Прогноз пожарной опасности строительных материалов при использовании методов термического анализа

Прогноз пожарной опасности строительных материалов при использовании методов термического анализа

Автор: Молчадский, Олег Игоревич

Шифр специальности: 05.26.03

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2001

Место защиты: Москва

Количество страниц: 209 с. ил

Артикул: 2294201

Автор: Молчадский, Олег Игоревич

Стоимость: 250 руб.

Прогноз пожарной опасности строительных материалов при использовании методов термического анализа  Прогноз пожарной опасности строительных материалов при использовании методов термического анализа 

Введение
1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований
1.1 Контроль строительных материалов перед испытаниями на
пожарную опасность.
1.2 Методы исследования воспламеняемости и горючести строительных материалов
1.3 Оценка теплофизических и термохимических характеристик процесса разложения строительных материалов
1.4 Методы прогноза пожарной опасности строительных материалов
1.5. Цель и задачи исследования Постановка исследований.
2. Идентификационный анализ строительных материалов
перед испытаниями на пожарную опасность
2.1 Ароматизированная установка для проведения
идентификационного контроля
2.2 Методика проведения идентификационного контроля
2.3 Представление и оценка результатов испытаний.
3. Оценка характеристик, влияющих на пожарную опасность, строительных материалов при идентификационном анализе
3.1 Теплофизические характеристики строительных материалов.
3 2 Термохимические характерне гики процесса разложения
строительных материалов
3.3 Оценка горючести и температурных показателей воспламеняемости сгроительных материалов
4. Прогнозирование пожарной опасности сгроительных
материалов с учтом их характеристик
4.1. Использование характеристик материала в математической
модели нестационарного прогрева конструкций с огнезащитой
из вермикулита на фосфатном вяжущем.
4.2. Прогноз прогрева защитного слоя конструкции
наружного утепления.
5. Выводы.
6. Литература.
Приложение 1 Характерные термогравиметрические кривые
строительных материалов.
Приложение 2 Внедрение результатов диссертационной работы
Обозначения
Т температура дымовых газов, К
Т1 температура обогреваемой поверхности, К
Т2 температура массива твердого топлива за зоной прогрева 6, К
Ттах максимальная температура пламени, К
Т3 текущее значение температуры нагрева, К
Тср усредненное значение температуры нагрева, К
Тк конечное значение температуры нагрева, К
Тизл температура излучаемой поверхности, К
Тозр температура поверхности образца, К
ТВ.Т0 температуры , соответственно воспламенения материала и в
начальный момент нагрева окружающей среды, К
Тз температура начала испарения кипения воды, К
Тг, Тху, температуры газовой среды и поверхности, К
Тх, Те температура необогреваемой поверхности и окружающей среды, К
Т1ДО температуры обогреваемой поверхности образца, измеренное
при испытании по времени, К
Тш, расчетные значения температуры в той точке, расположенной
внутри исследуемого образца на границе между образцом и
подложкой с известными теплофизическими характеристиками, К
Т,ш значение температуры в I той точке, замеренные при
экспериментах К
ДТ повышение температуры образца, К
Б, степень повреждения по длине,
Бм степень повреждения по массе,
КИ кислородный индекс материала,
КИД допустимое значение кислородного индекса, обеспечивающее
пожарную безопасность и определенное по результатам полномасштабных опытов но оценке горючести данного материала в конкретных условиях эксплуатации,
Ф пористость,
К массовая доля конденсированного остатка,
х масса образца, вступившая в реакцию,
i текущее значение потери массы,
шср среднее значение потери массы,
шк конечное значение потери массы,
время, с
продолжительность самостоятельного горения, с
время, задержки воспламенения материала, с
время облучения датчика, с
x время достижения максимального тепловог о потока, с плотность суммарного теплового потока, кВтм
i плотность падающего лучистого теплового потока, кВтм
плотность конвективного теплового потока , кВтм
плотность поглощенного эффективного лучистого тепловог о
потока, кВтм
плотность лучистого теплового потока, излучаемого внутренней
поверхностью печи термоаналитической установки, кВтм2 6 плотность лучистого теплового потока за счет собственного
излучения образца, кВтм
Явизл плотность лучистого теплового потока от излучателя, кВтм
плотность лучистого теплового потока от контактного источника
воспламенения материала, кВтм плотность лучистого теплового потока ,при котором происходи т
самовоспламенение материала, кВтм
плотность лучистого теплового потока, при котором происходит
воспламенение материала, кВтм
сыЛ количество тепла, выделяемого при горении материала в единицу времени, кВтм
сшах максимальная плотность теплового потока за время развития пожара, кВтм
с результирующие потоки излучения тых изотермических
площадей, ограничивающих воздушные полости отверстия, кВтм
скг условная интенсивность тепловыделения, Кх с
0 низшая удельная теплота сгорания вещества, Джкг
г тепловой эффект фазового перехода водапар, Джкг
Овыд количество тепла выделяемое при горении материала, Джкг
Ообр теплоты превращения или реакции образца, Джкг
р количество тепла, проходящее от изотермической поверхности с температурой Т к изотермической поверхности с
температурой Т2, Джм
СЫ подведенное к материалу количество тепла, Джм
Ообр количество тепла, выделившегося за счет собственного излучения
образца, Джм
Ср удельная изобарная теплоемкость, средняя для температурного интервала, Джкгград
объемная теплоемкость, Джкгград
см теплоемкость материала датчика, Джктград
с теплоемкость теплоизоляции, Джкгград
Ху. суммарная теплопроводность, Втмград
X эффективная теплопроводность материалов, Вт мград
Хсг эффективная теплопроводность воздуха пара, учитывающая
естественную конвекцию, Вт мград
Хп теплопроводность теплоизоляции, Втмград аа, ае коэффициент конвективной теплоотдачи соответственно от газовой среды огневой печи или горящего помещения к обогреваемым поверхностям, и от необогреваемой поверхности подложки к окружающей среде рассматриваемой системы,
Втм2 град
Аг, Ае коэффициент лучистого теплообмена соответственно между газовой средой огневой печи или аварийного помещения и обогреваемыми поверхностями, и между необогреваемой поверхностью и окружающими поверхностями рассматриваемой системы, Втм2 град а коэффициент температуропроводности, м2с
т обр масса реагирующего образца, кг щ0, шТ, Шк начальное, текущее и конечное значение массы реаг ирующего образца, кг р плотность, кгм
р0 начальная плотность образца, кгм
рм плотность материала датчика, кгм
ра плотность теплоизоляции, кгм
ш массовая скорость фильтрации, кгс
М массовая скорость выгорания, кгс
тк т массовые скорости конденсации и испарения, кгс
т объемная скорость термического разложения, кгм с
М, удельная скорость выгорания в I момент времени, кгм2 с
Я, объемная мощность выделения массы на 3стадии процесса
дегидратации, кгм3 с
Як объемная мощность выделения массы при конденсации пара, кгм3 с
рп динамическая вязкость пара, кгм с
объемная мощность выделения поглощения теплоты при
термическом разложении материала, Джм3с
К калибровочный коэффициент, ДжСс
Ьт скорость нагрева датчика, Сс
Сг расход газа через нагревательную камеру, млмин
и скорость распространения огня, мс
ОоТр0р коэффициент диффузии пара, м2с
О0 коэффициент диффузии при нормальных условиях, м2с
1аи длина зоны прогрева реакционная зона, м
А толщина термически тонкого материала, м
5 глубина прогрева, м
п ,7 приведенный диаметр очаг а пожара, м
II высота помещения, м
с1 обр диаметр образца, м
Ь обр толщина образца, м
8 и 2 заданные толщины огнезащиты и подложки, м
8М толщина образца, м
х., хШ1 координаты наружной поверхности огнезащиты и границ между слоями из материалов с различными теплофизическими характеристиками, м
Г оср излучающая поверхность образца, м
Г поверхность образца подверженная тепловому воздействию, г
Р площадь очага пожара, м
к коэффициент ослабления газовой среды в объеме факела, м
р давление пара, Па
Ро нормальное давление, Па
М молекулярная масса
ХТ степень завершенности процесса термического разложения
Кф коэффициент формы образца
Ообр доля прореагировавшего образца и частота
ро функция распределения частот о,пах максимальная частота Х координата к 1.1 эмпирический коэффициент
ЕцоР безразмерная константа, зависящая от проницаемости для пор данного пористого материала
Кр массовая доля конденсированного остатка на 3 стадии процесса дегидратации
т вектор массовой скорости движения пара в проницаемой пористой среде
и нормаль к поверхности
и коэффициент переноса пара в капиллярно пористом теле
Ям коэффициент отражения поверхности датчика р коэффициент недожога
8ИЗЛ коэффициент черноты излучаемой поверхности се степень черноты окружающей среды
Сф степень черноты факела пламени
Ви число Бугера
Ре и8а аналог числа Пекле
Введение
Актуальность


Это тем более важно, что имеются неоднократные случаи несоответствия рецептур строительных материалов и средств огнезащиты, поступивших на испытания сначала в виде образцов от лабораторных или опытиопромышленных партий, а в дальнейшем серийновыпускаемых многотоннажных, хотя наименование материала или огнезащитного состава, номер технических условий и его обозначение остаются одинаковыми. При этом их характеристики пожарной опасности ПО иногда отличаются друг от друга существенным образом. В большинстве случаев, поступившие на испытания образцы подвергаются визуальному осмотру, с фиксацией особенностей внешнего вида материала форма, макроструктура многослойность, количество слоев, однородность, дисперсность, толщина, цвет, а также плотность материала 1. Появляется необходимость более совершенных методов контроля качества. С г. ВНИИПО одним из основных методов контроля качества строительных материалов и средств огнезащиты является идентификация, основанная на методах термического анализа ТА 2 . Термический анализ методы в которых исследуются те или иные свойства материалов и веществ или протекающие в них физикохимические процессы в условиях программированного воздействия температуры как функции времени с использованием аппаратуры термического анализа. Термогравиметрия ТГ метод термического анализа, при котором регистрируется изменение массы образца в зависимости от температуры времени нагрева в заданной среде с регулируемой скоростью. Термогравиметрия по производной метод, позволяющий получить первую ДТГ или вторую ДДТГ производную термогравиметрической кривой но времени температуре нагрева. Дифференциальнотермический анализ ДТЛ метод, позволяющий регистрировать разность температур АТ исследуемого образца и эталона инертное вещество в зависимости от времени температуры нагрева. Дифференциальнотермический анализ по производной ДДТАметод, позволяющий регистрировать первую производную кривой ДТА в зависимости от времени температуры нагрева. Дифференциальносканирующая калориметрия ДСК метод, позволяющий регистрировать энергию АН, необходимую для выравнивания температур исследуемого образца и эталона в зависимости от времени температуры нагрева. В качестве одного из методов инструментальной идентификации применяется наиболее досту пный, имеющийся в наличии, обладающий самыми широкими возможностями это методы ТА 2 . Экспериментальная идентификация методами ТА осуществляется на основе сравнения термоаналитических идентификационных показателей материала с исходными базовыми контрольными . Идентификация по пожарной опасности не претендует на установление полной идентичности материалов, в частности, по цвету хотя обратная задача часто бывает важна или какимлибо специальным свойствам, например прочности на изгиб или растяжение, санитарногигиеническим свойствам, связанными с опасными микропримесями, токсикантами, и др. Рассматривается отсутствие изменений компонентов состава и технологии изготовления материала, влияющие на пожарнотехнические характеристики. Для получения базовых показателей проводят первичную идентификацию входной контроль с применением термического анализа . Применение ТА для целей идентификации, в том числе для целей сертификации осуществлена в многочисленных выполненных сертификационных и исследовательских работах более 0 материалов в год в т. ТА широко применяется в различных областях техники для изучения процессов терморазложения материалов. Метод позволяет определять целый ряд физикохимических и термохимических показателей, а также получать информацию о механизме действия ингредиентов на процессы пиролиза и термоокислительной деструкции материалов . Данные ТА позволяют более точно управлять процессами разложения веществ и материалов, снижать их воспламеняемость и дымообразующую способность. Во всем многообразии применения методов термического анализа идентификация веществ играет важную роль и проводится на основании качественного и количественного сравнения термоаналитических зависимостей, полученных в строго регламентированных условиях программированного нагрева. ТГ, ДТГ, ДТА, получаемых при испытаниях. На рис. ТА кривые образца древесины сосны. Рис.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.203, запросов: 228