Palotutkimuksen päivät 2009 - Pelastustieto

Kuva 6. Pystysuoran termoparirivin lämpötilat sylinterimäisen kuivatun koivunäytteen
liekinleviämiskokeessa. Koekanavan keskimääräinen lämpötila sytytyshetkellä oli 181 o C.
11.1.2008 FS6, Koivu 7.8 mm, Tkesk = 181 C
T1 [C]
11.1.2008 FS6, Koivu 7.8 mm, T kesk = 181 C
T2 [C]
800
T3 [C]
2000
T4 [C]
700
1800
T5 [C]
y = 25.512x - 40299
T6 [C]
1600
600
T7 [C]
1400
500
T8 [C]
T9 [C]
1200
400
T10 [C]
1000
T11 [C]
800
300
T12 [C]
T13 [C]
600
200
T14 [C]
400
T15 [C]
100
T16 [C]
200
T17 [C]
0
Koetuloksia 0
T18 [C]
1540 1560 1580 1600 1620 1640 1660
1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 T19 [C]
Taulukossa 1 ja kuvassa 8 esitetään koivupuukoesarjan näytteitä ja tuloksia. Liekin
Aika (s)
leviämisnopeus riippuu karkeasti eksponentiaalisesti ympäristön alkulämpötilasta. Kokeet
Aika (s)
FS2 ja FS3 suoritettiin laboratoriotilassa säilytetyillä näytteillä ilman kuivatusta, kokeissa
FS4...FS6 näytteet kuivuivat osittain lämmityksen aikana ennen sytytystä ja kokeissa
Kuva 6. Pystysuoran termoparirivin lämpötilat
FS7...FS11 näytteet kuivatettiin laitteessa 105 o sylinterimäisen kuivatun koivunäytteen
C:n lämpötilassa.
Kuva 7. Liekkirintama ajan funktiona sylinterimäisen kuivatun koivunäytteen
liekinleviämiskokeessa. Kuva 6. Pystysuoran Koekanavan termoparirivin keskimääräinen lämpötilat sylinterimäisen sytytyshetkellä oli kuivatun 181 o C.
liekinleviämiskokeessa.
Kuva 7. Liekkirintama
Sovitetun
ajan
suoran
funktiona
kulmakerroin
sylinterimäisen
antaa liekin
kuivatun
leviämisnopeuden.
koivunäytteen
Kuvassa 8 on myös esitetty MMJ-kaapelikoesarjan tulokset. Kaapelin vaippa- ja
koivunäytteen liekinleviämiskokeessa. Koekanavan keskimääräinen
eristemateriaali on PVC. Kokeita suoritettiin lämpötila-alueella 22...187 o C:ssa. Koesarjaa ei
lämpötila jatkettu korkeimpiin sytytyshetkellä lämpötiloihin, oli koska 181 kaapelimateriaalin C.
pehmeneminen ja sulaminen
tekee kokeen suorittamisen 11.1.2008 epävarmaksi. FS6, Koivu 7.8 mm, T kesk = 181 C
Taulukko 2000 1. Liekinleviämiskokeita sylinterimäisillä koivunäytteillä, nimellishalkaisija 8 mm.
liekinleviämiskokeessa. Sovitetun suoran kulmakerroin antaa liekin leviämisnopeuden.
7
1800
Koe Halkaisija Arvioitu kosteus Koekanavan lämpötila y = 25.512x Liekinleviämisnopeus
(mm/s)
- 40299
1600 (mm) sytytyshetkellä sytytyshetkellä ( o C)
Koivu, pyörörima, 8 mm ja PVC-kaapeli MMJ 4x1,5 mm 2
1400 (massa %)
FS2 1200 7.8 5.6 22 6.4
70
1000
FS3 800 7.8 6.0 26 6.5
60 Koivu, osittain kuivattu
FS4
600
7.9 2.6 97 8.4
Koivu, kuivattu
50
400
MMJ
FS5 200 7.9 2.4 142 13.5
40
0
FS6 7.8
1540
2.3
1560
181
1580 1600
25.5
1620 1640 1660 30
FS7 8.0 kuiva 32 Aika (s) 10.6
20
FS8 7.7 kuiva 162 21.7
Kuva 7. Liekkirintama ajan funktiona sylinterimäisen kuivatun koivunäytteen
liekinleviämiskokeessa. Sovitetun suoran kulmakerroin antaa liekin leviämisnopeuden.
FS9 8.0 kuiva 197 25.5
10
0
FS10 7.8 kuiva 233 48.2
0 50 100 150 200 250 300
Lämpötila (C)
Korkeus (mm)
FS11 7.9 kuiva 271 7
61.5
Liekin leviämisnopeus (mm/s)
Korkeus (mm)
Lämpötila ( o C)
Taulukko 1. Liekinleviämiskokeita sylinterimäisillä koivunäytteillä,
nimellishalkaisija 8 mm.
KIITOKSET
Tutkimustyön rahoittajina ovat olleet Valtion
ydinjätehuoltorahasto (VYR) ja VTT. Protoshop
Oy suoritti yksityiskohtaisen suunnittelun
ja rakensi laitteen.
LÄHDELUETTELO
1. Mangs, J. A new apparatus for flame
spread experiments. VTT Working Papers
112. Espoo 2009. 51 p. + App. 28 p. http://
www.vtt.fi/publications/index.jsp.
2. Mangs, J., Keski-Rahkonen, O. & Hostikka,
S. 2006. Vertical flame spread. Development
of and experiments on small and
medium scale test rigs. VTT Building and
Transport. POTFIS 1.1 + 2.1 work report
for year 2005 (internal unpublished report).
110 p.
8
Liekin leviämisnopeus (mm/s)
12
10
8
6
4
2
Kuva 8. Koivu- ja MMJ-kaapelinäytteiden liekinleviämisnopeus lämpötilan funktiona.
Kuva 8. Koivu- ja MMJ-kaapelinäytteiden liekinleviämisnopeus lämpötilan funktiona.
Uudessa liekinleviämislaitteessa näyte on kapeahkossa kanavassa ja kokeen aikana kanavassa
on pieni ilmavirtaus. Tämän vaikutusta on arvioitu vertaamalla vapaassa tilassa tehtyjen
kokeiden tuloksiin [2]. Kuvassa 9 esitetään sylinterimäisten koivunäytteiden koetuloksia
huoneenlämpötilassa. Vapaan tilan kokeet tehtiin 0,8 m pituisilla koivunäytteillä, jotka oli
kuivatettu lämpökaapissa, asennettu näytetelineeseen ja sytytetty. Tämän prosessin aikana
lämpökaapista Koivunäytteitä otettujen kuivien 2 m näytteiden laitteessa kosteuspitoisuus ja vapaassa tilassa nousi arviolta yhteen prosenttiin.
Uudessa laitteessa koetuloksia on sekä näytteestä jonka kosteus on noin 6 % että kuivasta
näytteestä. Vapaan tilan koetulokset asettuvat näiden pisteiden väliin. Kuvan 9 tulokset ovat
johdonmukaisia eikä ilmavirtauksen vaikutus ole huomattava.
vapaa tila, l = 0.8 m, kosteus ~ 1%
2 m laite, kosteus ~ 6%
2 m laite, kuivattu
0
0 2 4 6 9 8 10 12
Näytteen halkaisija (mm)
Kuva 9. Sylinterimäisten koivunäytteiden liekinleviämisnopeus huoneenlämpötilassa uudessa uudessa laitteessa
ja vapaassa ja vapaassa tilassa. Näytteiden tilassa. pituus Näytteiden vapaassa tilassa pituus 0.8 m, vapaassa liekinleviämislaitteessa tilassa 0.82 m. m,
laitteessa
liekinleviämislaitteessa 2 m.
JOHTOPÄÄTÖKSET
Palotutkimuksen Päivät 2009 51