Experimental characterization of firebrand ignition of some wood building materials

Abstract

В статье проведено исследование в лабораторных условиях по поведению образцов древесных строительных материалов (фанера, ориентированно-стружечная плита, древесно-стружечная плита) в результате теплового воздействия от горящих и тлеющих частиц природного происхождения. Были получены данные сравнения времени задержки зажигания древесины сосны и древесных строительных материалов (фанера, ориентированно-стружечная плита, древесно-стружечная плита) в зависимости от размера и количества горящих частиц, начальной температуры образцов, а также от наличия воздушного потока в зоне падения частиц. Также исследованы условия зажигания и вероятность воспламенения строительных материалов из древесины в результате теплового воздействия горящих и тлеющих частиц сосны. Полученные данные позволяют судить о том, что при выбранных параметрах эксперимента время зажигания снижалось с увеличением воздушного потока, а также с увеличением размера и количества частиц. Экспериментально подтверждено, что существенную роль в воспламенении строительной конструкции играет размер частиц. Если характерный размер частицы, который можно определить как отношение ее объема к площади поверхности, соприкасающейся с древесиной, меньше некоторой характерной величины, то режим зажигания с резким максимумом температуры возле границы раздела фаз не реализуется. Это можно объяснить превалирующим отводом тепла во внешнюю среду по сравнению с количеством тепла, поступающим от теплового фена и возникающим в результате химических реакций. Характерный размер частиц будет зависеть от конкретной постановки задачи и типа материала, его коэффициента теплопроводности

Paper presents investigation on behaviour of wood construction material samples (plywood, oriented strand board, chipboard) in laboratory conditions as a result of a heat flux effect from naturally occurring flaming and glowing firebrands. The data of comparing ignition delay time of pine wood and wood-based construction materials (plywood, oriented strand board, chipboard) depending on the size and quantity of firebrands, initial temperature of samples, as well as the presence of air flow in firebrands falling zone is obtained. Ignition probability and conditions of wood construction materials as a result of the thermal effect of flaming and glowing pine firebrands are also studied. The obtained data allowed one to judge that according to chosen experimental parameters, the ignition time decreased with increasing air flow, as well as with an increase in the size and number of particles. It was experimentally confirmed that particle size plays a significant role in igniting of building structure. If the characteristic particle size is less than a certain characteristic value, which can be defined as the ratio of its volume to the surface area in contact with wood, then ignition mode with an abrupt maximum of temperature near phase boundary is not appear.