Abstrakt
Cel: Przeprowadzenie oceny wilgotności igieł sosny zwyczajnej, jednego z ważnych czynników zagrożenia pożarowego, na podstawie ich właściwości elektro-fizycznych, która umożliwi szybką diagnostykę zagrożenia pożarowego w lasach sosnowych; przeanalizowanie wpływu fizycznych i chemicznych właściwości igieł na stopień zagrożenia pożarowego.
Wprowadzenie: Wilgotność igieł sosny zwyczajnej wpływa na ich właściwości pożarowe. Ponieważ tradycyjne metody określania stopnia wilgotności wymagają znacznego nakładu czasu lub odpowiednich i precyzyjnych narzędzi oraz sposobów ich użycia, w artykule zaproponowana została metoda oceny wilgotności igieł sosny zwyczajnej na podstawie przenikalności elektrycznej, wyrażonej w pojemności kondensatora z igłami sosny umieszczonymi między jego okładkami.
Projekt i metody: Badania eksperymentalne wysuszonych igieł były prowadzone w laboratorium. Igły sosny były przechowywane w pomieszczeniu o temperaturze 20 ± 1°С i względnej wilgotności powietrza 46 ± 2% aż do uzyskania zrównoważonej wilgotności. Następnie igły umieszczono na 2 godziny w suszarce w temperaturze 100 ± 5°C do osiągnięcia stanu całkowicie suchego. Każdego dnia badań wartość wilgotności wyliczano poprzez ważenie igieł z wykorzystaniem wag laboratoryjnych. Przenikalność elektryczną oceniano na podstawie pojemności płaskiego kondensatora, pomiędzy okładki którego umieszczono określoną ilość igieł. Kondensator był podłączany do miernika pojemności. W celu przetwarzania wyników wykorzystano metody analizy statystycznej i odpowiednie oprogramowanie.
Wyniki: Wraz ze zmianą przenikalności elektrycznej następowały zmiany pojemności kondensatora, w którym znajdowały się igły rozłożone między okładkami. Otrzymano zależność między wilgotnością igieł a czasem suszenia oraz pojemnością kondensatora z igłami między okładkami a czasem suszenia. Pojemność kondensatora odpowiadała proporcjonalne przenikalności elektrycznej, wskazując, że stała dielektryczna zmniejsza się jednocześnie z wilgotnością. Wykorzystując elementy analizy regresyjnej, otrzymano liniowe i wielomianowe modele empiryczne opisujące zależności między wilgotnością igieł sosny a pojemnością kondensatora. Określenie bezpośrednio przenikalności elektrycznej igieł jest utrudnione, ponieważ pomiędzy okładkami poza igłami znajduje się również powietrze. W związku z tym do przeprowadzenia szybkiej diagnostyki bezpieczeństwa pożarowego zamiast przenikalności elektrycznej autorzy rekomendują wykorzystanie wartości pojemnościowej kondensatora z igłami.
Wnioski: Wilgotność igieł sosny zwyczajnej ma wpływ na pojemność kondensatora, w którym są one rozłożone. Ta zależność umożliwia ocenę stopnia zagrożenia pożarowego.
Słowa kluczowe: zagrożenie pożarowe, igły, wilgotność, pojemność kondensatora, sosna zwyczajna, przenikalność elektryczna otoczenia
Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy