CC BY
9
чество объектов на территории обслуживания пожарной станции, применения мобильных роботов. Использование мобильных роботов для охраны и мониторинга пожарной ситуации на объекте существенно сократит свободное горение возникшего пожара и позволит уменьшить экономический убыток от него.
Ключевые слова: материальные потери, пожары, мобильные роботы, пожарная охрана.
Zinko R.V., Sulojeva Ye.V. Mobile robots in fire prevention system
In the given paper methods of determination of damages, caused by fires, taking into consideration ecological wastes. For the improvement of the fire security effectiveness it is proposed to use teams of volunteers in countrysides, automatic installations of fire-extinguishing on the remote objects, to optimize quantity of objects on the territory of servicing of the fire station, usage of mobile robots. Usage of mobile robots for protection and monitoring of fire situation on the object will considerably decrease free fire extension of the emergent fire and allow to decrease economic damage of it.
Keywords: financial losses, mobile robots, fires, fire prevention.
УДК 697.92 Доц. С.С. Жуковський, канд. техн. наук;
асист. Г.М. Клименко - НУ "Львiвська полiтехнiка "
ЕФЕКТИВН1СТЬ ВЕНТИЛЮВАННЯ ВИРОБНИЧИХ ПРИМ1-ЩЕНЬ З ПОТУЖНИМИ ДЖЕРЕЛАМИ ТЕПЛОВИД1ЛЕНЬ ЗА СХЕМАМИ ПЕРЕТ1КАННЯ ПОВ1ТРЯ "ЗНИЗУ - ВВЕРХ"
Проаналiзовано ефектившсть вентилювання виробничого примщення з потуж-ними джерелами конвекцшних тепловидшень за певними схемами перетжання по-в^ря "знизу - вверх", спричиненого штучно- i термотисковими потенщалами за рiв-номiрностi джерельного жтатророзждалу безпосередньо в робочу зону та рiвномiр-ност пов^ровитжання з пристельового простору за наявност (або вщсутностс) систем випчно! вентиляцш з вентиляцшними ковпаками.
Ключовг слова: конвекцшш тепловидшення, схема перетжання пов^ря, ефектившсть вентилювання.
Актуальшсть проблеми. Дотепер ефектившсть вентилювання вироб-ничих примщень, а саме простору !х робочо! зони (РЗ), на стади проектуван-ня, практично не оцшюють, оскшьки вщсутш вагом1 нормативш критерп для цього. Терм1чш умови РЗ регламентуються забезпеченням температури (), рухомосп (уврз) 1 певного д1апазону вщносно! вологосп (^ъ.зо) в РЗ, а гтешч-ш параметри - ГДК домшантного забрудника (Св.рз), причому щ параметри визначають лише розрахунком притачних повггряних струмешв, без врахуван-ня штучно- 1 термоспонуканих тискових вплив1в 1 спричинено! переважно ними, в поеднанш з повггророзподшом 1 повировитжанням, схем перетжання пов1тря через примщення. В процеш експлуатацшних випробувань запроек-тованого таким чином вентилювання виявляеться, що щ параметри у виок-ремлених просторах ЗО, в1др1зняються м1ж собою 1 перевищують нормативш в кшька раз1в. Нормативна величина, якою е кратнють повггрообм1ну [1] при-мщення, взагал1 не ощнюе ефектившсть вентилювання РЗ примщення.
Аналiз дослiджень та публiкацiй. У роботах [2-4] запропоновано оць нювати ефектившсть загального вентилювання примщень вщповщними по-
казниками термiчшоl () i концентрацшно1 (тс) ефективносп, величина яких змiнюeться в межах вщ нуля до одишицi i залежить вiд таких визшачальших чинниюв: схеми перетжання повiтря через примщення; повпророзподшу i по-в^овитжання; потужшостi тепловидшень; повиропродукгавносл i конструк-цiйших особливостей смоюв систем мюцево1 вш!чно1 вентиляцп тощо. Вели-чини mt i тс рекомендовано визначати за вщомими формулами [1, 2]:
(1) (2)
tврз ^ пр .
tвит — $пр
св^з — спр
сеит — спр
де: tnp, tBp3 , tBum - температури повпря, вщповщно, припчного, внутршньо-го РЗ i випчного; спр, сврз , свит - концентрацп домiнантного забрудника в повпр^ вщповщно, припчному, внутршньому РЗ i витiчному.
У роботах [2, 3, 8] проаналiзовано ефектившсть загального вентилю-вання примiщення за трьох iдеалiзованих схем перетiкання повпря (випи-рального, струминного повного перемiшуваного i ежекцiйно-струминного) без врахування тискових впливiв та iнших визначальних чинниюв, що 1х спричиняють.
Мета роботи - аналiз ефективностi вентилювання виробничих примь щень з потужними джерелами конвекцшних тепловидiлень i системами мю-цево1 випчно1 вентиляцп за кiлькома схемами перетжання повiтря "знизу -вверх" шдвпливом штучно- i термоспонуканих тискових потенцiалiв за дже-рельного повиророзпод^ безпосередньо в робочу зону i рiвномiрного повгт-ровитiкання з пристельового простору.
У разi термоаерацiйного вентилювання виробничого примщення за схемою рис. 1 (випадок 1), коли ^ Gnpi Geumj-, рiвень зони нульового (нейтрального) тиску (ЗНТ) залежить вщ вертикально1 вiдстанi h, яка впливае на величину термотискового потенщалу Apt, що виникае у примщенш внас-лiдок градiента температури внутрiшнього повiтря поза межами конвекцшних струмешв, а також термотискових потенцiалiв окремих конвекцiйних струмешв Aptt:
Apt = ht ■ (Рпр -Рвит) ■ g; (3)
Aptl = h ■ (Ре.сер - Рстр.1) ■ g'; (4)
Apt2 = h2 ■ (Ресер - Рстр.2) ■ g; (5)
APtn = hn ■ (ре.сер реитп ) ■ g. (6)
де: ht - вертикальна (прямовисна) вщстань вщ центра площинного рiвня по-вiтропритiчних отворiв до центра (площинного рiвня) повiтровитiчних отво-рiв, м; рпр, рвит - густини, вщповщно, притiчного (зовнiшнього) i витiчного поза (межами конвекцшних струмешв) повиря, кг/м3; рвсер - середня густина внутршнього повiтря поза межами конвекцiйних струмешв; рстр.1, рстр.2, ... , реит.п - середнi густини повпря, вщповщно, 1-го, 2-го i n-го конвекцiйних
струмешв; к\, к2, ..., к„, - вертикальнi вiдстанi вiд горизонтально! поверхш, вщповщно, 1 -го, 2-го i п-го теплоджерел до верхiвки конвекцiйних струмешв.
Рис. 1. Схема загального прит1чно-вит1чного вентилювання виробничого прим1-щення з потужними джерелами конвекцшних тепловидтень за схемою перет-
кання пов1тря "знизу - вверх", спричиненого термоспонуканим тисковим потенщалом в1д град1ента внутр1шньоТ температури Ь термоспонуканими тиско-вими потенщалами конвекцшних струмешв: 1...3 - потужт джерела конвекцшних тепловидшень; 4 - пристроI для притоку повтря; 5 - пристроI для витоку повтря; РЗ-робоча зона; Нпр - висота примщення; ЗНТ -зона нульового (нейтрального) надлишкового тиску
Аналiз вентилювання примщення зпдно з випадком 1 (рис. 1), а та-кож формул (1)...(3) засвщчуе, що рiвень зони нульового тиску (ЗНТ) у цьому випадку дуже наближено дорiвнюватиме половит висоти примщення, внаслщок чого у всьому просторi РЗ термiчнi i гiгieнiчнi параметри внут-ршнього повiтря вiдповiдатимуть параметрам притiчного (межового зов-нiшнього) повiтря. Понизити рiвень ЗНТ можна, наприклад, знизивши висоту повпроприпчних пристро!в. Значення mt буде в межах 0,2 ... 0,3, що тдтвер-джуеться результатами експериментальних дослiджень [7]. Для випадку 2, коли загальне притiкання i витжання повiтря за схемою "знизу - вверх", т=0,25 [7] (вентилювання активне термовипиральне)), зумовлене тисковими впливами, е термоспонуканим i дiють системи мюцево! термоспонукано! ви-пчно! вентиляцп з вентиляцшними ковпаками, для випадку, коли X Ср = X ^вит.] + ^ ^мвк, рiвень ЗНТ понизиться поршняно iз версiею вентилювання згiдно з рис. 1, i дещо перевищуватиме рiвень основних (вхщних) отворiв вентковпакiв. Отже, i в цьому випадку параметри внутршнього по-вiтря РЗ приблизно вщповщатимуть параметрам притiчного (межового зов-шшнього) повiтря. Величина т1 (т0) буде, ймовiрно, в межах 0,3. 0,4 (термовипиральне вентилювання [8]).
Для випадку 3 (рис. 2) вентилювання примщення за схемою переть кання повпря "знизу - вниз - уверх", спричинено! штучноспонуканим тисковим потенщалом Ар=рпр-рвит систем загально! випчно-притачно! вентиляцп, у взаемоди з термоспонуканим тисковим потенщалом Ар, що виникае внасль
док плюсового градieнта ^ по висотi примщення (поза межами конвекцiйних струмешв), i термотисковими потенцiалами Дря, Дра, Дры, що виникають внаслiдок взаемодп конвекцiйних струменiв iз навколишнiм повпрям з ураху-ванням наявностi вентиляцшних ковпаюв систем мюцево! вилчно! вентиляцп, за балансiв витрат прилчного i витiчного повiтря (£ С„Р! = £ + £ Смяк) (рис. 2), рiвень ЗНТ буде наближено в межах рiвнiв ЗНТ, що виникають за схем вентилювання примiщення зпдно з попереднiми випадками 1 i 2. Швидкiсть перетiкання повiтря через РЗ зросте ^ вщповщно, час його перебування в нiй буде дещо менший, порiвняно з термоаерацшним вентилюванням (рис. 1), тобто термiчна i гiгieнiчна якiсть повiтря тдвищить-ся i приблизно вiдповiдатиме параметрам припчного повiтря■ Величина mt (т0) буде, ймовiрно, в межах 0,4...0,5 (вентилювання термовипиральне [8]).
Рис. 2. Схема вентилювання виробничого примiщення Ь системами механiчноí загально'1 прит1чно-вит1чно1' вентиляци та джерелами тепловидлнь рiзних теплопродуктивностей i габаритних розмiрiв з термоспонуканою мкцевою ви-т1чною вентилящею за розмщення робочих отворiв мкцевих смотв (вентковпа-шв) нарiвнi верхiвки РЗ заумови: £Опр = £Омв + £ Оеит 1---3 - потужт джерела конвекцшних тепловидыень; ПР - джерельний повтророзподтювач; ПВ - повтро-витжач, МС - мкцевий смок; ПГ - повтроготувач; ЗНТ - зона нейтрального (нульового) надлишкового тиску
Для випадку 4 (рис. 3) за схемою перетжання повпря "знизу - вниз -уверх", спричиненого штучно спонуканим тисковим потенщалом Др=рпр-рвит, систем загально! припчно-випчно! вентиляцп у взаемодп з термоспонуканим тисковим потенщалом Др, що виникае внаслщок плюсового градieнта ^ по висот примщення за межами конвекцшних струмешв, i термоспонуканими тисковими потенцiалами Дpt1, Дpt2, Дры, що виникають внаслiдок взаемодп конвекцшних струмешв iз навколишнiм повпрям, з врахуванням наявностi вентиляцiйних ковпаюв за балансiв витрат притiчного i витiчного повiтря (£ = £ Овит,] +£ Ом.е.к), рiвень ЗНТ буде дещо нижчим вiд рiвня ЗНТ в по-
передньому випадку 3. У бiльшостi простору РЗ будуть забезпечуватись па-раметри внутршнього повпря, що приблизно вiдповiдаe параметрам припч-ного повiтря (дещо перевищуватиме !х) [4]. Показники (т0) будуть, ймо-вiрно, дорiвнювати 0,4.0,5 (таке вентилювання примщення е термовипи-ральним [8]). Для перетворення перемiшувального вентилювання примщен-ня, зпдно з випадком 4 (рис. 3), термовипиральне потрiбно замiсть мехашч-но! загально! випчно! вентиляцп пристельово! зони примiщення для того, щоби забезпечити природну загальну витiчну вентилящю зще! зони.
Рис. 3. Схема вентилювання виробничого примщення з потужними джерелами тепловидЬень за схемою перетжання повiтря "знизу - вниз -уверх" з частко-вим витшанням повiтря Ь пристельовоЧзони, спричиненим штучно- i термос-понуканими тисковими впливами, заумови ^Опр = ^Оже + ^Оеыт 1...3 - по-
тужт джерела (рiзноi площi i высоты) конвекцтных тепловыдшень; ПР - джерель-ный повтророзподтювач; ПВ - повтровытжач, МС - мiсцевый смок (вентковпак; ПГ- повтроготувач; ЗНТ - зона нейтрального (нульового) надлышкового тыску
Висновки:
1. У раз! вентилювання виробничого примщення з потужними джерелами конвенцшних тепловиделень за схеми перетжання повпря "знизу -вверх" [ нульового балансу повпрообм!ну загально! прилчно-вилчно! вентиляцп та вщсутност м1сцево! вентиляцп, термоспонуканий тиско-вий потенщал виникае внаслщок град1ента внутршньо! температури поза межами конвекцшних струмеш тискових потенщал!в окремих конвекцшних струмешв, а р1вень зони нульового тиску буде наближено дор1в-нювти половин! висоти примщення. Показник терм!чно! ефективност загально! вентиляц!! прим!щення тг = 0,2...0,3, це п!дтверджуеться результатами експериментальних досл!джень, отже таке вентилювання е активним термовипиральним, а параметри внутршнього пов!тря РЗ приблизно вщповщатимуть параметрам прит!чного (межового зовшш-нього повпря).
2. Коли загальна прилчно-вилчна вентиляц!я виробничого прим!щення, реал!зована за схемою перетжання пов!тря "знизу - вверх", е термоспо-
нуканою [ д1ють системи м1сцево! термоспонукано! витчно! вентиляци [ з вентиляцшними ковпаками, за нульового балансу повпрообм1ну, рь вень ЗНТ дещо понизиться, пор1вняно 1з попередньою вермею, [ дещо перевищуватиме р1вень основних (вхщних) отвор1в вентиляцшних ков-паюв. Параметри внутршнього повпря РЗ приблизно вщповщатимуть параметрам прилчного (межовового зовшшнього) повпря. Величина тг буде, ймов1рно, в межах 0,3. 0,4, що засв1дчуе активну термовипираль-шсть вентилювання.
3. У раз1 вентилювання виробничого примщення за схеми перетжання повпря "знизу-вниз-уверх", спричинено! штучноспонуканим тисковим по-тенщалом систем загально! прилчно-вилчно! вентиляци, у взаемоди з термоспонуканим тисковим потенщалом внаслщок град1ента температу-ри внутршнього повпря над межами конвекцшних струмешв \ термос-понуканими тисковими потенщалами, що виникають внаслщок взаемов-пливу ковекцшних струмешв з навколишшм повпрям при врахуванш наявност вентковпаюв систем м1сцево! вилчно! вентиляци, за нульового балансу повпрообм1иу, р1вень ЗНТ також перевищуватиме р1вень РЗ. Терм1чна \ ппешчна яюсть внутршнього повпря РЗ приблизно вщповь датимуть параметрам прилчного пов1тря, приготованого у повпроготу-вач1 Величина тг буде, ймов1рно, в межах 0,4.0,5, тобто вентилювання примщень е термовипиральним.
Л1тература
1. Внутренние санитарно-технические устройства■ - В 2-х ч. / под ред. И.Г. Староверова. - Изд. 3-ое, [перераб. и доп.]. - Сер.: 42. Вентиляция и кондиционирование воздуха. - М. : Стройиздат, 1978. - 509 с.
2. Жуковський С.С. Температурна ефектившсть загальнообмшно! вентиляци / С.С. Жу-ковський // Ринок шсталяцш. - 2003, № 7. - С. 6-7.
3. Жуковський С.С. Ефектившсть загальнообмшно! вентиляци щодо перемщення шкщ-ливих речовин поза меж примщення / С.С. Жуковський // Вюник Нацюнального ушверсите-ту "Льв1вська политика". - Сер.: Теор1я 1 практика буд1вництва. - Льв1в : Вид-во НУ "Льв1вська полгтехшка. - 2004. - № 495. - С. 72-78.
4. Жуковський С.С. Вентилювання примщень : навч. поабн. / С.С. Жуковський та ш. -Льв1в : Вид-во НУ " Льв1вська полггехшка", 2007. - 476 с.
5. Молчанов Б.С. Проектирование промышленной вентиляции : пособ. проектировщиков / Б.С. Молчанов. - Изд. 2-ое, [перераб. и доп.]. - Л. : Из-во лит-ры по строительству, 1970.
- 238 с.
6. Волков О.Д. Проектирование вентиляции промышленных зданий / О.Д. Волков. -Харгав : Вид-во "Вища шк.", 1989. - 240 с.
7. Жуковський С.С. Особливост температурно! стратифжаци внутршнього повпря ефективно тепло1зольованого примщення за дИ систем термовипирально! безтрубопровщно! вентиляци (аераци) / С.С. Жуковський, Г.М. Клименко та ш.// Вюник Нацюнального ушвер-ситету "Льв1вська полггехшка'\ - Сер.: Теплоенергетика. 1нженер1я довкшля. Автоматизащя.
- Льв1в : Вид-во НУ "Льв1вська полггехшка. - 2008. - № 617. - С. 47-51.
8. Жуковський С.С. "Оцшювання термовипиральностГ" деяких сучасних вентиляцшних систем примщень / С.С. Жуковський // Вюник Нацюнального ушверситету "Льв1вська пот-технжа". - Сер.: Теор1я 1 практика буд1вництва. - Льв1в : Вид-во НУ "Льв1вська полггехшка".
- 2007. - № 600. - С. 125-132.
Жуковский С.С., Клименко Г.М. Эффективность вентилирования производственных помещений с мощными источниками тепловыделений по схемам перетекания воздуха "снизу - вверх"
Проанализирована эффективность вентилирования производственного помещения с мощными источниками конвекционных тепловыделений по некоторым схемам перетекания воздуха "снизу - вверх", вызванного искусственно- и термопринудительными потенциалами давления при равномерном вытекании воздуха из припо-толочной области при наличии (или отсутствии) систем вытяжной вентиляции с вентиляционными зонтами.
Ключевые слова: конвекционные тепловыделения, схема перетекания воздуха, эффективность вентилирования.
Zhukovskiy S.S., Klimenko G.M. Efficiency aeration production faciliTies with a powerful sourse teplovydilen scheme flowing air "bottom-up"
In this article efficiency of ventilation of industry room with power source of convec-tive heat flows at schemes of air transfer "from bottom - to top", that are caused artificial and thermal forced potential of pressure at uniforminity of source air distribution directly into serviced area and uniforminity air leakage from ceiling space at presence (or absence) of exhaust ventilation system with ventilation devices has been analysed.
Keywords: convektive heat flows; scheme of air transfer; efficiency of ventilation; potential of pressure.
УДК 697.922.2 Доц. С.С. Жуковський, канд. техн. наук;
студ. РА. Гудз - НУ "Львiвська полiтехнiка "
ОСОБЛИВОСТ1 ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ПАРАМЕТ-Р1В ОСНОВНИХ ВИД1В ПОВ1ТРЯ У ПРОЦЕСАХ ЗАГАЛЬНОГО МЕХАН1ЧНОГО ВЕНТИЛЮВАННЯ ПРИМ1ЩЕНЬ
Запропоновано визначати p03paxyHK0Bi параметри основних видiв повпря у процесах загального вентилювання примщень у теплий (л^нш) перюд року з ураху-ванням: параметрiв межевого зовшшнього повпря, виду пов^ророзподшення, схеми перетжання повпря через примщення i показника термiчноi ефективност вентилювання.
Ключовг слова: загальне вентилювання, розрахунковi параметри повпря, робо-ча зона, зона обслуговування, температура, вид пов^ророзподшення, повпрообмш примщення.
Вступ. Грамотне визначення розрахункових параметрiв основних ви-дiв повггря (зовшшнього, притачного, внутршнього робочоi зони (РЗ) чи зо-ни обслуговування (ЗО), витгчного), безпосередньо впливае на кшьюсно-яюс-ш величини, якг характеризують процеси вентилювання примгщень, насампе-ред розрахунковий повпрообмш i термгчно-вологгснг параметри РЗ (ЗО).
Аналiз лiтератури. Розрахунковг параметри зовшшнього повгтря для житлових, громадських, адмшютративно-побутових i виробничих примгщень рекомендовано приймати [1-3]:
• параметри категорп А (t3A, 1зА - для систем вентиляци (СВ), повпряного ду-шування i систем кондицтавання (СК) третього класу для теплого перюду року (ТПР);
• параметри категорп Б (4Б, 1зБ - для систем обц^ву (СО), СВ, СК i повпряно-го душування для холодного перюду року (ХПР);
• для систем коидицiюваиия (СК) другого класу в ТПР належить приймати ts на 2 оС i 1з на 2 кДж/кг нижчими в1д означених розрахункових параметрш категорп Б.
