Mänty-, ja kuusipuiden hiiltymisen ja palamisen mallintaminen pyrolyysin, kytemisen ja liekehtivän palon aikana

Tutkimuksen tavoitteena on kehittää toiminnallisen palosuunnittelun käyttöön materiaalimalli mänty-, ja kuusipuutavaralle ennustamaan hiiltymärintaman etenemistä ja lämmönvapautusta palavassa puussa. Kummallekin puulajille muodostettiin kaksi erillistä mallia, joista ensimmäisessä puu oletetaan yhdeksi yhtenäisesti hiiltymää tuottavaksi komponentiksi, toisessa taas puumateriaalin hiiltyminen mallinnetaan puun kunkin pääkomponentin toisistaan riippumattomien pyrolyysireaktioiden kautta (yhden ja rinnakkaisten reaktioiden mallit). Materiaalimallien kalibroinnissa ja validoinnissa käytetään kartiokalorimetrikokeita. Mallit ovat suunniteltu kattamaan palonkehityksen eri vaiheita, kuten täysin kehittyneen tulipalon, jossa happea on rajallisesti saatavilla, ja liekehtivän palamisen jälkeisen hiipumisvaiheen, jonka aikana paljas hiiltynyt puu voi palaa kytien liekittömästi. Sekä kuusi-, että mäntypuulla yhden ja rinnakkaisten reaktioiden mallit kykenivät toistamaan kartiokalorimetrikokeet lähes yhtäläisellä tarkkuudella. Yksinkertaisempi yhden reaktion malli on täten suositeltava vaihtoehto, uusien parametrien kasvattaessa mallin epävarmuutta. Malleja kokeiltiin suuren mittakaavan palotestien tulosten ennustamisessa, joissa ne kykenivät ennusta maan hiiltymän etenemistä, mutta simulaation lopullinen lämpötilaprofiili erosi kokeellisesta.