Экспериментальное исследование и численное моделирование распространения пламени по поверхности пластины ПММА

Oleg P. Korobeinichev, Ilya Gerasimov, Мунко Баторович Гончикжапов, A. G. Tereshchenko, Роман Кириллович Глазнев, Станислав Альбертович Трубачев, Andrey G. Shmakov, Alexander Paletsky, A. I. Karpov, Artem A. Shaklein, A. Kumar, Vasudevan Raghavan

Результат исследования: Научные публикации в периодических изданияхстатья

Аннотация

Введение. Полимерные материалы находят широкое применение, поэтому актуальной задачей является разработка модели горения полимеров для предсказания их поведения при пожаре и снижение горючести. Данная работа посвящена экспериментальному и численному исследованию распространения пламени по поверхности горизонтально и вертикально расположенных пластин полимера в неподвижном воздухе. Методика. Объектом исследования был литой полиметилметакрилат (ПММА). Экспериментальные исследования были сфокусированы на измерении пространственных распределений концентраций веществ и температуры в газовой фазе. Температура измерялась с помощью микротермопар (размером 50 мкм). Для измерения пространственного распределения концентраций веществ в пламени использовалась зондовая масс-спектрометрия. Результаты и обсуждение. В пламени были идентифицированы основные компоненты, включая метилметакрилат (MMA), O2, CO2, H2O, N2, C2H4 (этилен), C3H6 (пропилен), и измерены их профили концентраций на разных расстояниях от фронта пламени. Установлено, что химическая структура пламени находится в хорошем согласии с тепловой структурой; размер «темной зоны» пламени, в которой температура вблизи поверхности полимера минимальна, хорошо коррелирует с размером свободной от кислорода зоны. Были также измерены такие характеристики горения, как массовая скорость выгорания, линейная скорость распространения пламени, ширина зоны пиролиза и распределение температуры в конденсированной фазе. На основе экспериментальных результатов были определены плотности кондуктивного и радиационного тепловых потоков от пламени к поверхности полимера. Расчет плотности радиационного потока выполнен в предположении оптически тонкой модели. Проведено моделирование распространения пламени по горизонтальной поверхности ПММА с помощью двумерной сопряженной ламинарной модели горения, учитывающей одностадийные реакции в газовой и конденсированной фазах. Моделирование распространения пламени по вертикальной поверхности ПММА проводилось с помощью экономичной модели в программном пакете FDS. Заключение. Показано, что разработанная модель хорошо описывает такие параметры, как массовая скорость горения, скорость распространения пламени, а также распределение температуры и концентраций веществ вблизи фронта пламени
Переведенное названиеAn experimental study and numerical simulation of flame spread over surface of PMMA slab
Язык оригиналарусский
Страницы (с-по)15-28
Число страниц14
ЖурналПожаровзрывобезопасность
Том28
Номер выпуска4
DOI
СостояниеОпубликовано - 2019

ГРНТИ

  • 81 ОБЩИЕ И КОМПЛЕКСНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕХНИЧЕСКИХ И ПРИКЛАДНЫХ НАУК И ОТРАС-ЛЕЙ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА
  • 81.92 Пожарная безопасность

Fingerprint Подробные сведения о темах исследования «Экспериментальное исследование и численное моделирование распространения пламени по поверхности пластины ПММА». Вместе они формируют уникальный семантический отпечаток (fingerprint).

  • Цитировать

    Korobeinichev, O. P., Gerasimov, I., Гончикжапов, М. Б., Tereshchenko, A. G., Глазнев, Р. К., Трубачев, С. А., Shmakov, A. G., Paletsky, A., Karpov, A. I., Shaklein, A. A., Kumar, A., & Raghavan, V. (2019). Экспериментальное исследование и численное моделирование распространения пламени по поверхности пластины ПММА. Пожаровзрывобезопасность, 28(4), 15-28. https://doi.org/10.18322/PVB.2019.28.04.15-28