Пожарный должен быть умным

🔥 Температурный режим

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.


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 🔥💪

🔥 Огневые занятия

И эксперименты...


На прошлой неделе успешно прошли занятия по теме: «Пожарная Динамика».

📈 С коллективом энтузиастов нам не только удалось поставить на ноги эти занятия, но и выйти на серьёзный педагогический уровень (по моему мнению).

📊 Было потрачено огромное количество человеко-часов для разрабатывания материалов и методики. Это частично объясняет моё отсутствие))


🎯 Эта победа ещё раз доказывает:

Если скрестить силы энтузиастов по своей теме, то рождается принципиально новый, качественный продукт.

Темы занятий

📚 Теория:
- Теория горения;
- Токсические риски;
- Культура экипировки;

🚒 Практика:
- Малый симулятор;
- Большой симулятор.


Эксперименты

📝 Как обычно при подобных занятиях я собираю и анализирую приличное количество полученных данных. Чтобы поделиться с вами этими наработками.

Основным предметом экспериментов в этот раз:

«Анализ температурного режима, который возлагается на пожарного при боевых действиях.»


🛠️ Пока «Life by Touch» выживал, «ФаерКит» был моим подопытным для экспериментов. А «Делай то, что ближе» уверенно писал перманентным маркером на казённой стене. 😅

©️ И таймлапс я позаимствовал у 5NOMER


🔍 Скоро рассмотрим и проанализируем полученные данные.


Всем удачи 💪🔥

🔥💨 Горячий дым пожара имеет собственную подъёмную силу, обусловленную его температурным режимом.

📌 Поэтому поведение дымового шлейфа пожара и холодного выброса АХОВ на начальной стадии может сильно отличаться.

Но эти различия могут смываться как только дым пожара будет охлаждаться окружающей средой.


Применение за рубежом

Все чаще можно встретить звенья метеорологической разведки на пожаре как отдельную составляющую, которую формируют на крупных ЧС.

⚖ Конечно при условии достаточных сил и средств.

📈 Безусловно, это направление развивается в контексте городских пожаров (помимо контекста лесных пожаров и техногенных аварий). Хоть и находится ещё на ранней стадии.


Что дальше?

В ближайшем будущем, думаю, затронем эту тему подробнее. Всё намного сложнее, и от этого интереснее, чем кажется))

📌 А пока мы можем задуматься, взять на заметку некоторые тезисы и в будущем освоить несколько приёмов метеорологической разведки.


Удачи вам 💪🔥

🌬️ Метеорологическая разведка

Можно ли сравнить выброс АХОВ и пожар?

🤔 Вопрос отрытый...


Контекст

🧪 Само понятие метеорологической разведки нам привычнее учитывать при авариях с АХОВ: различных выбросах и утечках химикатов в окружающую среду.

💦 Причём иногда при выбросе химикатов речь идёт не только о газовой фазе вещества. Например, жидкости имеют свойство испаряться. В зависимости от внешних условий и характеристик химиката это может создать определённые проблемы.


Сравнение

📚 В совокупности изучения токсических рисков на пожаре и основ метеорологической разведки мы всё больше приходим к главному тезису на сегодняшний день:

Выброс аварийно химически опасного вещества (АХОВ) и распространение продуктов горения при пожаре имеют много общего.

... с точки зрения переноса и рассеивания загрязнений в окружающей среде.

📌 Здесь не стоит пытаться выяснить, что опаснее из этих двух вариантов. Порой вещества, присутствующие в газо-дымовой фазе пожара, могут быть не менее опасны.


Если разобраться

✅ Хорошо, допустим, мы всерьёз решили сравнить некоторые аспекты выброса АХОВ и пожара.

Тогда можно пойти ещё дальше, развивая этот тезис в пользу разных решений на пожаре. Таких как:

🔹 Сама идея применения способов дегазации снаряжения и экипировки;

🔹 Определённая гигиена и культура экипировки;

🔹 Разделение на условно чистые и грязные зоны;

🔹 Ограничение времени воздействия загрязнённой среды на сотрудника и его экипировку;

🔹 Учёт метеорологической обстановки.

На данный момент вышеперечисленные пункты уже не выглядят как что-то сверхъестественное и вполне применимы к условиям пожара после определённой адаптации.


Метеорологическая разведка

📝 Это комплекс мероприятий по наблюдению и оценке метеорологической обстановки в районе ЧС и её изменений на протяжении проведения работ.

📊 Полученные данные (результаты) будут вносить свои коррективы для последующих тактических решений.

🎯 Кстати, затрагивая тактику...

Здесь можно порассуждать какие тактические преимущества сможет нам дать метеорологическая разведка.

Наверное, в первую очередь дать задуматься:

- Каким образом метеорологическая обстановка повлияет на процесс горения. Например: как скажется ветровая нагрузка на пожар, тактическую вентиляцию и т.д.;

- Какие помещения/этажи в горящем здании могут находиться в потенциальной зоне риска распространения продуктов горения;

- Как будет распространяться дым за пределами зоны горения. В том числе потенциальные направления его движения в жилой сектор или зону сосредоточения сил и средств ПО.


📌 Если вдуматься в каждый из этих пунктов, можно понять, насколько быстро ситуация на пожаре может измениться не в нашу пользу.

Помимо направления и скорости ветра в метеорологической разведке немаловажную роль играет 👇


Вертикальная устойчивость воздуха

💨 Каким бы ни был неконтролируемый выброс химикатов в окружающую среду (АХОВ или продукты пожара) — поведение образовавшегося шлейфа может сильно различаться.

⚠️ И да, хлор не обязательно во всех условиях будет просто «стелиться по земле», а аммиак — постоянно уходить всё выше.

Это немного противоречит упрощённой модели, которую многим из нас преподавали. Реальная картина сложнее: плотность газа — только один из факторов.

📌 Если очень тезисно, вертикальная устойчивость воздуха показывает, насколько атмосфера способствует или препятствует вертикальному перемешиванию.

Для упрощения и визуализации представим загрязнённую массу как «облако вещества».

Тогда:

- Инверсия: вертикальное перемешивание подавлено. Загрязнение хуже рассеивается по высоте и может дольше сохранять высокую концентрацию у земли.
⬇️ «Облако вещества смещается ближе к земле».

- Изотермия: условно промежуточное состояние.
➡️ «Облако вещества стелиться горизонтально».

- Конвекция: вертикальное перемешивание развито, загрязнение активнее рассеивается по высоте.
⬆️ «Облако вещества поднимается вверх».


Различия

Справедливости ради:

💨 Расчёт воздуха ДА

Калькулятор расхода


📥 Сегодня вы можете скачать и попробовать интерактивную симуляцию расчёта воздуха в баллонах ДА.

📂 Файл будет в комментариях под этим постом.👇


Контекст

Некоторое время назад в отдельной статье мы затрагивали тему коэффициента сжатия воздуха.

🖇 Вкратце напомню:

Этот коэффициент показывает, насколько «честно» газ под давлением превращается в определённый объём при атмосферном давлении.

⚖ Коэффициент сжатия не изменяется прямо пропорционально давлению в баллоне ДА — отсюда и возникает вся сложность.

📲 Данный калькулятор опирается на мою математическую модель расчёта.

📈 В свою очередь один самых важных переменных этой модели является функция коэффициента сжатия Z(P), которую тоже пришлось расчитать самому.


Цель калькулятора

Мне хочется представить это мини-приложение именно как интерактивный симулятор расчётов.

🎯 В первую очередь — для понимания того, как взаимосвязаны разные параметры и как они влияют на результат.

📝 Кстати, ради интереса можете поэкспериментировать с данным калькулятором во время тренировок и сравнить расчётное время с реальным.

📄 Только, пожалуйста, отпишитесь мне о результатах.


Ограничения модели

📈 Функция Z(P) является демо-версией и аппроксимирует реальные табличные данные коэффициента сжатия с точностью около 95–96%. На данном этапе этого вполне достаточно.

🚀 В будущем я хочу ещё больше приблизиться к реальным данным и построить новую функцию. Но это потребует немало времени.


Далее ограничения:

▫️ Температура

Первая версия модели не учитывает температурную поправку. Вся модель приведена к температуре сжатого воздуха 20 °С. Над этим тоже поработаем позже.


▫️ Кислород

Модель не предназначена для расчётов чистого кислорода. У него своя зависимость коэффициента сжатия от давления.

Если применить данную модель к кислороду вместо сжатого воздуха, можно получить заметное отклонение на графике в диапазоне примерно 200–300 бар. Максимальная погрешность достигает около 13% относительно табличных данных.

📌 Тем не менее даже такая модель значительно точнее, чем полностью игнорировать коэффициент сжатия в расчётах.


▫️ Влажность воздуха

Данная модель рассчитана на относительно сухой сжатый воздух.

📌 Именно такой воздух должны обеспечивать компрессорные установки на постах и базах ГДЗС.


Продолжение

🤝 Совместно с каналом «ФаерКит» мы работаем над онлайн-платформой, в которой можно будет также рассчитывать запас воздуха с использованием дополнительных параметров.

🛠️ Также постепенно я буду усложнять математическую модель, в том числе:

- Интегрировать температурную поправку;

- Добавить расчёты для чистого кислорода (ДАСК и оксигенотерапия);

А если получится — учесть влияние теплообмена сжатого воздуха с окружающей средой.


📌 А пока предлагаю протестировать текущую модель.

📩 По возможности поделитесь своими впечатлениями во время эксплуатации мини-приложения.


Всем удачи 🔥💪