. мат. XXV Междунар. науч.-техн.конф., Нижний Новгород, 19 апреля 2019 года. Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2019. С. 975–977.
19. Орлов О.К., Кустов Ю.В. Эластичные шнуровые заряды для борьбы с лесными пожарами // Лесные пожары и способы борьбы с ними. Л.: ЛенНИИЛХ, 1986. С. 102–108.
20. Лобода Е.Л., Рейно В.В., Агафонцев М.В. Применение термографии при исследовании процессов горения. Томск, 2016. 80 с.
21. Патрон монтажный D-2 (Желтый) // SB URL: https://stroy-beton.com/stroitelnaya-i-dorozhnaya-tekhnika/pistolety-patrony-i-dyubelya/patron-d2/ (дата обращения: 10.04.2022).
22. Loboda E.L., Anufriev I.S., Agafontsev M.V., Kopyev E.P, Shadrin E.Y, Reyno V.V, Vavilov V.P., Lutsenko A.V. Evaluating characteristics of turbulent flames by using IR thermography and PIV. Infrared Physics and Technology, 2018, vol. 92, pp. 240–43.
23. Фатеев В.Н. Физическое и математическое моделирование усиления ударных волн в ударных трубах: дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.02.05; Нац. исслед. Том. гос. ун-т. Томск, 2012. 102 с.
24. Математическое моделирование тушения лесного пожара при помощи направленного взрыва / А.А. Лощилов, М.Н. Ильичева, В.В. Иконников [и др.] // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2018. № 4(123). С. 33–40. DOI 10.46960/1816-210X_2018_4_33. – EDN SNGYRV.
25. Гришин А.М. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1992. 408 с.

Информация об авторах

Е.Л. Лобода – доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий кафедрой физической и вычислительной механики, loboda@mail.tsu.ru;

М.В. Агафонцев – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры физической и вычислительной механики, amv@mail.tsu.ru;

А.А. Старосельцева – студент, 222-pro@mail.ru.

Статья поступила в редакцию 27.10.2022; одобрена после рецензирования 01.11.2022; принята к публикации 10.01.2023.