Palotutkimuksen päivät 2009 - Pelastustieto

näytteiden Laitteen palotehon näytteiden yläraja palotehon on arviolta yläraja enintään on arviolta 100 kW, enintään yleensä 100 alle kW, 20 yleensä kW, ja alle 20 kW, ja
a korvausilman vastaava virtaus korvausilman alle 0,3 virtaus m/s, yleensä alle 0,3 alle m/s, 50 yleensä mm/s. Koska alle 50 lämmitys mm/s. Koska on päällä lämmitys on päällä
okeen myös aikana, kokeen tarvitaan aikana, tietty tarvitaan ilmavirtaus tietty lämmitysvastuksien ilmavirtaus lämmitysvastuksien ylikuumenemisen ylikuumenemisen
eksi, ja mainittu estämiseksi, 0,3 m/s ja mainittu on arvioitu 0,3 m/s riittäväksi. on arvioitu riittäväksi.
. Ilman kierto Kuva 2. a) Ilman lämmitysvaiheen kierto a) lämmitysvaiheen aikana, b) kokeen aikana, aikana b) korvausilman kokeen aikana sisäänotto korvausilman sisäänotto
skanavan lämmityskanavan yläosasta ja palamistuotteiden yläosasta ja palamistuotteiden poisto koekanavan poisto yläosasta, koekanavan ylempi yläosasta, ylempi
yhdistävä kanavia aukko yhdistävä on suljettu. aukko Alkuperäiset on suljettu. piirustukset Alkuperäiset Protoshop piirustukset Oy. Protoshop Oy.
teessa ilma lämmitetään sähkövastuksilla ja
kierrätetään puhaltimella lämmittäen pystysuoraan
ripustettua näytettä haluttuun lämpötilaan.
Näytteen alaosa sytytetään propaanikaasuliekillä
kokeen alussa, ja liekin leviämistä
ylöspäin seurataan termopareilla näytteen
pinnan välittömässä läheisyydessä. Tässä
3
3
esitellään laitteen rakennetta ja toimintaa sekä
koetuloksina liekin leviämisnopeutta lämpötilan
funktiona sylinterimäisillä koivupuunäytteillä
ja PVC-kaapelinäytteillä.
tauksen Ilmavirtauksen tasasuuntaamiseksi tasasuuntaamiseksi on laitteen alaosan on laitteen mutkan alaosan jälkeen mutkan asennettu jälkeen kuvan asennettu 3 kuvan 3
en yksikkö, mukainen joka koostuu yksikkö, hunajakennosta, joka koostuu hunajakennosta, jonka solun pituus jonka solun 50 mm pituus ja halkaisija on 50 mm 5 ja halkaisija 5
hden 1 mm, kahden teräsverkon 1 mm välissä. teräsverkon Ilmavirtauksen välissä. Ilmavirtauksen nopeus mitataan nopeus kaksisuuntaisella mitataan kaksisuuntaisella
LIEKINLEVIÄMISEN TUTKIMUS-
LAITTEEN TOTEUTUS
Liekinleviämisen tutkimuslaitteen toteutus,
käyttöönottokokeet ja ensimmäiset koesarjat
on esitetty yksityiskohtaisessa raportissa [1].
Tässä esitetään raportin pääkohdat.
LaiTTeen rakenne
Tutkimuslaitteen rakenne on esitetty kuvassa
1. Noin kolme metriä korkea laite on kiinnitetty
massiiviseen tukikehikkoon saranalla,
joka mahdollistaa kokeita sekä pysty- että
vaaka-asennossa (kuva 1a). Laitteessa on teräsputkirunko,
0,5 mm paksut teräslevyt ulko-
ja sisäpintoina ja niiden välissä 100 mm
paksu Kaowool-lämpöeristekerros. Laite on
teräslevyllä jaettu kahteen osaan, lämmitysja
koekanavaan (0,30 m x 0,33 m), jotka ovat
yhdistettynä toisiinsa laitteen ylä- ja alaosassa.
Yläosan yhdyskanava on suljettavissa. Kanavien
etupuolella on vastaavasti lämpöeristetty
ovi, lämmityskanavan yläosassa ilman sisäänottoaukko
ja koekanavan yläosassa palamistuotteiden
poistoaukko. Molemmat aukot
ovat suljettavissa. Lämmityskanavan yläosassa
on puhallin ja 7 kW:n lämmitysvastus. Koekanavassa
on näyte tukitelineessä, pystysuora,
ja vaakasuora termoparirivi ja propaanipoltin
Kuva 2. Ilman kierto a) lämmitysvaiheen aikana,
b) kokeen aikana korvausilman sisäänotto
lämmityskanavan yläosasta ja palamistuotteiden
poisto koekanavan yläosasta,
ylempi kanavia yhdistävä aukko on suljettu.
Alkuperäiset piirustukset Protoshop Oy.
sytytyslähteenä. Koekanavan alaosassa on lisäksi
kaasuvirtauksen tasasuuntaaja.
Ilman virtausnopeus (puhaltimen pyörimisnopeus)
säädetään Commander SK -taajuusmuuttajalla,
ja lämmitys ohjataan Drews
R 1140 -lämmityksen säätäjällä. Kaikki kytkennät
ja ohjaustoiminnot sijaitsevat ohjausyksikössä
laitteen ulkoseinässä.
Lämmitysvaiheessa ilman sisäänottoaukko
ja palamistuotteiden poistoaukko ovat kiinni,
yläosan yhdyskanava on auki ja ilma kiertää
laitteessa mahdollisimman suurella nopeudella
lämmittäen näytettä (kuva 2a). Kokeen aikana
korvausilmaa tuodaan laitteeseen lämmityskanavan
yläosan aukosta, palamistuotteet
poistuvat koekanavan kattoaukon kautta
ja laitteen yläosan yhdyskanava on kiinni
(kuva 2b).
Laitteen näytteiden palotehon yläraja on
arviolta enintään 100 kW, yleensä alle 20
kW, ja vastaava korvausilman virtaus alle 0,3
m/s, yleensä alle 50 mm/s. Koska lämmitys
on päällä myös kokeen aikana, tarvitaan tietty
ilmavirtaus lämmitysvastuksien ylikuumenemisen
estämiseksi, ja mainittu 0,3 m/s on
arvioitu riittäväksi.
Ilmavirtauksen tasasuuntaamiseksi on laitteen
alaosan mutkan jälkeen asennettu kuvan
3 mukainen yksikkö, joka koostuu hunajakennosta,
jonka solun pituus on 50 mm ja
halkaisija 5 mm, kahden 1 mm teräsverkon
välissä. Ilmavirtauksen nopeus mitataan kaksisuuntaisella
virtausanturilla kytkettynä paine-erolähettimeen.
Anturi sijaitsee alemman
teräsverkon ja hunajakennon välissä.
näyTeTeLine ja TermoPariT
Kaksi metriä pitkä näyte on yläosasta ripustettu
näytetelineeseen (kuva 4). Terävät pidikkeet
250 mm välein pystysuunnassa pitävät
näytteen keskellä kanavaa. Liekin leviämistä
ylöspäin seurataan 0,25 mm K-tyypin termopareilla
T1...T19 keraamisissa eristeputkissa
teräsputkien suojaamina. Termoparit
asetetaan koskettamaan näytteen pintaa 100
mm välein pystysuunnassa. Liekin leviämisen
mittaamisen lisäksi yritettiin mitata vaakasuora
lämpötilaprofiili 0.25 mm K-tyypin
termopareilla eristeputkissa kiinnitettynä 3
mm teräslevyyn (kuva 4a). Rakenne osoittautui
kuitenkin häiriöalttiiksi eikä vaakasuoria
lämpötilajakaumia saatu tässä vaiheessa.
SyTyTySLähde
Näyte sytytetään alhaalta propaanipoltinhehkulankayhdistelmällä.
Poltin muodostuu
kierukkamuotoon taivutetusta 6 mm:n teräsputkesta,
jonka toinen pää on suljettu ja jonka
yläpintaan on porattu 1,5 mm:n reikiä 10
mm:n välein. Poltin sytytetään kierukkamuotoisella
hehkulangalla polttimen yläpuolella.
Propaanivirtausta seurataan rotametrillä. Järjestelmä
on esitetty kuvassa 5, polttimen halkaisija
on tässä rajoitettu 30 mm:iin.
LIEKINLEVIÄMISKOKEET
Kaksi koesarjaa suoritettiin, sylinterimäisillä
koivupuunäytteillä ja MMJ 4 x 1,5 mm 2
PVC-kaapelinäytteillä.
kokeiden SUoriTUS
virtausanturilla kytkettynä paine-erolähettimeen. Anturi sijaitsee alemman teräsver
hunajakennon välissä.
Liekinleviämiskokeen alussa kuuma ilma
Kuva 3. Virtauksen tasasuuntaaja Kuva 3. Virtauksen tasasuuntaaja koekanavan koekanavan alaosassa. Alkuperäinen piirustus Protoshop piirustus Oy. Protosh
Näyteteline ja termoparit
Palotutkimuksen Päivät 2009 49