КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 21-19-00009

НазваниеОбоснование по результатам экспериментальных и теоретических исследований возможности создания технологий с обратной связью для подавления горения и дымоосаждения в закрытых и изолированных от внешней среды помещениях

РуководительКузнецов Гений Владимирович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет", Томская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 2021 г. - 2023 г. 

Конкурс№55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки, 09-201 - Процессы тепло- и массообмена

Ключевые словаподавление горения; дымоосаждение; пожары; закрытые и изолированные помещения; оптимизация расходования жидкости; мелкодисперсный аэрозоль; автоматизированная система

Код ГРНТИ30.17.35


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Вопросы пожаротушения в зданиях и сооружениях актуальны на протяжении многих лет, несмотря на активное развитие технологий подавления горения, дымоосаждения и локализации очагов пожаров. Это обусловлено главным образом тем, что существующие технологии разработаны под определенные условия зарождения очагов горения и распространения фронтов пожаров. Так как непрерывно развиваются и строительные технологии, то достаточно часто типовые системы пожаротушения если и справляются с локализацией очагов горения, то лишь при значительном ущербе (вследствие единых параметров работы систем тушения вне зависимости от условий протекания процессов горения, позднего обнаружения очага горения или чрезвычайно избыточного выливаемого объема жидкости при тушении). Это особенно характерно для закрытых и изолированных от внешней среды помещений со сложной геометрией (планировкой) и комбинированным применением группы материалов и веществ, например, туннели, склады, цеха, бункеры, секции передвижных аппаратов (лодки, крейсеры, танкеры, железно-дорожные составы и др.). К тому же по существующим нормативным документам каждое помещение оснащается ограниченной группой датчиков (как правило, тепловые и дымовые сенсоры) и распылительных элементов (чаще сплинкерные системы с единым настроенным расходом воды). Отчеты специалистов МЧС показывают, что эти элементы оказываются эффективными в одном случае и крайне неэффективными в другом, так как быстрота их срабатывания зависит от условий протекания пожаров. С одной стороны нужно учитывать специфику объекта в каждом конкретном случае, но целесообразно определить единый принцип оптимизации процессов подавления горения и дымоосаждения для помещений с разными характеристиками. Важно развитие систем пожаротушения в направлении комплексного учета влияния группы факторов за счет их непрерывного контроля (т.е. оснащения систем управления тушением пожаров так называемой обратной связью) и оптимального расходования огнетушащей жидкости. Известные редкие предпринимаемые ранее попытки создания таких систем (в периодической литературе за последние 10 лет можно встретить единицы публикаций) оказались не совсем успешными вследствие нескольких причин. Основная причина связана с тем, что эти попытки базировались на локальных экспериментах с ограниченным количеством объектов и сенсоров, которые в несколько отличающихся условиях были малоэффективными. Системное решение необходимо для закрытых и изолированных от внешней среды помещений с различными материалами отделки, расположением различных предметов и веществ, ограничениями по длительности распыления и имеющемуся объему огнетушащей жидкости. В рамках настоящего проекта будут определены оптимальные схемы распыления воды для эффективного подавления горения и дымоосаждения с учетом непрерывной обратной связи с объектом исследований - очагом горения. Основные критерии оптимальности: минимальный объем воды, минимальное время подавления горения, минимальная площадь распространения очага горения, минимальные газовые выбросы. На основе экспериментальных данных планируется решить соответствующую комплексную задачу оптимизации. Для этого планируется разработка специализированных моделей помещений с разными материалами и веществами, проектирование системы управления процессом подавления горения и дымоосаждения, экспериментальное изучение оптимальных (обеспечивающих безопасное пожаротушение) параметров работы распылительных систем (расположение, дисперсность, расход) с учетом влияния группы факторов. Так как процессы взаимодействия капель жидкостей с дымовыми газами, парами, поверхностями веществ и материалов достаточно сложные, то планируется применение высокоскоростных регистрирующих систем, лазерной техники, следящих комплексов, совокупности сенсоров с разными чувствительными элементами, позволяющими детектировать все основные характеристики очагов горения. По итогу выполнения проекта планируется разработать не имеющие аналогов в мире научные основы так называемых умных или интеллектуальных (т.е. с обратной связью) технологий пожаротушения, которые будут позволять идентифицировать очаг возгорания в течение периода времени от начала горения, появления пламени или дыма до его полного подавления с оптимальным расходом воды. У коллектива исполнителей проекта имеется опыт выполнения проектов РНФ в области разработки технологий тушения (№14-39-00003) и локализации (№ 18-19-00056) больших по площади лесных пожаров разной категории (низовые, верховые, смешанные или комбинированные). В рамках этих проектов разработаны научные основы технологий распределенной во времени и пространстве подачи огнетушащих жидкостей (суспензий, растворов, эмульсий) перед и во фронт горения. Показано, что даже при масштабных очагах горения возможна оптимизация расходования как отдельных видов компонентов, так и всего объема жидкости. Основные результаты исследований опубликованы в более чем 30 статьях в высокорейтинговых международных журналах и двух монографиях в издательстве СО РАН. В рамках настоящего проекта запланированы работы с принципиально отличающимися объектами – изолированными и закрытыми от внешней среды помещениями с различными материалами ограждающих конструкций и веществами, геометрией, ограниченным запасом огнетушащего вещества, предпочтительным использованием наиболее доступной и безопасной для людей жидкости – воды. Также ранее не предпринимались попытки обоснования возможности управления процессами подавления горения с использованием системы обратной связи за счет применения группы датчиков температуры и концентрации. Анализ современного состояния исследований сформулированной научной проблемы (подробно приведен в основной части заявки) показывает, что до настоящего времени нерешенными остаются задачи оптимизации расходования воды для тушения пожаров в закрытых и изолированных от внешней среды помещениях с разными материалами вследствие совокупного влияния факторов, а также требующегося специализированного измерительного оборудования для контроля дисперсности аэрозоля, конвективных высокотемпературных потоков, уноса жидкости из очага горения и др. При реализации проекта планируется экспериментально и теоретически установить функциональные связи между характеристиками процесса горения (температуры в области пожара, скорости изменения температуры, концентрации горючих газов, окислителя, дымовых газов) и параметрами аэрозольного потока, воздействующего на очаг горения (плотность, дисперсность, расход, время воздействия и др.). После установления таких связей будут обоснованы число и тип датчиков для организации системы управления пожаротушением с обратной связью. По итогу выполнения проекта станет возможным разработать научные основы умных технологий пожаротушения с обратной связью, т.е. контролем характеристик тушения и локализации очагов горения в процессе распыления воды.

Ожидаемые результаты
Основные ожидаемые результаты: 1. Будут разработаны экспериментальные методики определения эффективных условий подавления горения и дымоосаждения для закрытых и изолированных от внешней среды помещений с разными материалами, отличающиеся от известных применением высокоскоростных регистрирующих систем, лазерной техники, следящих комплексов, совокупности сенсоров с разными чувствительными элементами, позволяющими детектировать основные характеристики очагов горения (температуры, концентрации дымовых газов, окислителя, горючих газов). На основе применения данных методик будет создана база данных с зарегистрированными характеристиками для разных типов очагов горения и сценариев распространения фронтов пожаров в помещениях. Эта база данных будет использоваться при настройке алгоритмов управления системами пожаротушения, т.е. в последних будут использованы установленные экспериментально и теоретически функциональные связи между характеристиками процесса горения и параметрами воздействия водяного аэрозоля на область горения. 2. Будут установлены экспериментальные зависимости интегральных характеристик подавления горения и дымоосаждения от группы факторов: характеристики воспламеняемых материалов и веществ (твердых, жидких, газообразных и др.), направление тепловых потоков, расположение и тип распылительных систем и др. Системное решение необходимо для закрытых и изолированных от внешней среды помещений с ограничениями по длительности распыления и объемам огнетушащих жидкостей. 3. Будут определены оптимальные схемы и алгоритмы реализации процесса распыления воды для эффективного подавления горения и дымоосаждения. Основные критерии оптимальности: минимальный объем воды, минимальное время подавления горения, минимальная площадь распространения очага горения, минимальные газовые выбросы, быстрое дымоосаждение. На основе экспериментальных данных планируется решить соответствующую комплексную задачу оптимизации. 4. На основе экспериментальных данных будут разработаны модели управления взаимосвязанными процессами тепломассопереноса, фазовыми превращениями и химическим реагированием при горении группы типичных для помещения разного назначения материалов и веществ. С применением этих моделей можно будет прогнозировать предельные условия подавления горения, которые сложно воспроизвести в экспериментах. 5. Будут обобщены экспериментальные и теоретические результаты с применением безразмерных комплексов. 6. Результаты исследований и испытаний позволят определить наиболее перспективные комплекты сенсоров и исполнительных механизмов систем управляемого тушения пожаров в изолированных и закрытых помещениях. Будут предложены новые типы сенсоров и исполнительных механизмов и алгоритмы их работы. 7. Будут разработаны практические рекомендации по использованию результатов выполненных исследований в науке, технике, технологиях и образовании (основном и в виде дополнительных курсов для специалистов). 8. Будут разработаны карты режимов (в системах координат, включающих основные параметры и характеристики процессов) подавления горения и дымоосаждения с учетом отечественных и зарубежных нормативных документов для помещений общего и специального назначения в зданиях и сооружениях. Будут разработаны научные основы умных технологий пожаротушения с обратной связью, т.е. контролем процесса тушения и локализации очагов горения в процессе распыления воды. 9. Будут разработаны научно-обоснованные технические решения для наиболее типичных зданий и сооружений с различными конструктивными особенностями и группой веществ и материалов. 10. Будет разработан курс – программа для специалистов в области пожаротушения для обучения в ТПУ и ВНИИПО МЧС России. 11. Будет подготовлена монография со всеми основными результатами выполненных исследований для опубликования в издательстве СО РАН. Ожидаемые результаты исследований будут иметь высокую значимость для развития науки, техники, технологий и образования (среднего, высшего и специализированного). В частности: 1. В научной части: результаты решения задачи управления процессом подавления горения различных веществ и материалов в комплексе, т.е. в различной совокупности могут быть применены в дальнейшем для развития общей теории взаимодействия огнетушащих составов и веществ. 2. В области техники и технологий: результаты исследований будут использоваться при разработке новых технологий тушения пожаров, а также применяться при проектировании соответствующих систем пожаротушения. Результаты экспериментов, моделирования и испытаний станут базой для проектирования комплектов сенсоров и исполнительных механизмов систем обнаружения и тушения пожаров в изолированных и закрытых помещениях разного назначения. С такими комплектами системы пожаротушения будут существенно эффективнее существующих по всем известным критериям. Россия может стать лидером в этом направлении научно-технического развития. 3. В образовательном процессе: при обучении студентов и магистрантов вузов по технологиям безопасности, аспирантов в области пожаротушения и химической физики, специалистов в области пожарной безопасности зданий и сооружений. Ожидаемые результаты исследований будут опережать мировой уровень, если судить по статьям потенциальных научных конкурентов (указаны в заявке далее) в международных журналах (Fire Safety Journal, Fire Material Journal, Powder Technology, Atomization and Sprays, Applied Thermal Engineering, Chemical Engineering Science, Combustion and Flame, Combustion Theory and Modelling, Combustion Science and Technology, International Journal of Heat and Mass Transfer, International Journal of Thermal Science, Process Safety and Environmental Protection, Measurement Science and Technology, Journal of Engineering Physics and Thermophysics), опубликованных в 2018-2020 гг.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Все запланированные работы по проекту выполнены в полном объеме, ожидаемые результаты получены. В качестве основных результатов можно выделить следующие: 1. Разработаны экспериментальные методики, создан уникальный стенд для испытаний и разномасштабных исследований характеристик процессов детектирования возгораний типичных для закрытых и изолированных помещений материалов и веществ с применением группы сенсоров: температуры, давления, тепловых потоков, концентрации горючих, окислителя, дымовых газов и паров воды. Спроектированы системы управления характеристиками процесса подавления возгораний по результатам поступающей от используемых сенсоров информации с применением различных схем подачи воды (в течение последующих лет планируется переход на водные составы со специализированными добавками). - Установлены концентрации компонентов газовой смеси при трех температурах для каждого материала, соответствующих его воспламенению, средней температуре горения и типичной температуре пожара. Обоснована возможность идентификации очага возгорания и типа доминирующего в очаге материала по концентрации газов в продуктах пиролиза и горения. - Выполнено обобщение данных и получена аппроксимационная зависимость коэффициента ослабления лучистого теплового потока от суммарной площади поверхности капель водяной завесы. Используя полученную аппроксимацию становится возможным прогнозирование коэффициента ослабления лучистого теплового потока от параметров водяной завесы – дисперсности капель, объемной концентрации капель, геометрических размеров самой завесы. - По результатам анализа известных экспериментальных данных сформулирована физическая постановка задачи оптимизации процесса подавления горения твердых горючих материалов при подаче воды. Предложено разделить процесс охлаждения (тушения горючих материалов) на три фазы: нагрев, охлаждение, остывание. Построена математическая модель, описывающая процесс охлаждения горючих материалов, с целью поиска рациональных условий. Приведен анализ примеров оптимизации тушения пожаров с очагами на основе древесины, резины и других материалов. 2. Проведены модельные эксперименты и стендовые испытания с целью выделения основных характеристик очагов возгорания, необходымых и достаточных для работы блока обратной связи в системах пожаротушения (обеспечение процесса передачи актуальной информации от группы сенсоров в систему генерации управляющих сигналов по распылению воды). - Установлены интегральные характеристики осаждения твердых частиц продуктов горения группы типичных строительных и отделочных материалов в условиях замкнутых помещений: древесина, линолеум, резина и др. Установлены распределения твердых частиц – продуктов пиролиза по размерам и их концентрации. Определены значения коэффициентов дымообразования, экстинкции и скорости осаждения частиц дымового аэрозоля без и при применении водяного аэрозоля. Выделены диапазоны изменения оптических свойств дымового аэрозоля. Выполнено варьирование времени воздействия распределенной воды на дымовой аэрозоль с целью оценки ее влияния на массовую скорость осаждения твердых частиц продуктов пиролиза и горения. Определены характеристики процессов поглощения лазерного излучения с разной длиной волны в дымовых газах с целью установления наиболее перспективных цветов материалов отражателей использующихся для изготовления указателей направлений при выводе людей из зоны горения. - Определены наилучшие комбинации технических средств необходимых и достаточных для ранней идентификации моментов начала и окончания тушения в условиях, соответствующих пожарам в замкнутом помещении. Показано, что для безошибочной и малоинерционной идентификации пиролиза и возгорания различных материалов (и, как следствие, начала процесса тушения) целесообразно использование не менее двух различных типов датчиков (тепловых, дымовых или датчиков излучения пламени), что позволяет повысить вероятность обнаружения пожара практически до 100%. Обосновано, что в качестве подтверждающей факт возникновения пожара сигнала следует использовать информацию о концентрации O2, CO2 и CO в воздухе (полученную с использованием системы газоанализа). Определено, что в условиях обратной связи для определения того, что процесс тушения протекает успешно (тушащий состав взаимодействует с очагом пожара), эффективно использование системы газоанализа и тепловых датчиков (в случае их предварительного срабатывания). Показано, что в качестве дополнительного параметра, подтверждающего факт протекания процесса тушения, следует в режиме реального времени использовать информацию с видеорегистрирующей аппаратуры (видеокамеры) – график изменения нормализованной интенсивности изображений. Установлено, что в условиях обратной связи для определения момента полного прекращения пламенного горения достаточно эффективно может быть использован датчик излучения пламени. В качестве дополнительной техники, позволяющей подтвердить факт полного прекращения пламенного горения, следует в режиме реального времени использовать график изменения средней нормализованной интенсивности изображения с видеокамеры. Установлено, что момент полного тушения пожара (прекращения тления) и, как следствие, остановки процесса подачи тушащего состава можно определить при анализе графика изменения средней нормализованной интенсивности изображения с видеокамеры. Запуск и останов системы пожаротушения с учетом вышеперечисленных установленных в ходе экспериментальных исследований критериев, факторов и особенностей позволяет существенно снизить время распыления тушащего состава и, как следствие сократить его затраченный объем. Необходимые для полного тушения удельные объемы воды на единицу площади очага возгорания при таком подходе составляют: древесина – 8.7 л/м^2; линолеум – 0.9 л/м^2; бумага – 3.6 л/м^2; картон – 7.2 л/м^2. 3. Получены результаты экспериментального определения и анализа влияния группы факторов и параметров на быстродействие систем детектирования и подавления возгораний в помещениях: - определяющими для срабатывания теплового датчика параметрами являются скорость роста температуры газовой среды, абсолютное значение данной температуры, время сохранения достаточной для срабатывания датчика температуры (т.е. с учетом остывания корпуса, основных элементов и чувствительного элемента); проведенные эксперименты с разными типами тепловых датчиков позволили выделить предельные условия для их эффективной (т.е. с минимизацией ложных срабатываний) и малоинерционный работы; - лимитированное значения минимальных температур для срабатывания тепловых датчиков составило 50-55 ºC (при скорости роста температуры воздуха не менее 0.7-0.8 ºC/с); - при горении бумаги быстрый рост и, как следствие, падение температуры приводит к тому, что даже при высоких значениях скоростей роста температуры (более 1 ºC/с) и температуры воздуха (более 55-60 ºC) тепловые датчики не срабатывают примерно в 42% случаев; - при расположении очага горения в зоне видимости датчика при наличии пламени датчики пламени срабатывают в 100% случаев для всех исследованных горючих материалов; - при стабильном горении очага (после розжига) времена срабатывания датчиков пламени не зависят от массы навески горючего материала; - при удалении датчика пламени от очага в диапазоне 1-6 м необходимая для срабатывания датчика высота пламени нелинейно возрастает в диапазоне 2-25 см; - вероятность (относительная частота) срабатывания дымовых датчиков для всех исследованных горючих материалов возрастает при увеличении массы навески горючего материала и размеров очага. Времена же срабатывания дымовых датчиков при этом практически не зависят от массы горючего материала; - наиболее эффективно использовать дымовые датчики при обнаружении очагов, состоящих из линолеума, резины и других материалов, для которых характерно интенсивное дымообразование; - наиболее эффективным является установка дымовых датчиков по периметру помещения. На примере проводных датчиков, подключенных по шлейфу, зарегистрировано, что времена обнаружения возгорания в данном случае на 20% ниже, чем при размещении датчиков вдоль стены; - при включенной вытяжной системе дымоудаления и прочих равных условиях относительная частота срабатывания дымовых датчиков снижается в 2-4 раза; - применение обратной связи для исследованных модельных очагов пожаров приводит к уменьшению времени работы распылительных систем в 2-6 раз, размеров зоны горения в 3-5 раз, объема использованной жидкости в 5-8 раз; обосновано, что в дальнейшем возможна существенная оптимизация работы систем с обратной связью по группе критериев (объем жидкости, время идентификации, локализации и подавления горения, количество и схемы расположения сенсоров и оросительных установок и др.). 4. Построены карты режимов управления характеристиками очагов пожара и установлены интегральные характеристики горения, подавления и локализации при разных условиях. По результатам экспериментов установлены предельные возможности датчиков (пожарных извещателей) при их работе в режиме обратной связи. Установлено, что датчики пламени эффективно сигнализируют о факте наличия пламени в режиме обратной связи (время реакции составило 5-10 с): датчики могут использоваться для определения момента прекращения пламенного горения материала. Показано, что тепловые датчики могут эффективно использоваться для идентификации процесса горения и тушения: при снижении температуры в окрестностях датчика ниже 80 °С сигнал с извещателя пропадает, что сигнализирует об успешном протекании процесса тушения. Дымовые датчики могут быть использованы в режиме обратной связи только на начальной стадии процесса тушения: при начале тушения очага дымовыделение интенсифицируется, что приводит к каскадному срабатыванию дымовых извещателей и свидетельствует о взаимодействии тушащей жидкости с очагом. 5. Установлены по результатам экспериментов необходимые (по расходам воды, времени распыления и достигаемого снижения температуры) удельные плотности орошения. Так, например, максимальное значение плотности орошения соответствует древесине и ДСП (11–18 л/м^2), а минимальное значение – линолеумам, ПВХ панелям и ламелевым жалюзям, для которых необходимо обеспечить значения ψ не менее 2.2 л/м^2. Минимальное значение необходимой для тушения модельного очага плотности орошения (ψ) соответствовало минимальной удельной плотности орошения . При комплексном анализе (т.е. с учетом основных характеристик процесса – времени тушения и суммарного затраченного объема воды) установлено, что для большинства типов очагов возгораний наиболее эффективное их подавление реализуется при использовании импульсного распыления. В проведенных экспериментах установлены эффективные параметры работы импульсных систем тушения материалов, типичных для помещений различного назначения. Обосновано, что алгоритмы работы распылительных систем необходимо настраивать не только для локализации и тушения возгораний, но и эффективного дымоосаждения и дымоотведения. С этой целью проведены серии экспериментов, в которых установлено, что линейная скорость осаждения частиц дымового аэрозоля может изменяться в диапазоне 0.01–2 см/с. Проведенные эксперименты обосновали, что световая индикация эвакуационных таблиц и знаков в здании должна быть зеленого, желтого или оранжевого цвета (530-600 нм). Подача водяного аэрозоля в задымленное помещение в течение 60 с приводит к увеличению удельной массовой скорости осаждения частиц дымового аэрозоля в 6 раз для линолеума на теплоизолирующей основе и в 4 раза для резины, т.е. даже для пожаров с интенсивным задымлением помещений можно существенно ускорить осаждение твердых частиц из продуктов сгорания при распылении воды в течение ограниченного интервала времени. 6. Определены удельные характеристики исследуемых процессов с целью обеспечения возможности переноса результатов исследований на разные условия распространения фронта горения в помещениях. В частности, получена экспериментальная база данных с распределениями капель по размерам на разных участках движения после распыления. Выполнена оценка влияния на данные распределения концентрации компонентов, начальных размеров, схемы распыления и других параметров. Полученные распределения могут быть использованы для развития моделей, используемых для описания характеристик формирования аэрозольных облаков над зоной горения. По результатам обобщения экспериментальных данных установлено влияние группы факторов на размеры образующихся капель в аэрозольном облаке при движении типичных огнетушащих составов при трех схемах подачи. Вклад всех этих факторов можно учесть при варьировании значений трех эмпирических констант в выражении, сформулированном специалистами пожарных служб для средних размеров капель при локальной подаче нераспыленных массивов жидкости. Показано, что данное выражение может быть применено для схем со струями и распыленными потоками жидкости. 7. Результаты исследований опубликованы в ведущих международных журналах, три статьи находятся на рецензировании. Опубликованные и принятые к печати статьи: 7.1. Журнал "Process Safety and Environmental Protection". Статья "Impact of scattered radiation on thermal radiation shielding by watercurtains". Q1 (IF=6.158). Статус: опубликована. 7.2. Журнал "Powder Technology". Статья "Influence of the component composition of extinguishing fluids on the droplet distribution in an aerosol cloud". Q1 (IF=5.134). Статус: опубликована. 7.3. Журнал ''Инженерно-физический журнал / Journal of Engineering Physics and Thermophysics". Статья ''Исследование характеристик типичного очага пожара в помещении". Статус: принята к опубликованию. В справке из редакции указаны ожидаемые выходные данные: Т. 95, № 6. 2022 г. 7.4. Журнал "Инженерно-физический / Journal of Engineering Physics and Thermophysics". Статья "О связи взаимного расположения форсуночных устройств и дисперсности генерируемого аэрозоля". Статус: принята к опубликованию. В справке из редакции указаны ожидаемые выходные данные: Т. 96, № 1.2023 г. 8. Подготовлены 2 заявки на патентование разработанных методик. Первое изобретение относится к способам предупреждения пожаров, локализации и тушения пожаров на особых объектах или местностях, а именно к способу обнаружения возгорания в помещениях различного назначения (жилые, складские, офисные, специализированные) и последующей адаптивной локализации очага пожара. Второе изобретение относится к способам спасения жизни людей при пожаре в различных категориях помещений за счет применения специальных источников освещения и расположенных на путях эвакуации распылительных устройств, которые формируют в эвакуационных проходах водяную завесу, обеспечивающую интенсивное осаждение дыма и временное повышение видимости. 9. Апробированы результаты исследований на 6 научных международных и всероссийских мероприятиях. Выполнены устные доклады на XXXIII научно-практической конференции "Актуальные проблемы пожарной безопасности", VI Всероссийской научной конференции "Теплофизика и физическая гидродинамика" Научная молодежная школа "Теплофизика и физическая гидродинамика: современные вызовы" (ТФГСВ2021), XXXVII Сибирском теплофизическом семинаре, посвящённому Году науки и технологий Российской Федерации (СТС-37), Международной мультидисциплинарной конференции по промышленному инжинирингу и современным технологиям FarEastCon-2021, VIII международной конференции "Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках", XI Всероссийской конференции с международным участием "Горение топлива: теория, эксперимент, приложения". 10. Подготовлен отчет о выполнении проекта в 2021 г. и актуализирован план работы на 2022 г. К отчету приложен дополнительный файл с развернутым описанием выполненных работ, полученных результатов проекта в 2021 году и их анализом.

 

Публикации

1. А.О. Жданова , Н.П. Копылов, С.С. Кропотова , Г.В. Кузнецов Investigation of the typical haracteristics of a fire source in a room (Исследование характеристик типичного очага пожара в помещении) Инженерно-физический журнал (Journal of Engineering Physics and Thermophysics), Т. 95, № 6. 2022 г (год публикации - 2022)

2. Г.В. Кузнецов , А.О. Жданова , И.С. Войтков , П.П. Ткаченко On the relationship between the mutual arrangement of nozzle devices and the dispersion of the generated aerosol (О связи взаимного расположения форсуночных устройств и дисперсности генерируемого аэрозоля) Инженерно-физический журнал (Journal of Engineering Physics and Thermophysics), Т.96, № 1. 2023 г. (год публикации - 2022)

3. Г.В. Кузнецов, С.С. Кропотова, И.С. Войтков, П.А. Стрижак Influence of the component composition of extinguishing fluids on the droplet distribution in an aerosol cloud (Влияние компонентного состава огнетушащих жидкостей на распределение капель в аэрозольном облаке) Powder Technology (Порошковая технология), Vol. 395. P. 838-849 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.10.032

4. И.С. Войтков, Р.С. Волков, Н.П. Копылов, Е.Ю. Сушкина, П.А. Стрижак Impact of scattered radiation on thermal radiation shielding by watercurtains (Влияние рассеянного излучения на защиту от теплового излучения водяными завесами) Process Safety and Environmental Protection (Технологическая безопасность и охрана окружающей среды), Vol.154. P. 278–290 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1016/j.psep.2021.08.034


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Все запланированные задачи проекта решены в полном объеме. Цели достигнуты. Наиболее ценные результаты исследований состоят в следующем: 1. Установлены характеристики типичного очага возгорания в помещениях на стадиях инициирования и протекания горения. Выделены основные стадии горения модельных очагов. Показано, что определить стадии можно как по характеристикам термопарных трендов, так и по результатам газоанализа: стадии разгорания и горения очага характеризуются ростом концентраций CO2, CO, снижением концентрации O2, увеличением температуры в помещении; стадия тления характеризуется снижением концентрации CO2, выходом на постоянные значения концентрации CO, незначительным ростом концентрации O2, а также снижением температуры в помещении. 2. По результатам мультикритериального сравнительного анализа выделены наиболее перспективные методики химического анализа состава газообразных продуктов пиролиза и горения синтетических и природных материалов, составляющих пожарную нагрузку жилых и общественных помещений. Методики основаны на использовании газовой и газожидкостной хроматографии, масс-спектрометрии, инфракрасной и ультрафиолетовой спектроскопии, спектроскопии в видимой области. Получены данные по качественному и количественному составу продуктов горения древесины, текстильных и отделочных изделий. Определены индексы токсичности компонентов продуктов горения. 3.Определены эффективные (с точки зрения времени тушения и затраченного объема тушащего состава) схемы расположения форсуночных устройств. Установлено, что в макете помещения, соответствующем прямоугольной усечённой пирамиде, нецелесообразно располагать форсунку на боковой поверхности, так как в данном случае возникает слепая зона, которая увеличивается с ростом высоты расположения форсунки относительно основания помещения. 4. При проведении экспериментальных исследований с широкой группой материалов и веществ установлено, что наибольший выход токсичных веществ соответствует термическому разложению кожи, шерсти, поролона и бумаги. Концентрации некоторых токсичных веществ (в частности, C2H6, C2H4, CO), образующихся при термическом разложении перечисленных материалов, в 1.1–3.3 раза выше, чем в случае древесины. Эти индикаторы позволяют достаточно быстро и достоверно идентифицировать соответствующие материалы в составе очага возгорания в помещении. 5. Экспериментально обосновано, что при наличии обратной связи для определения того, что процесс тушения протекает успешно, целесообразно использование системы газоанализа и тепловых датчиков (в случае их предварительного срабатывания). Установлено, что концентрация CO при взаимодействии тушащей жидкости с очагом пожара возрастает до 0.7-1.2%, что свидетельствует о замедлении пламенного горения, а тепловые датчики перестают срабатывать при снижении температуры газовой среды ниже 80 ºC, что свидетельствует о постепенном уменьшении тепловыделения очага пожара. Установлено, что в качестве дополнительного параметра, подтверждающего тушение, следует в режиме реального времени использовать информацию с видеорегистрирующей аппаратуры (видеокамеры). 6. Сформулированы аппроксимационные выражения для прогнозирования времени задержки срабатывания сенсоров пожарной безопасности на разном удалении от очага возгорания с различными материалами. В сформулированных выражениях учитываются определяющие параметры: удаление сенсоров от поверхности материала, площадь и объем помещениях. 7. Определены времена тушения возгораний в помещении при использовании разных огнетушащих составов (пенообразователь, бентонит, бишофит, ОС-5, ФР-Лес 01, Миг-09). Установлено, что снижение поверхностного натяжения огнетушащих составов способствует снижению в 2-3 раза времени тушения пожара. Показано, что использование раствора ОС-5 и суспензии бентонита неэффективно при тушении модельных очагов пожара, состоящих из картона. Экспериментально обосновано, что время задержки срабатывания пожарных извещателей, а также значение плотности орошения очага горения снижается практически в 2 раза с использованием химических добавок к воде. 8. В результате выполненных исследований установлены основные особенности и характеристики экранирования теплового излучения очага пожара с использованием жидкостных завес, рассчитаны отношения лучистых тепловых потоков в отсутствии и при наличии жидкостной завесы. 9. Полученные результаты численных исследований концентрации продуктов пиролиза и горения материалов на разном удалении относительно потенциального очага являются основой для проектирования систем пожарной безопасности зданий с учетом газоаналитических систем. Проведенные расчеты позволили установить связь между размерами помещений и очага возгорания и диапазонами концентраций газообразных продуктов пиролиза. Установлено, что достижение порогового уровня концентраций CO при расположении газового сенсора на расстоянии 0.9 м (высота помещения (отсека) 1 м) происходит на 49 с быстрее относительно высоты расположения датчиков на высоте, равной 1.5 м (высота помещения 2.5 м). 10. Установлены эффективные условия применения разных типов вентиляции помещений для исключения условий формирования пожаровзрывоопасной смеси продуктов пиролиза, испарения, горения, окислителя (воздуха) для разных категорий помещений. Установлены эффективные адаптивные подходы к дымоосаждению на ранних стадиях развития пожаров с применением ограниченных объемов жидкостей, а также рассмотрены с точки зрения эффективности способы дымоудаления с использованием системы приточно-вытяжной вентиляции. Для дымоосаждения эффективнее использовать импульсную подачу воды, а не непрерывное распыление. Такой выбор на практике способствует уменьшению объема затраченной воды, а также минимизирует потенциальные убытки от залива помещения. 11. Созданы модели управления характеристиками процессов идентификации возгорания, его локализации и подавления на ранней стадии, дымоосаждения и дымоотведения с учетом поступающей в режиме реального времени информации с сенсоров, расположенных в помещении, для рационального расхода огнетушащего средства (воды, раствора, эмульсии, суспензии) и оптимизации времени локализации и подавления. Данные модели верифицированы при сравнительном анализе и сопоставлении с данными из тестовых экспериментов на испытательном стенде. 12. Подготовлены 4 заявки на патенты на изобретения разработанных методик и устройств (на 2 заявки получены положительные заключения ФИПС, 1 заявка прошла формальную экспертизу, 1 заявка находится на рассмотрении). 13. Подготовлены заявки на получение свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ с разработанными моделями (по одной заявке свидетельство получено, вторая заявка находится на рассмотрении). 14. Подготовлены статьи с результатами экспериментальных и теоретических исследований для опубликования в ведущих профильных международных и всероссийских журналах в соответствии с взятыми обязательствами. 15. Выполнены доклады с результатами исследований на профильных международных и всероссийских конференциях. 16. Определены границы применимости предложенных по результатам экспериментов и математического моделирования научно-обоснованных решений. Подробный отчет о проделанной работе представлен в прилагаемом к отчету файле с дополнительными материалами. Развернутое описание всех результатов на русском языке приведено в дополнительном файле по ссылке https://file.tpu.ru/index.php/s/mjJ1alxdkCbSa9O.

 

Публикации

1. Войтков И.С., Жданова А.О., Кропотова С.С., Кузнецов Г.В., Ткаченко П.П. Определение расстояний между каплями огнетушащих составов в аэрозольном облаке, обеспечивающих отсутствие их соударений Инженерно-физический журнал / Journal of Engineering Physics and Thermophysics,, Т. 95, №6. С. 1-12 (год публикации - 2022)

2. Жданова А.О., Волков Р.С., Кузнецов Г.В., Копылов Н.П., Копылов С.Н., Сушкина Е.Ю., Стрижак П.А. Solid particle deposition of indoor material combustion products Process Safety and Environmental Protection, Vol.162. P. 494-512 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1016/j.psep.2022.04.033

3. Жданова А.О., Волков Р.С., Свириденко А.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Influence of сompartment fire behavior at ignition and combustion development stages on the operation of fire detectors Fire, Vol. 5. No. 84. p. 1-37 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.3390/fire5030084

4. Кропотова С.С., Кузнецов Г.В., Дорохов В.В. Оценка эффективности ранней идентификации возгораний материалов по результатам регистрации газообразных продуктов пиролиза Пожарная безопасность, Номер 3, C.17-28 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.37657/vniipo.pb.2022.29.27.001

5. Кузнецов Г.В., Волков Р.С., Свириденко А.С., Жданова А.О. Compartment fire behavior at the stages of detection, containment and suppression using water mist Fire, Vol. 5. No. 155. P. 1-32 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.3390/fire5050155

6. Кузнецов Г.В., Волков Р.С., Свириденко А.С., Стрижак П.А. Fast detection of compartment fires under different heating conditions of materials Process Safety and Environmental Protection, Vol. 168. P. 257-274 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1016/j.psep.2022.09.062

7. Кузнецов Г.В., Жданова А.О., Войтков И.С., Стрижак П.А. Disintegration of free‑falling liquid droplets, jets, and arrays in air Microgravity Science and Technology, Vol. 34. Article namber 12 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1007/s12217-022-09927-6

8. Кузнецов Г.В., Жданова А.О., Волков Р.С., Стрижак П.А. Optimizing firefighting agent consumption and fire suppression time in buildings by forming a fire feedback loop Process Safety and Environmental Protection, Vol. 165. P. 754-775 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1016/j.psep.2022.07.061

9. Чванов С.В., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А., Волков Р.С. The necessary water discharge density to suppress fires in premises Powder Technology, Vol. 408. Article number 117707 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1016/j.powtec.2022.117707

10. Волков Р.С., Жданова А.О., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Тепловые потоки при горении типичных очагов пожара в помещениях Тезисы докладов и сообщений, дополнительный выпуск. XVI Минский международный форум по тепло- и массообмену., Тезисы докладов и сообщений, дополнительный выпуск. XVI Минский международный форум по тепло- и массообмену. С11-14 (год публикации - 2022)

11. Волков Р.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Определение оптимальных комбинаций технических средств для идентификации характеристик пожара на разных стадиях его протекания и ликвидации Сборник трудов секции № 9 ХХXII Международной научно-практической конференции «ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ. СПАСЕНИЕ. ПОМОЩЬ», Сборник трудов секции № 9 ХХXII Международной научно-практической конференции «ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ. СПАСЕНИЕ. ПОМОЩЬ» С.32-41 (год публикации - 2022)

12. Жданова А.О., Волков Р.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Регистрация характеристик очага возгорания в помещениях Материалы Восьмой Российской национальной конференции по теплообмену, Материалы Восьмой Российской национальной конференции по теплообмену. Т.1. С.187-188 (год публикации - 2022)

13. Копылов С.Н., Копылов Н.П., Стрижак П.А., Бухтояров Д.В. Assessment of carbon dioxide emissions due to forest fires in russia and possible ways to reduce them IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 988/ Article namber 022050 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1088/1755-1315/988/2/022050

14. Кузнецов Г.В., Копылов Н.П., Кропотова С.С., Жданова А.О., Стрижак П.А. Исследование состава продуктов горения композиционных топлив Сборник тезисов, - (год публикации - 2022)

15. Стрижак П.А., Кузнецов Г.В., Волков Р.С., Жданова А.О. Идентификация очага возгорания в помещениях на стадии инициирования и развития горения Тезисы XVI Всероссийского симпозиума по горению и взрыву. Тезисы докладов., Тезисы XVI Всероссийского симпозиума по горению и взрыву. Тезисы докладов. Черноголовка, 2022. С. 216-217. (год публикации - 2022)

16. Кропотова С.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А., Жданова А.О. Диплом Восьмая Российская национальная конференция по теплообмену, Дипломом награждается коллектив авторов за доклад "Определение газового состава продуктов пиролиза типичных горючих материалов при пожаре в помещении" (год публикации - 2022)

17. Волков Р.С., Кропотова С.С., Кузнецов Г.В. Способ адаптивного тушения пожара в помещении -, 2785318 (год публикации - )

18. Кропотова С.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Способ обнаружения возгорания в помещении и адаптивной локализации пожара -, 2776291 (год публикации - )

19. Кропотова С.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Расчет характеристик процесса образования газообразных продуктов пиролиза -, 2022683293 (год публикации - )


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
1. Все запланированные на третий год проекта экспериментальные исследования, численное моделирование и испытания на полигоне выполнены в полном объеме. Ниже представлены основные выводы по результатам исследований: 1.1. Для помещений объемом до 10 м^3 можно идентифицировать термическое разложение и возгорание на ранней стадии с применением современных серийно выпускаемых пожарных извещателей (дымовых, газоаналитических, пламени). Время реакции извещателей может составлять от 10 с до 90 с в зависимости от способа инициирования термического разложения горючего материала. 1.2. Идентификация типа материала или группы материалов, площади реагирования, а также причины возгорания может быть достоверно проведена по динамическим характеристикам: изменение во времени концентраций CO, CO2, O2 или дополнительных специфических газовых компонентов (%/с); изменение во времени температуры в зоне контроля (К/с); достижение пороговых значений для срабатывания датчиков дыма и пламени. Определены эффективные типы сенсоров, их комбинации, а также факторы, позволяющие достоверно на ранней стадии зарождения очага пожара идентифицировать его место расположения в помещении, размеры активной зоны, тип пиролизующегося материала, причину возгорания. 1.3. Наиболее рациональным местом расположения сенсоров по контролю изменения во времени концентраций CO, CO2, O2 или дополнительных специфических газовых компонентов (%/с); изменения во времени температуры в зоне контроля (К/с); достижения пороговых значений для срабатывания датчиков дыма является потолок. Датчики пламени важно расположить таким образом, чтобы обеспечить максимальную зону обзора. Это обусловлено тем, что вследствие диффузии и конвекции формирующиеся продукты термического разложения и пламенного горения с максимальной скоростью поднимаются вверх. 1.4. При непрерывной обработке данных с видеокамеры в виде единиц светимости каждого пикселя в кадре можно достоверно разделить: дым, пар, пыль, пламя и др. В проведенных экспериментах установлено значение средней нормализованной интенсивности изображения объектов в помещениях. 1.5. Определяющее влияние на скорость срабатывания сенсоров оказывает естественная вентиляция от элементов зданий и сооружений (дверь, окно и др.), а также вынужденная конвекция при работе приточно-вытяжной вентиляции. Предложена схема и алгоритм управления характеристиками работы системой пожарной безопасности зданий и сооружений за счет варьирования входных параметров приточно-вытяжной вентиляции. 1.6. Для каждой причины возгорания и материала установлены скорости роста концентраций угарного и углекислого газов (соответственно, снижения концентрации кислорода) с учетом объема помещения и площади поверхности пиролизующегося материала. При обобщении результатов экспериментов установлены прогностические аппроксимационные выражения для соответствующих функциональных связей. 1.7. Геометрия помещений оказывает существенное влияние на инерционность и частоту срабатывания пожарных извещателей. Для типичных планировок помещений установлены коэффициенты для пересчета характеристик срабатывания сенсоров. 1.8. На основе экспериментальных данных разработаны физические и математические модели тепломассопереноса для изучения термического разложения и горения отделочных материалов в помещениях различного назначения. Сопоставление результатов экспериментов и математического моделирования обосновывает адекватность разработанной модели. 1.9. При сравнении результатов регистрации трендов компонентов газовоздушной среды в помещениях установлено, что чем дальше расположены газоаналитические сенсоры от потолка помещения к очагу возгорания, тем более масштабные флуктуации в их показаниях регистрировались. 1.10. При построении систем с обратной связью необходимо контролировать: изменение во времени концентраций CO, CO2, O2 или дополнительных специфических газовых компонентов (%/с); изменение во времени температуры в зоне контроля (К/с). При распылении воды или другого огнетушащего состава в зону возгорания концентрации CO и CO2 скачкообразно изменяются в течение длительности распыления. Поэтому целесообразно с минимальной длительностью распыла покрыть площадь поверхности материала, выдержать паузу по стабилизации концентраций CO, CO2, O2 или дополнительных специфических газовых компонентов (достичь близких к 0 %/с). Далее выдерживать паузу по 5 с и обновлять опрос. Если концентрации горючих газов растут, то проводить импульс распыла. Если не меняются или снижаются, то процесс термического разложения локализован. Длительность распыления жидкости и временная пауза для опроса сенсоров с получением обратной связи должны быть 5-7 с, так как эти времена соответствуют средним длительностям опроса большинства сенсоров систем пожарной безопасности. 2. Разработана не имеющая аналогов в мире система мониторинга пожарной опасности зданий и сооружений с нейросетевыми алгоритмами, которая позволяет идентифицировать место положения, площадь, тип реагирующего материала, текущую стадию процесса, причину, последствия. Система обучена более чем на 1000 экспериментов. В систему входят: (1) модуль для работы с экспериментальными данными (создание, изменение и аналитика); (2) модуль для получения показаний датчиков, установленных в помещении, в режиме реального времени; (3) нейросетевой модуль обнаружения возгорания, решающий задачу бинарной классификации; (4) нейросетевой модуль определения основных характеристик возгорания; (5) нейросетевой модуль рекомендаций по предотвращению горения, локализации и подавления возгорания; (6) модуль оповещения. 3. Разработаны основные элементы системы обратной связи при идентификации, локализации и ликвидации возгораний в помещениях. Суть алгоритма работы системы по обратной связи – с учетом исходного критерия минимизации (время срабатывания и подавления горения, объем огнетушащего вещества, количество и тип сенсоров, количество и тип распылителей, пораженная огнем площадь поверхности, концентрация удушающих газов и др.), весового коэффициента по значимости настраивается время опроса сенсоров и проектируется их количество и тип, мест расположения, меняется дисперсность распыления, расход, тип, температура и другие параметры жидкости. 4. Разработаны практические рекомендации по использованию результатов выполненных исследований; учебно-методические материалы для дополнительных курсов по подготовке и переподготовке специалистов в области пожарной безопасности. Соответствующие прилагаемые технологические решения приведены в коллективной монографии «Малоинерционная идентификация возгораний в помещениях и их подавление с применением обратной связи», которая направлена на опубликование в издательстве СО РАН. 5. Опубликованы статьи в ведущих российских и международных рецензируемых изданиях. Подготовлены 2 заявки на патентование способа и системы малоинерционной идентификации условий, предшествующих возгораниям и пожарам, а также системы обратной связи, позволяющей локализовать возгорания с привлечением минимальных временных и материальных ресурсов на базе обученной нейронной сети. Получены 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ с основными разработанными программными кодами. Выполнена апробация результатов исследований более чем на 4 научных международных и всероссийских мероприятиях. Подготовлены магистерская (Свириденко Александр Сергеевич, «Автоматизированная система пожаротушения для жилого помещения на базе интеллектуального алгоритма обратной связи») и кандидатская (Кропотова Светлана Сергеевна, «Термическое разложение строительных и отделочных материалов при возгораниях в помещениях») диссертации с результатами проектных исследований. Все индикаторы проекта выполнены с учетом принятых обязательств.

 

Публикации

1. Г.В. Кузнецов, С.С. Кропотова, Н.П. Копылов, В.И. Новикова, Е.Ю. Сушкина, П.A. Стрижак, В.В. Яшин The thermal decomposition and combustion of building and finishing materials Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Volume 173, 106070 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1016/j.jaap.2023.106070

2. Кузнецов Г., Кондаков А., Жданова А. Mathematical Modeling of Forest Fire Containment Using a Wet Line Ahead of the Combustion Front Fire, 6(4), 136 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/fire6040136

3. Н.П. Копылов, Р.А. Яйлиян, Е.Ю. Сушкина, С.С. Кропотова, П.А. Стрижак MODEL FOR OPTIMIZATION OF EXTINGUISHING FIRES OF SOLID MATERIALS BY COOLING Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 96, p. 717–725 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1007/s10891-023-02733-w

4. А.О. Жданова, Г.В. Кузнецов, П.А. Стрижак Малоинерционная идентификация возгораний в помещениях и их подавление с применением обратной связи Изд-во Новосибирск: СО РАН, Изд-во Новосибирск: СО РАН, 2023 - 325 с. (год публикации - 2023)

5. Кропотова С.С., Волков Р.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Способ обеспечения видимости в задымленной среде, вызванной пожаром в помещении -, Патент на изобретение, 2788773 (год публикации - )

6. Р.С. Волков, А.С. Свириденко, П.А. Стрижак СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОЖАРНЫХ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ -, Патент на изобретение № 2807440 (год публикации - )

7. С.С. Кропотова, Г.В. Кузнецов, П.А. Стрижак Идентификация возгораний в помещениях от массивных и локальных нагретых поверхностей -, Программа для ЭВМ № 2023665705 (год публикации - )

8. С.С. Кропотова, Г.В. Кузнецов, П.А. Стрижак Определение времени идентификации возгораний по концентрациям продуктов термического разложения материалов -, Программа для ЭВМ № 2023665758 (год публикации - )

9. С.С. Кропотова, Д.В. Антонов, П.А. Стрижак Расчет диффузии газообразных продуктов термического разложения горючего материала -, Программа для ЭВМ № 2022684580 (год публикации - )

10. - В России создают метод обнаружения пожаров до появления пламени РИА Новости, Исследование проводится при поддержке гранта Российского научного фонда, проект №21-19-00009. (год публикации - )

11. - Теплофизики Томского политеха ищут точный способ обнаружить пожар в помещении на ранней стадии — пока нет дыма и огня Новости ФГАОУ ВО НИ ТПУ, Исследование проводится при поддержке гранта Российского научного фонда (проект №21-19-00009). (год публикации - )


Возможность практического использования результатов
Результаты исследований по проекту в 2021-2023 гг. могут (и определенная часть уже задействована) использоваться в нескольких направлениях: 1. При разработке методик, способов и подходов к локализации и подавлению возгораний специалистами МЧС России, а также при создании безлюдных технологий идентификации, локализации и подавления возгораний. 2. При обучении специалистов МЧС России и других ведомств в области пожарной сигнализации, локализации и подавления возгораний. 3. В вузах при обучении студентов, магистрантов и аспирантов по группе направлений и специальностей, связанных с физикой горения и взрыва, теплофизическими процессами и превращениями и др. 4. При проведении фундаментальных и прикладных исследований в области взаимодействия огнетушащих составов с твердыми и жидкими конденсированными веществами. 5. При развитии отечественных технологий регистрации нештатных ситуаций и нерегламентных событий, а также реагирования на них с применением искусственного интеллекта на примере нейросетей. Созданный в рамках проекта программно-аппаратный комплекс планируется развивать на различные нештатные ситуации в промышленности и жилом секторе для ранней идентификации событий, причин, объектов, выработке рекомендаций по исправлению ситуаций с минимальными материальными и временными ресурсами.