Эксперименты в огневом симуляторе
Иногда сложные формулы теплофизики в контексте теории горения — пугают пожарных. И даже для тех, кто решил их освоить эти формулы... зачастую остаются интуитивными только на бумаге.
Сегодня я хотел бы поделиться частью моих недавних экспериментов — как мне кажется наиболее наглядные примеры той самой теплофизики (без формул, обещаю🤫).
Думаю будет несколько подобных статей, где мы разберём и проанализируем разные моменты.
А, да, график в комментариях 👇
Контекст
📝 Во время проведения занятий в огневом симуляторе, с помощью моих коллег — я нашёл время для нескольких коротких экспериментов.
🐳 Разместили датчики на «ФаерКите» и отправили его в плавание по тепловым потокам.
Если серьёзно, то Тема был на позиции «истопщика» — тот кто ближе всего к топке и соответственно к очагу.
🕚 Последнюю четверть времени Тема сменился и ушёл ближе к выходу — там где излучение от очага доходит меньше всего.
Датчики
💸 В этот раз хорошие термопары с регистратором температуры.
Вкратце напомню:
Тепло ≠ Температура
Расположение:
🔹 СН 1 - Грудь (слева);
🔹 СН 2 - Над каской;
🔹 СН 3 - Кожа головы;
🔹 СН 4 - Живот (слева).
Температура головы (СН 3)
🌡️ Пиковое значение достигло 44° кожного покрова головы (T°max = 44°C)
При этом после достижения приблизительно 43 °C температура практически перестала снижаться, несмотря на то, что инструктор отошёл в заднюю часть симулятора как раз для того, чтобы охладиться.
📌 Выход из зоны интенсивного теплового воздействия ещё не означает, что тепловая нагрузка на организм сразу прекратилась.
Над каской (CH 2)
📎 Термопара не была прикреплена к поверхности каски, а находилась на несколько миллиметров выше.
Это было сделано намеренно, чтобы максимально уменьшить влияние теплопроводности от самой каски.
📈 Здесь T°max = 423 °C, на графике хорошо видны пики — это те самые «вспышки», которые мы создаём в симуляторе для педагогического процесса.
📌 Интересно заменить, что между CH 2 (над каской) и CH 3 (кожа головы) разница всего 2-3см.
Грудь (СН 1) - Живот (СН 4)
Датчики находились с одной стороны на разной высоте, разница составляла примерно 35–40 см.
📊 При этом во время активной фазы работы Темы на переднем плане (перед очагом), оба датчика фиксировали +/- одинаковую температуру.
На первый взгляд возникает логичный вопрос:
Почему? Ведь чем выше — тем должно быть теплее? Температурная стратификация или как ее там...
📌 Здесь как раз стоит вспомнить способы передачи тепла.
Правило «чем выше — тем горячее» хорошо описывает температурную стратификацию газовой среды: горячие газы менее плотные и скапливаются преимущественно в верхней части помещения.
⚠️ Но пожарный рядом с очагом получает тепловую энергию не только за счёт контакта с горячей газовой средой.
Но есть ещё тепловое излучение!
⚖ В близости от очага грудь и живот находились +/- на равном расстоянии от мощного источника излучения.
♨️ Вероятнее всего: высокая доля теплового излучения частично «сглаживала» разницу. Так как окружающая среда еще не создавала достаточного препятствия для электромагнитных волн теплового излучения.
✅ Когда Тема отошёл от очага на задний план, чтобы охладиться — здесь разница между CH1 и CH4 становится уже более выраженной. Так как воздействие теплового излучения снизилось.
Удачи вам 🔥💪