Диссертация (1172926), страница 12
Текст из файла (страница 12)
На заданном уровне теплового потокаотмечается наличие или отсутствие пламенного горения при подводе кэкспонируемой поверхности образца, с определенной частотой, газовой горелки.В процессе проведения испытания определяются два уровня теплового потока,при которых в одном случае отмечалось наличие пламенного горения, а в другомего отсутствие.
На этих уровнях проводятся еще по два испытания.За минимальное значение принимается то значение поверхностной плотноститеплового потока, при котором отмечалось наличие пламенного горения.70Условия проведения испытаний: температура 21 °С, относительнаявлажность 52 %, атмосферное давление 101,1 кПа [19].Лабораторный метод исследования токсичности. Образец материалаНП размером 80×58 мм, ориентированный под углом 45° к горизонту,размещается в камере сгорания параллельно радиационной панели на расстоянии60 мм от ее поверхности, создающей плотность теплового потока до 65 кВт/м².Летучие продукты термоокислительного разложения или горения образцасобираются в экспозиционной камере, соединенной с предкамерой, в которуюпомещаются восемь белых мышей массой 20 г, на которых воздействовалипродуктысгораниявтечение30минут.Приэтомконтролировалиськонцентрации СО, СО2, О2 в объеме экспозиционной камеры.За показатель токсического эффекта при сгорании материала принимаетсяотношение количества материала к единице объема замкнутого пространства,в котором образующиеся газообразные продукты вызывают гибель 50 %подопытных животных.
При этом берется меньшее значение из показателей,полученных при горении и термоокислительном разложении образцов материала.Условия проведения испытаний: температура 25 °С, относительнаявлажность 61 %, атмосферное давление 100,4 кПа [17].2.4 Метод математического моделирования для обработкиэкспериментальных данныхДля решения поставленных в работе задач экспериментальная частьисследования была выполнена по предварительно разработанному плану полногофакторногоэксперимента,экспериментаиегосогласующемусяоптимальногосматематическойалгоритмизированноготеориейпланирования[2, 5, 12, 27, 68].Метод полного факторного эксперимента (далее – ПФЭ) позволяетполучить математическое описание процесса задымления камеры измерений71в некоторой локальной области факторного пространства, лежащей в окрестностивыбранной точки с координатами (x01; x02→x0n).Рисунок 2.1 Преобразование физических значений в кодированные переменные [12]Выбрана модель полного факторного эксперимента типа 3k, количествоточек в плане N = 3k, где k – количество факторов влияния на систему (рисунок 2.1).Основной целью применения данного метода является получение функцииотклика системы y=f (X1, X2, X3), гдеX1 – фактор 1 - плотность теплового потока, кВт/м2;X2 – фактор2 - поверхностная плотность образца, г/м2;X3 – фактор3 - средняя масса образца, г/высота ворса, мм для ковровыхизделий;Y – отклик системы – максимальное ослабление света, мА,которую представляют в аналитическом виде для дальнейшей интерпретациимодели с учетом задач исследования (анализ значимости коэффициентов модели,их взаимодействий, адекватности модели), а также нахождения оптимальныхусловий внешнего теплового воздействия на образец во время испытанийнапольных покрытий.Задача оптимизации заключается в определении области значенийфакторов, в которой оптическая плотность дыма обнаруживает самые высокиепоказатели, то есть нахождении экстремума функции.
Для этого мы применимодин из известных методов поиска глобального экстремума.Геометрический образ функции в трехфакторном пространстве имеетсложный для восприятия и построения вид, вычисления трудоемки, именнопоэтому принято решение создать компьютерную программу, позволяющуюописать необходимые математические операции и представить их в графическомвиде (рисунок 2.2).7212НачалоЗагрузка исходных данных изфайланетКритерий Стьюдентаtj > tp(ƒ)Транспонирование иобращение [X].даПостроение информационнойматрицы плана [M]Оценка коэффициентауравнениярегрессии/эффектвзаимодействиязначимыТрехфакторнаяполиномиальнаямодельОбращение [М]Расчет вектора предсказанныхзначений []Вычисление ковариационнойматрицы [D]Оценки коэффициентов уравнениярегрессии [B]=[D][XT][Y]Матрица дисперсий оценоккоэффициентов [D]э2Модель неадекватнанетКритерийФишера < таблдаМодельадекватна3КонецРисунок 2.2 Схема работы программы, реализующей построение математической моделипроцесса задымления камеры измерений при помощи метода ПФЭ73Программа разработана совместно с кандидатом технических наукЕ.М.
Алехиным. Вклад автора заключается в следующем: постановка задач,тестирование, анализ предметной области, сбор исходных данных, обработкавыходных данных и дизайн выходных форм [73].Программареализуетполныйфакторныйэкспериментдлянабораэкспериментальных точек факторного пространства при помощи операцийматричной алгебры, изложенных на языке С++, и построение трехфакторнойполиномиальной модели эксперимента.Главные эффекты разбиваются на линейные и квадратичные эффекты, авзаимодействия разбиваются на линейно-линейные, линейно-квадратичные,квадратично-линейные и квадратично-квадратичные эффекты.
Рассчитываютсякорреляционные матрицы факторов и эффектов, стандартные оценки параметровдисперсионного анализа (стандартные ошибки, доверительные интервалы,статистическая значимость, и т. д.), коэффициенты для перекодированных(–1, 0, +1) факторов.Графические опции включают графики поверхности отклика системы.Определение функции поверхности отклика системы осуществлялось дляследующих групп напольных покрытий, распространенных в строительстве:1. ПВХ гомогенного и гетерогенного типа;2. Напольные ковровые покрытия с ворсом из полиамидных волокон;3. Напольные ковровые покрытия с ворсом из полипропиленовых волокон;4. Напольные ковровые покрытия с ворсом из шерстяной пряжи.Нормировка факторов (таблица 2.4) производилась исходя из условий задачисследования и предварительных данных о влиянии геометрических размеровобразцовнадымообразующуюэкспериментальным путем.способностьматериалов,установленных74Таблица 2.4 – Переход от естественных значений к нормированным [2, 12]ПВХ гомогенного и гетерогенного типовНатуральные значения физических факторовКодированные значения̅010-1Кодированные значения̅010-1Кодированные значения̅010-1Кодированные значения̅010-1ТепловойпотокСредняя массаобразцаПоверхностнаяплотностьобразца15 кВт/м225 кВт/м235 кВт/м20,8 г1,4 г2,0 г2000 г/м21850 г/м23700 г/м2Напольные ковровые покрытия (ворс-полиамид)ТепловойПоверхностнаяВысота ворсапотокплотность15 кВт/м21700 г/м25 мм2225 кВт/м2230 г/м8 мм2235 кВт/м2680 г/м10 ммНапольные ковровые покрытия (ворс-полипропилен)ТепловойПоверхностнаяВысота ворсапотокплотность15 кВт/м21700 г/м25 мм2225 кВт/м2230 г/м8 мм2235 кВт/м2680 г/м10 ммНапольные ковровые покрытия (ворс-шерсть)ТепловойПоверхностнаяВысота ворсапотокплотность15 кВт/м21700 г/м25 мм2225 кВт/м2230 г/м8 мм2235 кВт/м2680 г/м10 ммПри этом, поверхностной плотностью образца считаем физическуювеличину, равную отношению массы тела к площади его поверхностии применяемую для характеристики толщины материала.2.5 Выводы по главе 21.Анализ материалов напольных покрытий, применяющихся в зданияхс планировкой коридорного типа показал, что самыми распространеннымии применяемыми являются покрытия пола из полимерных материалов, а именно:75ПВХ-покрытия гомогенного и гетерогенного типа и напольные ковровыепокрытия с ворсом на основе из полиамида, полипропилена и шерсти;2.Выборматериалаэкспериментальногоиисследованияеготехническихосуществляетсяхарактеристикисходяиздлярезультатовпроведенного анализа номенклатуры напольных покрытий.
Для последующихиспытаний выбираются материалы с повышенной пожарной опасностью,обладающие классом пожарной опасности не ниже КМ3;3.Методикаразработанаопасности.налабораторногоосновеисследованиястандартизированныхнапольныхметодовоценкипокрытийпожарной76ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЖАРНОЙОПАСНОСТИ НАПОЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ3.1 Исследование основных показателей пожарной опасности напольныхпокрытий в условиях стандартных испытанийНапольные покрытия содержат в своем составе природные и синтетическиеполимеры, представляющие собой сложные системы, горение которых зависит отмножества факторов.
Основной научной задачей при исследовании пожарнойопасности полимерных композиций НП, является определение предельных икритических явлений, обуславливающих возникновение и распространениепламени [6, 33], которые можно учитывать при формировании требованийпожаробезопасного применения материалов. В работах [6, 16, 31, 76, 77]достаточно подробно рассмотрены критические параметры пожарной опасностиполимерных материалов, в том числе и НП, предложены логичные схемыпротивопожарного нормирования. Однако и в указанных работах есть некоторыепротиворечия.Обоснование нормативных требований пожаробезопасного применениялюбого материала основывается на предположении, что пожар будет развиватьсяпо наихудшему сценарию, вследствие чего некоторые требования (с учетомвозможного усовершенствования технического оснащения измерительнымиприборами с высоким классом точности, а также применения современныхметодов численного моделирования) могут быть избыточными.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
