Моделирование процессов возникновения и распространения лесного низового пожара с оценкой уровня тепловой нагрузки от фронта пламени

УДК 614.841.41:[614.841.42:630]
Авторы Ласута Геннадий Федорович, кандидат сельскохозяйственных наук
Гоман Павел Николаевич, кандидат технических наук, доцент
Аннотация Представлены результаты экспериментально-аналитического исследования процессов возникновения и распространения лесного низового пожара. Выявлены значения температуры факела пламени при горении напочвенного покрова соснового леса, определен уровень прогрева лесного горючего материала при воздействии теплового излучения. Осуществлен расчет плотности лучистого теплового потока от фронта пламени цилиндрической формы с последующим прогнозом реализуемых в условиях лесного пожара уровней теплового воздействия.
Ключевые слова лесной низовой пожар, лесной горючий материал, фронт пламени, тепловое излучение, горение
  Литература
1. Крупнейшие лесные пожары в мире. Досье [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://tass.ru/info/5397861. – Дата доступа: 26.02.2019.
2. В Калифорнии локализован природный пожар [Электронный ресурс]. – 2019. – Режим доступа: https://ru.euronews.com/2018/11/25/california-camp-fire-contained. – Дата доступа: 26.02.2019.
3. Богорад, В.И. Радиационные последствия пожара в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС / В.И. Богорад [и др.] // Ядерная и радиационная безопасность. – 2016. – Вып. 1(69). – С. 64–68.
4. В Чернобыльской зоне отчуждения вновь возник пожар [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.interfax.ru/world/616303. – Дата доступа: 26.02.2019.
5. Лесные пожары и площадь, пройденная лесными пожарами [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.belstat.gov.by/ofitsialnaya-statistika/realny-sector-ekonomiki/selskoe-hozyaistvo/lesnoe-khozyaystvo/godovye-dannye/lesnye-pozhary-i-ploshchad-proydennaya-lesnymi-pozharami/. – Дата доступа: 27.03.2019.
6. Усеня, В.В. Лесные пожары, последствия и борьба с ними / В.В. Усеня. – Гомель: Ин-т леса НАН Беларуси, 2002. – 206 с.
7. Гусев, В.Г. Физико-математические модели распространения пожаров и противопожарные барьеры в сосновых лесах / В.Г. Гусев. – СПб.: НИИ ЛХ, 2005. – 200 с.
8. Гришин, А.М. Математические модели лесных пожаров / А.М. Гришин. – Томск: Томский ун-т, 1981. – 278 с.
9. Доррер, Г.А. Динамика лесных пожаров / Г.А. Доррер. – Новосибирск: СО РАН, 2008. – 404 с.
10. Арцыбашев, Е.С. Лесные пожары и борьба с ними / Е.С. Арцыбашев. – М.: Лесная промышленность, 1974. – 152 с.
11. Овсянников, И.В. Противопожарное устройство лесов / И.В. Овсянников. – М.: Лесная промышленность, 1978. – 112 с.
12. Кузнецов, Г.В. Прогноз возникновения лесных пожаров и их экологических последствий / Г.В. Кузнецов, Н.В. Барановский. – Новосибирск: СО РАН, 2009. – 301 с.
13. Ходаков, В.Е. Лесные пожары: методы исследования / В.Е. Ходаков, М.В. Жарикова. – Херсон: Гринь Д.С., 2011. – 470 с.
14. Ford, R. Investigation of Wildfires / R. Ford. – Bend: Maverick Publications, 1995. – 176 p.
15. Weber, R. Modelling fire spread through fuel beds / R. Weber // Progress in Energy and Combustion Science. – 1991. – Vol. 17. – P. 62–82.
16. Dupuy, J. Fire spread through a porous forest fuel bed: A radiative and convective model including fire-induced flow effects / J. Dupuy, M. Larini // Int. J. Wildland Fire. – 1999. – Vol. 9, № 3. – P. 155–172.
17. McCaw, W. Predicting fire spread in Western Australia mallee-heath shrubland. PhD sci. diss. Synopsis / W. McCaw; University of New South Wales. – Canberra, Australia, 1998. – 256 p.
18. Babrauskas, V. Ignition Handbook / V. Babrauskas. – Issaquah: Fire Science Publishers, 2003. – 1118 p.
19. Linn, R. A transport model for prediction of wildfire behaviour. PhD sci. diss. / R. Linn; New Mexico State University. – Las Cruces, 1997. – 195 p.
20. Albini, F. A mathematical model for predicting the maximum potential spotting distance from a crown fire / F. Albini, M. Alexander, M. Cruz // Int. J. Wildland Fire. – 2012. – № 21. – P. 609–627.
21. Morvan, D. Physical phenomena and length scales governing the behaviour of wildfires: a case for physical modelling / D. Morvan // Fire Technol. – 2011. – № 47. – P. 437–460.
22. Mell, W. A physics-based approach to modelling grassland fires / W. Mell, M.A. Jenkins, J. Gould, P. Cheney // Int. J. Wildland Fire. – 2007. – № 16. – P. 1–22.
23. Sun, L. Comparison of burning characteristics of live and dead chaparral fuels / L. Sun, X. Zhou, S. Mahalingam, D.R. Weise // Combust. Flame. – 2006. – № 144. – P. 349–359.
24. Sullivan, A.L. Wildland surface fire spread modelling, 1990–2007. 1: physical and quasi-physical models / A.L. Sullivan // Int. J. Wildland Fire. – 2009. – № 18. – P. 349–368.
25. Chuah, K.H. The prediction of flame heights and flame shapes of small fire whirls / K.H. Chuah, G. Kushida // Proc. Combus. Inst. – 2007. – № 31. – P. 2599–2606.
26. Battaglia, F. Simulating fire whirls / F. Battaglia, K. McGrattan, R. Rehm, H. Baum // Combust. Theory Model. – 2000. – № 4. – P. 123–138.
27. Nelson, R.M. Re-analysis of wind and slope e?ects on ?ame characteristics of Mediterranean shrub fires / R.M. Nelson // Int. J. Wildland Fire. – 2015. – № 24. – 1001–1007.
28. Lei, J. Experimental research on combustion dynamics of medium-scale fire whirl / J. Lei, N. Liu, L. Zhang, H. Chen, L. Shu, P. Chen, et al. // Proc. Combust. Inst. – 2011. – № 33. – P. 2407–2415.
29. Morvan, D. Numerical study of the behaviour of a surface fire propagating through a firebreak built in a Mediterranean shrub layer / D. Morvan // Fire Saf. J. – 2015. – № 71. – P. 34–48.
30. Gavrilov, K. Numerical simulation of coherent structures over plant canopy / K. Gavrilov, G. Accary, D. Morvan, D. Lyubimov, S. M?radji, O. Bessonov // Flow, Turbul. Combust. – 2011. – № 86. – P. 89–111.
31. Гоман, П.Н. Экспериментально-численное моделирование процесса горения и распространения огня в условиях лесного низового пожара [Электронный ресурс] / П.Н. Гоман, В.Р. Соболь, Д.В. Баровик, В.Б. Таранчук // Технологии техносферной безопасности: Интернет-журнал. – Вып. 3(37). – 2011. – 14 с. – Режим доступа: http://elib.bspu.by/bitstream/doc/2029/1/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D1%8F%20%D0%A2%D0%A2%D0%91.pdf. – Дата доступа: 16.02.2019.
32. Гоман, П.Н. Оценка способности наземного лесного горючего материала к воспламенению и поддержанию процесса горения по своей поверхности / П.Н. Гоман // Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. – 2018. – Т 2, № 4. – С. 446–454.
33. Соболь, В.Р. О влиянии формы протяженного теплового источника на плотность лучистого потока энергии / В.Р. Соболь, П.Н. Гоман, В.И. Януть // Весці БДПУ. Сер. III, Фізіка. Матэматыка. Інфарматыка. Біялогія. Геаграфія. – 2010. – № 4. – С. 3–9.
34. Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость: ГОСТ 30402–96. – Введ. 30.03.97. – Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь: ФГУП ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1996. – 27 с.
35. Соболь, В.Р. К вопросу о пространственном распределении интенсивности лучистого потока энергии от источника большой площади / В.Р. Соболь, П.Н. Гоман, В.И. Януть // Чрезвычайные ситуации: образование и наука. – 2011. – № 2(6) – С. 116–124.
36. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования: ГОСТ 12.1.004-91. – Введ. 01.07.92. – М.: Гос. ком-т по стандартизации: МВД СССР, 1991. – 80 с.
37. Cruz, M.G. Ignition of crown fuels above a spreading surface fire. PhD sci. diss. / M.G. Cruz; University of Montana. – Missoula, 2004. – 126 p.
38. Уонг, Х. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: справочник / Пер. с англ. / Х. Уонг. – М.: Атомиздат, 1979. – 216 с.
39. Степанов, К.Л. Тепловое излучение взрыва: Оценки риска термического поражения людей и возникновения пожаров / К.Л. Степанов, Л.К. Станчиц, Ю.А. Станкевич // Вестн. Команд.-инженер. ин-та МЧС Республики Беларусь. – 2011. – № 1(13). – С. 31–45.
40. Гоман, П.Н. Аналитическое решение задачи по определению уровня тепловой нагрузки от цилиндрического фронта пламени лесного пожара / П.Н. Гоман // Проблемы обеспечения безопасности людей при пожаре и взрыве: материалы IV Междунар. заочн. науч.-практ. конф., Минск, 22 декабря 2017 г. / Университет гражданской защиты МЧС Беларуси; редкол.: И.И. Полевода [и др.]. – Минск, 2017. – С. 54–59.