47002000Koivu,600Koivu, T ka = 197 o C(T kae = 197 o C1600o 500)y = 23,4x - 1846,9my = 25,6x - 697,4tila4001200ö(mpsm 300uäe 800L 200rkoK400100sytsam000 20 40 60 80 100 120 1400 20 40 60 80 100 120 140 160Aika kaasupolttimen sytyttämisestä (s)Aika kaasupolttimen sytyttämisestä (s)Taulukko 1. Liekinleviämiskokeiden pääpiirteet. Kaapelinäytteille on ilmoitettu johtimiena)b)lukumäärä x poikkipinta-ala.NäyteHalkaisija LämpötilaaluePropaanipolttimen(mm)(ºC) teho (W) kesto(min)Koivu, pyörörima 8 22–271 200 1–1,5PVC kaapeli MCMK 4 × 1,5 13 23–188 520–600 1,7–6,2mm 2PVC kaapeli MCMK 4 × 6 18,5 23–195 520–600 1,7–6,2mm 2Taulukko 1. Liekinleviämiskokeiden c) pääpiirteet. Kaapelinäytteille on ilmoitettu johtimienKoivupuu- Kuva 1. Liekin leviäminen sylinterimäisellä koivupuunäytteellä. a) lämpötila-aika käyriä, b)lukumäärä ja x poikkipinta-ala.PVC-kaapelinäytteiden liekin leviämisnopeuden ja näytteen palavan osuudenriippuvuus suorien ympäristön sovitus syttymisen lämpötilasta (syt) ja sytyttämishetkellä sammumisen (sam) korkeus-aika esitetään kuvissa kaavioihin, 2 ja c) 3. näytteen Ilmavirtauspalava osuus ajan funktiona.laitteessa Näyte säädetään pienemmäksi Halkaisija ennen näytteen Lämpötilaaluepuolella (ºC) ilmoittaa teho laitteen (W) maksimi- kesto jasytyttämistä, minkä Propaanipolttimenaikana ympäristöjäähtyy hieman. Kuvan 2 jana pisteiden (mm) oikeallasytyttämislämpötilojen Liekinleviämiskokeiden erotuksen. tuloksia Pystysuorat virhejanat PVC-kaapelille ilmoittavat (min) näillemääritetyn Koivu, pyörörima liekin leviämisnopeuden mittaustarkkuden 8 22–271 ± 10 %. Korkeimmissa 200 lämpötiloissa 1–1,5sekä PVC koivupuu- Liekinleviämiskokeita kaapeli MCMK että PVC-kaapelinäytteet 4 × suoritettiin 1,5 sylinterisymmetrisillä 13 paloivat 23–188 samanaikaisesti koivupuunäytteillä 520–600 koko sekä pituudeltaan, MCMK 1,7–6,2 ts.syttymisrintama mm 2 sähkökaapeleilla saavutti joiden näytteen eriste- ja yläpään vaippamateriaali ennen on alaosan PVC-muovia. sammumista. Näytteet, lämpötila-alueetNäissä tapauksissaja propaanipolttimen teho ja kesto esitetään taulukossa 1. Koivunäytteet oli joko säilytettypalava PVC osuus kaapeli on MCMK merkitty 4 × 6 näytteen 18,5 koko pituudeksi 23–195 2 m, vaikkalaboratoriotilassa ilman kuivatusta (kosteus 6 %) tai kuivatettu 105 o 520–600 pitemmän 1,7–6,2 näytteenC:n lämpötilassa ennentapauksessa mm 2 kokeen palava alkua. osuus Alun perin olisi todennäköisesti 6 % kosteuden näytteet pitempi. kuivuivat osittain kosteuteen 2,3-2,6 %esilämmityksessä 97-181 o C lämpötilaan. Kaapelikokeet suoritettiin näytteillä jotka oliLiekin säilytetty leivämisnopeuden laboratoriotilassa riippuvuus ilman ympäristön kuivatusta. Kaapelinäytteet lämpötilasta on vaativat karkeasti hieman eksponentiaalinensuuremmansekä koivupuulle sytytystehon kuin että koivupuunäytteet. PVC-kaapelille. Kaapelimateriaali Koska palava pehmeni osuus päätellään ja muutti muotoaan liekin noin leviämisestä, 200samaKoivupuulämpötilariippuvuuso C lämpötilassa ja PVC-kaapelinäytteiden laboratoriouunikokeissa, on nähtävissä.liekinPVC-kaapeli minkä leviämisnopeuden takia kaapelien MCMKja liekinleviämiskokeita 4x6näytteenmm 2 palavannäytteen ei osuudentuloslämpötilassariippuvuus suoritettu ympäristön131yli 195 o C o Conlämpötilasta lämpötilassa.hiemansytyttämishetkelläyleisen trendin ulkopuolella,esitetään kuvissamikä2 jasaattaa3. Ilmavirtausjohtuaepäsymmetrisestälaitteessa säädetäänsyttymisrintamasta.pienemmäksi ennen näytteen sytyttämistä, minkä aikana ympäristöjäähtyy hieman. Kuvan 2 jana pisteiden oikealla puolella ilmoittaa laitteen maksimi- jasytyttämislämpötilojen 70erotuksen. Pystysuorat virhejanat PVC-kaapelille ilmoittavat näille30määritetyn Koivu, liekin halk. 8 leviämisnopeuden mmmittaustarkkuden ± 10 %. Korkeimmissa lämpötiloissa60PVC kaapeli MCMKsekä koivupuu- että PVC-kaapelinäytteet paloivat 25 samanaikaisesti koko pituudeltaan, ts.50 Osittainsyttymisrintama saavutti näytteen yläpään ennen alaosan4 x 1.5sammumista.mm2kuivattuNäissä tapauksissa20 4 x 6 mm2palava 40 osuus Kuivattu on merkitty näytteen koko pituudeksi 2 m, vaikka pitemmän näytteentapauksessa 30 palava osuus olisi todennäköisesti 3 pitempi. 15Liekin leviämisnopeus (mm/s)Liekin leivämisnopeuden riippuvuus ympäristön lämpötilasta on karkeasti eksponentiaalinensekä10koivupuulle että PVC-kaapelille. Koska palava 5 osuus päätellään liekin leviämisestä,sama 0 lämpötilariippuvuus on nähtävissä. PVC-kaapeli MCMK 4x6 mm 2 näytteen tuloslämpötilassa 131o 00 50 100C 150 on hieman 200 250 yleisen 300 trendin ulkopuolella, mikä saattaa johtua0 50 100 150 200 250Ympäristön lämpötila kaasupolttimenepäsymmetrisestä syttymisrintamasta.70Koivu, halk. 8 mma)30b)60PVC kaapeli MCMK25Kuva 502. Liekin Osittain leviämisnopeus 2 m pitkillä pystysuorilla näytteilla 4 x 1.5 mm2 ympäristön lämpötilankuivattu20 4 x 6 mm2funktiona 40 a) koivupuurima,Kuivattuhalkaisija 8 mm, b) PVC kaapeli MCMK.Liekin leviämisnopeus (mm/s)20302010sytyttämishetkellä ( o C)esitetään 0 kuvassa 1b oikeanpuoleinen käyrä tymisrintama saavuttaa näytteen yläosan, palavaosuus pienenee.40lämpötilakriteerillä 0 50 100 500 oC. 150 Vähentämällä 200 250 li-30neaarinensammumiskorkeus sytyttämishetkellä ( syttymiskorke-o Ympäristön lämpötila kaasupolttimenYmpäristön lämpötila kaasupolttimenC)sytyttämishetkellä ( o C)udesta saadaan näytteen likimääräinen palavaosuus (pituus), kuten a) kuvassa 1c. Alussa palavaosuus kasvaa, jonkun ajan kuluttua paloLiekinleviämiskokeiden b) tuloksiaKuva sammuu 2. Liekin näytteen leviämisnopeus alaosassa, ja käyrän 2 m pitkillä tasainenosuus a) kuvaa koivupuurima, tilannetta halkaisija missä vakiopitui-8 mm, b) PVC terisymmetrisillä kaapeli MCMK. koivupuunäytteillä sekäpystysuorilla Liekinleviämiskokeita näytteilla ympäristön suoritettiin lämpötilan sylin-funktionanen palava osuus nousee ylöspäin. Kun syt-MCMK sähkökaapeleilla joiden eriste- ja66 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011Liekin leviämisnopeus (mm/s)Liekin leviämisnopeus (mm/s)1015105Ympäristön lämpötila kaasupolttimensytyttämishetkellä ( o C)0 50 100 150 200 250vaippamateriaali on PVC-muovia. Näytteet,lämpötila-alueet ja propaanipolttimen tehoja kesto esitetään taulukossa 1. Koivunäytteetoli joko säilytetty laboratoriotilassa ilmankuivatusta (kosteus 6 %) tai kuivatettu105 oC:n lämpötilassa ennen kokeen alkua.Alun perin 6 % kosteuden näytteet kuivuivatosittain kosteuteen 2,3-2,6 % esilämmityksessä97–181 oC:n lämpötilaan. Kaapelikokeetsuoritettiin näytteillä jotka oli säilytettylaboratoriotilassa ilman kuivatusta. Kaapelinäytteetvaativat hieman suuremman sytytystehonkuin koivupuunäytteet. Kaapelimateriaalipehmeni ja muutti muotoaan noin200oC:n lämpötilassa laboratoriouunikokeissa,minkä takia kaapelien liekinleviämiskokeitaei suoritettu yli 195 oC:n lämpötilassa.Koivupuu- ja PVC-kaapelinäytteiden liekinleviämisnopeuden ja näytteen palavanosuuden riippuvuus ympäristön lämpötilastasytyttämishetkellä esitetään kuvissa 2 ja 3.Ilmavirtaus laitteessa säädetään pienemmäksiennen näytteen sytyttämistä, minkä aikanaympäristö jäähtyy hieman. Kuvan 2 janapisteiden oikealla puolella ilmoittaa laitteenmaksimi- ja sytyttämislämpötilojen erotuksen.Pystysuorat virhejanat PVC-kaapelilleilmoittavat näille määritetyn liekin leviämisnopeudenmittaustarkkuden ± 10 %. Korkeimmissalämpötiloissa sekä koivupuu- ettäPVC-kaapelinäytteet paloivat samanaikaisestikoko pituudeltaan, ts. syttymisrintamasaavutti näytteen yläpään ennen alaosan sammumista.Näissä tapauksissa palava osuus onmerkitty näytteen koko pituudeksi 2 m, vaikkapitemmän näytteen tapauksessa palavaosuus olisi todennäköisesti pitempi.Liekin leivämisnopeuden riippuvuus ympäristönlämpötilasta on karkeasti eksponentiaalinensekä koivupuulle että PVC-kaapelille.Koska palava osuus päätellään liekin leviämisestä,sama lämpötilariippuvuus on nähtävissä.PVC-kaapeli MCMK 4x6 mm2 näytteentulos lämpötilassa 131 oC on hiemanyleisen trendin ulkopuolella, mikä saattaajohtua epäsymmetrisestä syttymisrintamasta.LASKENNALLISET MENETELMÄTmAllin kuvausNumeerinen palosimulointi suoritettiin FireDynamics Simulator (FDS) -ohjelmistollayhdistettynä materiaalien pyrolyysimalleihin.Koelaitteen simuloinneissa laskenta-alueenalareunaan kiinnitettiin vakioilmavirtausnopeus0,3 m/s ylöspäin, ja vakiolämpötilapystysuoraan ulkoreunaan. Laskenta-alueenyläreuna jätettiin avoimeksi. Avoimen tilansimuloinneissa kaikki kolme reunaa jätettiinavoimiksi. Näyte sijoitettiin alueen keskiak-
missä n s,αβ , A s,αβ ja E s,αβ ovat kineettisiä kertoimia.kss∂rR= kg∂rε r, in−′ εσTqs ′+RKoivumateriaalissa 2,0 oletettiin tapahtuvaksi kaksi rinnakkaista reaktiota: puun muuttuminen2,5hiileksi ja kaasumaiseksi missä disteet kvapautuvat g on kaasufaasin heti kiinteästä johtavuus, kaasufaasiin,kiinteä aine ja höyrystyvät yhdisteet ovatε on pinnaKoivu, halk. 8 mm polttoaineeksi sekä kosteuden PVC muuttuminen kaapeli MCMK vesihöyryksi. Mallien1,52kineettiset jaIlmantermisetkuivaustaparametrit määritettiin geneettisellä 4 x 1.5 mm2 algoritmilla [9], joka minimoikokeellisen Pyrolyysimalli paikallisessa lämpötasapainossa, olettaa, että kaasumaisetyhdisteet eivät nesteydy ja että huokoi-Kuivattu ja laskennallisen datan välisen eron.41,5 Kineettisetx 6 mm2parametrit määritettiinhöyrystyvät yhd1,0termogravimetrisellä kokeella (TGA) typpikaasussa, missä noin 20 mg näyte lämmitetään kiinteä aine ja höyrystyvät yhdisteet ovat1tasaisella nopeudella ja samalla mitataan näytteen hajoamisesta johtuva massahäviö. Kuvassa suudella ei ole vaikutusta. Kemiallinen lähdetermion0,5yhdisteet eivät nesteydy ja että huokoisuudella4a esitetään kokeelliset ja laskennalliset TGA-käyrät 0,5 koivupuunäytteelle kahdellalämmitysnopeudella. 0,0Lämpötilariippuva ominaislämpö c0 p ja reaktiolämpö määritettiinN Nm r,αerillisellä0differentiaalipyyhkäisykalorimetrikokeella. 100 200 3000Muut termiset 50 100 parametrit 150 määritettiin200Ympäristön lämpötila kaasupolttimenq s−=′ ρs0′ αβHrr,′αβ(3)sytyttämishetkellä ( o Ympäristön lämpötila kaasupolttimenkartiokalorimetrikokeen massahäviönopeudesta. C)Koe suoritettiin 50 kW/m 2 säteilytystasollasytyttämishetkellä ( o C)α= 1 β=1sekä typessä että ilmassa. Mallisovituksen vertailu koetulokseen esitetään kuvassa 4b.Säädettävien parametrien a) lukumäärästä huolimatta sovituksen ja koetuloksen b) yhteensopivuus missä ρ s0 on alkuperäinen kerrostiheys, H r,αβon vain tyydyttävä. Syttymisaika ja keskimääräinen palamisnopeus ovat lähellä mitattuja, missä on materiaalin ρ s0 on alkuperäinen α reaktion kerrostiheys, β reaktiolämpö H r,αβ ja on materimutta Kuva ensimmäinen 3. Palava osuus huippu 2 m pitkillä massanmuutosnopeudessa pystysuorilla näytteilla on ympäristön selvästi ennustetettu lämpötilan funktiona: liian korkeaksi a) vastaava r αβ vastaava reaktionopeus reaktionopeustypessä. koivupuurima, Puun huokoisuuden halkaisija 8 mm, ja b) kuitujen PVC kaapeli kaksiulotteisuuden MCMK. kuvaaminen mallissa paremminns, αβsaattaisi edistää yhteensopivuutta. Mallin parametrit esitetään taulukossa 2. ρs,α = E −s,αβrαβAs, αβexp ρsRT0s (4)LASKENNALLISET MENETELMÄTPalava osuus (m)Palava osuus (m)Mallin kuvausmissä n s,αβ, , A s,αβ ja E s,αβ ovat kineettisiä kertoimia. kertoimia.Numeerinen palosimulointi suoritettiin Fire Dynamics Simulator (FDS) -ohjelmistolla Koivumateriaalissa oletettiin tapahtuvaksi kaksi rinnayhdistettynä materiaalien pyrolyysimalleihin. Koelaitteen simuloinneissa laskenta-alueen hiileksi Koivumateriaalissa ja kaasumaiseksi oletettiin polttoaineeksi tapahtuvaksi sekä kosteudealareunaan kiinnitettiin vakioilmavirtausnopeus 0,3 m/s ylöspäin, ja vakiolämpötila kineettiset ja termiset parametrit määritettiin geneettkaksi rinnakkaista reaktiota: puun muuttuminenhiileksi ja kaasumaiseksi kokeella (TGA) polttoaineek-pystysuoraan ulkoreunaan. Laskenta-alueen yläreuna jätettiin avoimeksi. Avoimen tilan kokeellisen ja laskennallisen datan välisen eron.termogravimetrisellä simuloinneissa kaikki kolme reunaa jätettiin avoimiksi. Näyte sijoitettiin alueentyppikaasussa, mkeskiakselille. Näytteen sisäinen lämpötila T tasaisella si sekä kosteuden nopeudella muuttuminen ja samalla mitataan vesihöyryksi.Mallien esitetään kineettiset kokeelliset ja termiset ja laskennalliset parametrit TGA-s ratkaistiin yksiulotteisesta lämmönjohtavuusyhtälöstäsuunnassa kohtisuoraan näytteen pintaa vastaan4anäytteen hajoa2,0lämmitysnopeudella. 2,5määritettiin geneettisellä Lämpötilariippuva algoritmilla [9], jokaminimoi differentiaalipyyhkäisykalorimetrikokeella. kokeellisen ja laskennallisen da-MominaislämpKoivu, halk. 8 mmPVC kaapeli MCMK∂Terilliselläs1 ∂ a) ∂Ts1,5b)2ρ css= rks qs′ ′ ′+ Ilman kuivausta4 x 1.5 mm22,0kartiokalorimetrikokeentan välisen eron. Kineettisetmassahäviönopeudesta.parametrit määritettiintermogravimetriselläKoe s∂ ∂rrt ∂2,5 4 x 6 mm2Kuivattu(1) sekä 1,5typessä että ilmassa. Mallisovituksen vertailu1,0 Koivu, halk. 8 mmPVC kaapeli MCMKSäädettävien parametrien lukumäärästäkokeella (TGA)2,0huolimatta soviKuva 4. Kokeelliset (Exp) ja laskennalliset (FDS) 1,5 tulokset2,52Ilman koivupuulle: kuivausta a) TGA1on typpikaasussa,4 x 1.5 mm2missä ρ s , c vain tyydyttävä. missä Syttymisaika noin 20 mg näyte ja keskimääräinen lämmitetäänensimmäinen tasaisella nopeudella huippu massanmuutosnopeudessa ja samalla mi-oKoivu, s ja halk. k s 8 ovat mm näytteen tiheys, ominaislämpö 0,5 ja lämmönjohtavuus. PVC kaapeli MCMK Reunaehto4 x 6 mm2lämmitysnopeuksilla 2 ja 20 K/min typpikaasussa; b) Kartiokalorimetrin Kuivattumassahäviönopeusnäytteen 1,5 pinnalla (r = R) on2muttapinta-alayksikköä kohden (MLRPUA) säteilytystasolla 50 kW/m 2 0,51,51,0Ilman kuivausta4 x 1.5 mm2.0,0typessä. tataan näytteen Puun huokoisuuden hajoamisesta ja johtuva kuitujen massahäviö.edistää Kuvassa yhteensopivuutta. 4a esitetään kokeelliset Mallin parametrit ja esitkaksiulotteisu4 x 6 mm2Taulukko 2. Koivupuun materiaalimallin parametrit.01Kuivattu1,5∂T1,0 ∂Tsaattaisig0,50 100 200 3000 50 100 150 200s4Ympäristön lämpötila kaasupolttimenksSymboli = kgr inTqsr Parametri ε ,−′ εσlaskennalliset TGA-käyrät koivupuunäytteellekahdella lämmitysnopeudella. Lämpötila-Rr ′+ Kosteus Koivupuu HiiliA∂s,x ∂Reaktion taajuustekijä R (1/s) 1 × 10 13 1sytyttämishetkellä7,513 × 10 11 ( o 0,5 Ympäristön lämpötila kaasupolttimenC)sytyttämishetkellä (- (2)o C)0,00,5E s,x Reaktion aktivoitumisenergia 1 × 10 5 1,61 × 10 5 00 100 -0,5 a)200 3000 50 100 150 200(J/mol)Ympäristön lämpötila kaasupolttimen riippuva ominaislämpö b) c p ja reaktiolämpömissä 0,0 k g on kaasufaasin johtavuus, ε on pinnan emissiivisyys ja q sytyttämishetkellä ′ , i tuleva nr säteilyvuo. (n s,x Reaktion kertaluku 1,0 3,12 o Ympäristön lämpötila kaasupolttimenC)määritettiin erillisellä differentiaalipyyhkäisykalorimetrikokeella.ympäristön lämpötilan Muut termiset funktiona: paramet-a)0-sytyttämishetkellä ( o C)0 100 200ν s,x Hiilen saantoKuva 3000,03. Palava osuus0,222 m pitkillä pystysuorilla-näytteilla0 50 100 150 200Pyrolyysimalli Ympäristön olettaa, että lämpötila höyrystyvät kaasupolttimen yhdisteet koivupuurima, vapautuvat halkaisija heti a)νkiinteästä kaasufaasiin,g,x,f Polttoaineen sytyttämishetkellä saanto ( rit määritettiin kartiokalorimetrikokeen massahäviönopeudesta.Koe suoritettiin 50 kW/kiinteä aine ja höyrystyvät yhdisteet o 0,0 0,78 Ympäristön 8 mm, lämpötila b) PVC kaapeli- kaasupolttimen MCMK.C)b)ovat paikallisessa lämpötasapainossa, sytyttämishetkellä kaasumaiset (ν g,x,w Veden saanto 1,0 0,0 -o C)yhdisteet eivät nesteydy ja että huokoisuudella ei ole vaikutusta. Kemiallinen lähdetermi onc s,x Ominaislämpö (kJ/kg⋅K) Kuva 4,19 3. Palava61,20 osuus (20 °C) 2 m pitkillä 0,76 pystysuorilla (235 °C) näytteillam2 säteilytystasollaympäristönsekälämpötilantypessä ettäfunktiona:ilmassa.a)a)LASKENNALLISET MENETELMÄTkoivupuurima, 1,36 halkaisija (180 °C) 8 mm, 0,82 b) b) (260 PVC °C) kaapeli MCMK.N NMallisovituksen vertailu koetulokseen esitetäänkuvassa 4b. Säädettävien parametrienm r,αqs−=′ ρs0′ αβHrr,′1,42 (210 °C) 0,94 (300 °C)αβMallin kuvausKuva 3. Palava α= 1 β=1 osuus 2 m pitkillä pystysuorilla näytteilla ympäristön 1,10 lämpötilan (450 °C)(3)funktiona: a)lukumäärästä huolimattaa)sovituksen ja koetuloksenyhteensopivuus on vain tyydyttävä.koivupuurima, H r,s,x Reaktiolämpö halkaisija 8 (kJ/kg) mm, b) PVC kaapeli LASKENNALLISET Numeerinen 2410 MCMK. palosimulointi 315 MENETELMÄT suoritettiin - Fire Dynamics Simulator (FDS) -ohjelmistollaPalamislämpö (kJ/kg) 0 14,5 × 10 3 -yhdistettynä materiaalien pyrolyysimalleihin. Koelaitteen simuloinneissa laskenta-alueenε v,x Pinnan emissiivisyys Mallin 0,8 0,85 0,95 Kuva Syttymisaika 4. Kokeelliset ja keskimääräinen (Exp) ja laskennalliset palamisnopeusovat lähellä mitattuja, 2 20 mutta K/min ensimmäinen typpikaasussa; b) Ka(FDS) tulok5 alareunaan kuvaus kiinnitettiin vakioilmavirtausnopeus 0,3 m/s ylöspäin, ja vakiolämpötilak s,x Lämmönjohtavuus (W/m⋅K) 0,58 0,2 (20 °C) 0,065 (20 °C) lämmitysnopeuksillaLASKENNALLISET MENETELMÄT pystysuoraan ulkoreunaan. Laskenta-alueen yläreuna jätettiin avoimeksi. Avoimen tilanNumeerinen simuloinneissa palosimulointi 0,4 kaikki (400 °C) kolme 0,2 suoritettiin (500 reunaa °C) Fire jätettiin Dynamics pinta-alayksikköä huippu avoimiksi. massanmuutosnopeudessa Simulator Näyte kohden (FDS) sijoitettiin (MLRPUA) -ohjelmistolla on alueen säteilytystasolla selvästiennustetettu yksiulotteisesta simuloinneissa liian korkeaksi lämmönjohtavuus-laskenta-alueentypessä. Puun5ρ x Tiheys (kg/m 3 ) yhdistettynä keskiakselille. 1000 materiaalien Näytteen 606 sisäinen pyrolyysimalleihin. lämpötila 133 T s ratkaistiin KoelaitteenMallin Y s,xkuvaus Alkuperäinen massaosuus alareunaan 0,01 yhtälöstä / 0,0 suunnassa kiinnitettiin 0,99 kohtisuoraan vakioilmavirtausnopeus näytteen 0,0 pintaa huokoisuuden vastaan 0,3 m/s ylöspäin, ja kuitujen ja kaksiulotteisuudenkuvaaminenvakiolämpötila(kg/kg)pystysuoraan ulkoreunaan. Laskenta-alueen yläreuna jätettiinmallissaavoimeksi.paremminAvoimensaattaisiedistää yhteensopivuutta. Mallin paramet-tilanNumeerinen palosimulointi suoritettiin simuloinneissa Fire ∂TDynamics Simulator (FDS) -ohjelmistollas1 ∂ kaikki ∂Tkolmes reunaa jätettiin avoimiksi. Näyte sijoitettiin alueenρ css= rks qs′ ′ ′+yhdistettynä materiaalien pyrolyysimalleihin. keskiakselille. ∂Koelaitteen ∂Näytteen rrt ∂simuloinneissa sisäinen lämpötila laskenta-alueenT s ratkaistiin yksiulotteisesta lämmönjohtavuusyhtälöstäsuunnassa 0,3 m/s kohtisuoraan ylöspäin, näytteen ja vakiolämpötilapintaa vastaanSimulointituloksiarit esitetään taulukossa 2.(1)alareunaan kiinnitettiin vakioilmavirtausnopeuspystysuoraanselille. Esitetyn Näytteen mallin ulkoreunaan.sisäinen validoimiseksi Laskenta-alueenlämpötila simuloitiin T s ratkaistiinyksiulotteisesta lämmönjohtavuus-ρ näytteen c onmissä koivupuunäytteiden yläreuna jätettiin liekinleviämiskokeita.avoimeksi. Avoimen tilannaislämpö ρ s , c jaslämmönjohtavuus. ja k s ovat näytteen Reunaehto tiheys, ominaislämpö ja lämmönjohtavuus. Reunaehtosimuloinneissa Syttymisrintaman kaikki sijainti jokaisessa kolme reunaa ajallisessa näytteen jätettiin ∂laskentapisteessäTspinnalla 1 ∂avoimiksi. (r = ∂TR) määritettiin s Näyte ylimpänä sijoitettiin alueenss=Simulointituloksiakeskiakselille. korkeutena missä Näytteen palamisnopeus sisäinen ylitti lämpötila 0,001 kg/m T 2 pinnalla rks(r = R) on qs′ ′ ′+∂ s s. ratkaistiin Simuloidut ∂rrt yksiulotteisesta ∂syttymisrintamasijainnit lämmönjohtavuusyhtälöstäsuunnassa kohtisuoraan näytteen koivuriman pintaa ∂Tvastaan halkaisijoilla ∂T2-10 mm ympäristön6yhtälöstä esitetään suunnassa kuvassa 5a kohtisuoraan avoimen tilan tapuksessa näytteen(1)pintaa lämpötilassa vastaan 20 o sg4 C. Jokaisessa käyrässä on kskiihtyvä = alkuvaihe, kgjonka r in jälkeen Tqs liekin Esitetyn mallin validoimiseksi simuloitiinleviämisnopeus hidastuu hieman ja saavuttaa vakior ε ,−′ εσtai R lähes vakionopeuden.r ′+missä ∂ρ (2)s , c s ja ∂k s ovat näytteenSovittamalla tiheys, ominaislämpö ja lämmönjohtavuus. ReunaehtoR koivupuunäytteiden liekinleviämiskokeita. (2)suora ∂Tsjälkimmäiseen 1 ∂ ∂Tosaan sρ c saadaan liekinnäytteenleviämisnopeudenpinnalla (r = R)riippuvuusonnäytteen Syttymisrintaman sijainti jokaisessa ajallisessass= rks qs′ ′ (1) ′+halkaisijasta. ∂ Kuvassa ∂rrt 5b ∂esitetään simuloitujen ja kokeellisten tulosten vertailu. Kuvassa onmissä k ε on pinnan emissiivisyys laskentapisteessä määritettiin ylimpänä korkeutenamissä palamisnopeus ylitti 0.001 kg/missä kiinnostavasta ρ s , ρ smyös simuloitu ja kokeellinen liekin leviämisnopeus 8 g on kaasufaasin johtavuus, ɛ on pin-5,5-10 emissiivisyys = kmm g ovat ja lähellä in toisiaan, Tqmm koivunäytteelle 2 m:n laitteessa. (1) ja q ′ , i tuleva nr säteilyvuo.∂T ∂Tsg4 Simuloidut ja mitatut leviämisnopeudet alueella ksnan s muttac, s c ja k vaiheesta, ts. missä halkaisijan vaikutus nopeuteen on merkittävä, on vain m2s. Simuloidut syttymisrintamasijainnit esiss ja ovat k näytteens ovat näytteen tiheys, omi-r ε r ,−′ tuleva εσ säteilyvuo.Rr ′+∂että yhdisteet vapautuvat heti kiinteästä kaasufaasiin,tiheys, Pyrolyysimalli ominaislämpö ∂olettaa, ja lämmönjohtavuus. että höyrystyvät R yh- Reunaehto(2)näytteen laskettuja pinnalla arvoja.kiinteä aine ja höyrystyvät yhdisteet ovat paikallisessa lämpötasapainossa, kaasumaiset(r = R) onyhdisteet eivät nesteydy ja että huokoisuudella ei ole vaikutusta. Kemiallinen lähdetermi onmissä k g on kaasufaasin johtavuus, ε on pinnan emissiivisyys PALOTUTKIMUKSEN ja q ′ , i tuleva PÄIVÄT nr 2011 säteilyvuo. 67T ∂Tsgk∂ = kε −′ εσTq 4N Nm r,α′+ Pyrolyysimalli q s−=′ ρs0olettaa, ′αβHrr,′αβ että höyrystyvät yhdisteet vapautuvat heti kiinteästä kaasufaasiin,Palava osuus (m)Palava osuus (m)Palava osuus (m)Palava osuus (m)Palava osuus Palava (m) osuus (m)
- Page 2 and 3:
Johdon Itse- Vir.om.tahto arvioJohd
- Page 4 and 5:
Kati Tillander, Sisäasiainminister
- Page 6 and 7:
YHTEENVETOTutkimuksen tavoitteena o
- Page 8 and 9:
kuukausijakauma poikkesi palokuolem
- Page 10 and 11:
paa-ajan asuntojen paloihin verratt
- Page 12 and 13:
Teemu Karhula, Joonas Ryynänen ja
- Page 14 and 15:
pois. Jokaisesta asuntokohteesta ta
- Page 16 and 17: palokuorman osuus on hyvin pieni. S
- Page 18: huomata, että tässä tarkastellaa
- Page 21: and the genesis of tribrachial stru
- Page 28 and 29: nuksista on ollut yleissivistävän
- Page 30: tulipalon 75 (32 %) tapauksessa. Ta
- Page 33: Erityisesti haluttiin saada esille
- Page 36 and 37: telussa. Lisäksi he antoivat kysel
- Page 38 and 39: ty käytettyjen tulisijojen prosent
- Page 40 and 41: Jukka Lepistö ja Pertti Granqvist,
- Page 42 and 43: kohoaa ja kohonnut lämpötila aihe
- Page 44 and 45: Esko Mikkola, VTT, PL 1000, 02044 V
- Page 46 and 47: mukaan lukien voi tulevaisuudessa m
- Page 49 and 50: sa, tietokannoissa, raporteissa ja
- Page 51 and 52: Esko Kaukonen, Pelastusopisto, PL 1
- Page 53 and 54: harjoituksiin ja sammutteiden käyt
- Page 55 and 56: Skenaariossa Blokkien taisto talous
- Page 57 and 58: taloudellisempia tuotteita ja suunn
- Page 59 and 60: avautuvat 5 sekuntia myöhemmin. Ma
- Page 61 and 62: Taulukko 2. DSC-kokeessa mitatut re
- Page 63 and 64: Termisten parametrien estimointiKAR
- Page 65: Johan Mangs ja Simo Hostikka, VTT,
- Page 69 and 70: kaapelien simuloinneissa on muussa
- Page 71 and 72: 0: Ei vaurioita aiheuttanutta paloa
- Page 73 and 74: loissa ei ollut välitöntä vaaraa
- Page 75 and 76: Tällä varotoimenpiteellä estetti
- Page 77 and 78: pintojen kasteluun kului 41 l sammu
- Page 79 and 80: Markku Rantama ja Kari Junttila, Pe
- Page 81 and 82: donsiirron välityskapasiteetti ali
- Page 83 and 84: Pauliina Palttala ja Marita Vos, Vi
- Page 85 and 86: tiin kuvaavat esimerkit ymmärtämi
- Page 87 and 88: Tuomo Rinne ja Peter Grönberg, VTT
- Page 89 and 90: avainsanat, kuten ”…poistukaa r
- Page 91 and 92: katilanteet ovien edustoilla, jotka
- Page 93 and 94: nuksia syntyy mm. työajan menetyks
- Page 95 and 96: Sami Häkkinen, Suomen Palopäälly
- Page 97 and 98: tavoitteenasetanta, strategian muka
- Page 99 and 100: Pelastusopisto on...sisäasiainmini
Change language