MINISTERUL ADMINISTRAŢIEI ŞI INTERNELOR - IGSU

[9]). Un anumit grad de concordanţă cu rezultatele experimentale poate fi notat şi în
acest caz. Cu toate acestea, aplicarea modelului în cazul situaţiilor descrise de reacţii
chimice şi fenomene fizice complicate, conduce la rezultate limitate.
Janssens a propus un model de ardere mai avansat cu privire la
comportarea structurilor din lemn expuse la acţiunea focului (Janssens [10]; [11]).
Modelul se bazează pe transferul de căldură unidimensional în perete şi presupune
o valoare nulă a căldurii de reacţie. Conţinutul de umiditate a materialului a fost
luat în considerare, dar fără a ţine cont de migrarea acestei umidităţi către
suprafaţa rece. Trăsătura importantă a acestui model este aceea că ţine cont de
contracţia materialului în timpul arderii. Rata de contracţie a materialului este
bazată pe corelaţia lui White (White şi Nordheim [12]) obţinută în condiţiile unor
teste standard de aprindere (ASTM E119).
Yuen & co. [13] a dezvoltat un model matematic tridimensional pentru
studierea arderii materialelor pe bază de lemn, cu un conţinut important de umiditate.
Acest model conţine detalii ale procesului de evaporare a conţinutului de umiditate,
proprietăţi anizotropice ale materialului şi convecţia gazelor din conţinutul lemnului,
convecţie indusă de variaţia presiunii acestor gaze. Tipul de ardere descris de model
este dat de o reacţie tip Arrhenius de ordinul întâi. În total, modelul descrie pe baza a
şase reacţii, descompunerea termică a materialului solid.
Un alt tip de model are ca bază de calcul impunerea în calculul numeric, a
unei mase pierdute prin procesul de ardere a materialului studiat – Bonnefoy & co.
[14]. Valorile obţinute pentru cinetica arderii sunt în acest caz: energia molară E =
125 kJ/mol şi exponentul A = 1.25 x 10 8 s -1 . Yuen & co. [13] au găsit că masa
pierdută de materialul solid, calculată numeric, este inferioară datelor experimentale,
cauza fiind în special utilizarea unei singure reacţii cinetice în cadrul modelului.
Metoda de determinare a cineticii celor şase reacţii corespunzătoare principalilor
constituenţi a fost dezvoltată ulterior.
Datorită complexităţii modelului, în condiţii diferite de încălzire a
materialului, acest model a fost puţin utilizat.
Modelul de ardere unidimensională a lui Atreya se încadrează în categoria
modelelor avansate, de tipul global, într-un singur pas. Acest model se bazează pe
studiul arderii lemnului care porneşte de la ipoteza împrăştierii orizontale a flăcării.
Modelul rezolvă ecuaţia conducţiei termice cu variaţia locală a densităţii şi a
proprietăţilor termice. Modelul Atreya cu îmbunătăţirile ulterioare privind produşii de
reacţie, conţinutul de umiditate şi alte elemente sunt utilizate curent în cercetările
avansate în domeniul arderii, motiv pentru care în capitolul următor este prezentat în
detaliu.
164
MODELUL DE ARDERE TIP ATREYA
Schematic acest model este prezentat în Figura 1, împreună cu ecuaţiile
specifice bilanţului energetic precum şi condiţiile iniţiale şi la limită considerate.