CC BY
31
3. Кубаев С.Т.Исследование курсовой устойчивости движения хлопко-уборочных машин. // Узб.журнал "Проблемы информатики и энергетики" -Ташкент, 2009. № 2. с.78-82.
4. Азимов Б.М., Кубаев С.Т., Якубжанова Д.К. Системное моделирование и алгоритм управления испытательными системами хлопкоуборочных машин при различных состояниях их равновесия //Узбекский журнал «Проблемы информатики и энергетики». Ташкент, 2011. №2. С.15-25.
5. Р.Дорф, Р.Бишоп. Современные системы управления. М: Юнимедиастайл 2002, 822с.
6. Коновалов В.Ф. Динамическая устойчивость тракторов. М: Машиностроение. 1981. - 143с.
UDC: 531.1:681:5
Kubaev Saidazim Tashbaevich, PhD, Associate Professor
(e-mail: s_kubaev@inbox.uz)
Samarkand branch of the Tashkent University of Information Technologies
Uzbekistan, Samarkand
STUDY OF MATHEMATICAL MODELS AND EVALUATION OF DYNAMIC STABILITY WHEELED CARS ON THE INCLINED PLANE SURFACE
Abstract: In the article dares a problem of shaping models on the evaluation of stability of wheeled cars on tilted surfaces. Determineted balances under different conditions of wheeled cars and limiting position appearing at a moment, when vertical plane, getting through the mass centre, will pass and through the axis of turnover. Formed indicative equation on the base mathematical models of process of test, on the base which possible define stability of wheeled car.
Keywords: wheeled car, test-bed, tilted surface, mathematical model, balances, stability, system loadings, model, system, algorithm.
УДК 614.842
ГИБРИДНОЕ УСТРОЙСТВО АЭРОЗОЛЬНО-ПОРОШКОВОГО
ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Кузнец Елена Анатольевна, к.т.н, доцент Самарский государственный технический университет,
г.Самара, Россия (e-mail: elenakuznets@mail.ru)
Представлены результаты исследований по разработке гибридного устройства аэрозольно-порошкового пожаротушения (ГУАПП).
Ключевые слова: аэрозоль, огнетушащий состав, гибридное устройство, пожаротушение.
Порошковые огнетушители и генераторы огнетушащего аэрозоля (ГОА) являются наиболее распространенными средствами пожаротушения. Это объясняется их универсальностью и высокой огнетушащей способностью. ГОА эффективны для тушения пожаров в замкнутых помещениях, а огнетушащие порошковые составы (ОПС) - при локальном покрытии
очага горения.
Основным недостатком огнетушащих порошков является недостаточный охлаждающий эффект. При накрытии очага горения порошковым облаком тушение происходит очень быстро при концентрациях порошка 70-100 г/м для крупнодисперсных порошков типа ПСБ-2, П1-АП и 30-70 г/м для наиболее распространенных Феникс, Пирант А (АН), П2-АП. Быстрое падение концентрации порошка из-за его оседания часто приводит к повторному воспламенению. Значит, чем быстрее оседает порошок, тем больше его необходимо подавать после процесса гашения.
Известно, что крупная фракция порошка более эффективна на начальном этапе тушения, а в дальнейшем эффективна мелкая фракция. Предлагается производить тушение сразу двумя типами аэрозолей: порошковыми (крупной фракции) и свежеобразованными, которые получаются при горении специальных аэрозолеобразующих огнетушащих составов (АОС) (мелкой фракции).
Разрабатываемое гибридное устройство пожаротушения объединяет в себе положительные стороны порошкового и аэрозольного способов, т.е. совместно применяются импульсные порошковые огнетушители и генераторы огнетушащего аэрозоля [1,2,3].
Разработка генератора огнетушащего аэрозоля.
Производством ГОА занимаются несколько российских предприятий. Несмотря на то, что основные технико-экономические показатели (высокая огнетушащая способность, автономность, возможность автоматического приведения в действие, простота в эксплуатации, минимальный ущерб при применении) превосходят все средства, ранее используемые для тушения пожара, однако, аэрозольные средства не получили широкого распространения.
Это связано с тем, что существующие устройства генерируют аэрозоль в виде взвеси токсичных оксидов щелочных металлов, а в газообразных продуктах кроме азота и углекислого газа, содержатся продукты неполного окисления горючих, поэтому перед запуском существующих ГОА обслуживающий персонал должен быть выведен из помещения. Также оксиды щелочных металлов во влажной атмосфере легко гидролизуются и образующиеся щелочи наносят ущерб оборудованию. В существующих конструкциях ГОА для снижения температуры выходящего аэрозоля используются химические охладители, которые загрязняют генерируемый аэрозоль продуктами своего разложения, ведут к снижению полноты реагирования компонентов АОС и образованию в газовой фазе аэрозоля токсичных продуктов.
За счет изменения схемы сжигания, устранения пламени путем увеличения зоны протекания реакции горения внутри самого генератора и использования огнепреградительных сеток попытались снизить температуру образующегося аэрозоля. При этом теплота реакции будет
передаваться заряду АОС, и будет ограничиваться использование химических охладителей.
Сначала определили оптимальную схему конструкции ГОА. При анализе работы различных схем выявили, что увеличение пути прохождения аэрозоля внутри устройства (до 500 мм) не обеспечивает устранение пламени на выходе из него и возрастают потери аэрозоля за счет его осаждения на внутреннюю поверхность устройства (до 16 %).
Дальнейшие исследования показали, что при использовании корпуса из различных материалов (металл, кварцевое стекло), количество оседающего аэрозоля изменяется незначительно (14-18 %), а футеровка внутренней поверхности корпуса ГОА гипсом снизила потери аэрозоля до 4-5 %. Таким образом, целесообразно покрывать внутреннюю поверхность корпуса слоем твердого абляционного материала.
Заметное влияние на снижение высоты пламени оказывает введение огнепреградительных сеток. Введение охладителя исключает появление пламени на выходе из устройства, но с увеличением высоты его засыпки потери аэрозоля увеличиваются до 40 %.
Для лучшего распределения образующегося аэрозоля, для сбора конденсата и шлака предложено использовать выпускной конус с радиально расположенными щелями завихрителями. Были разработаны различные варианты конструкций ГОА [4, 5].
На рисунке 1 представлена конструкция ГОА с огнепреградительными сетками и выпускным конусом.
4
выпускным конусом: 1 - корпус; 2 - заряд АОС; 3 - выпускной конус; 4 -узел запуска; 5 - зажигательный состав; 6 - огнепреградительная сетка
Это самая простая конструкция ГОА с минимальными потерями аэрозоля. В зависимости от рецептуры АОС возможно использование 2-4 сеток.
При сгорании разработанные АОС образуют аэровзвеси хлоридов натрия и калия в инертном беспримесном газе. В аэрозоле отсутствуют высокотоксичные оксиды натрия и калия, низшие оксиды азота, углерода, цианиды типичные для традиционных составов.
Генерируемый аэрозоль характеризуется своей экологичностью (ПДК продуктов сгорания не более 1000 мг/м3), низкой температурой на выходе из генератора (80-200 С) и высокой огнетушащей способностью (10-50 г/м3) ко всем основным классам пожаров, в том числе тлеющих очагов, составляющих до 90 % от общего числа загораний.
Образующийся при работе ГОА безопасный для человека и оборудования аэрозоль позволяет производить запуск системы пожаротушения в самый ответственный начальный момент возникновения пожара.
Разработка газогенерирующего устройства.
Порошковые огнетушители получили широкое распространение из-за универсальности их использования и высокой огнетушащей способности. В выпускаемых огнетушителях выброс ОПС в основном осуществляется под давлением рабочего газа, закачиваемого в корпус огнетушителя (закачной вариант), либо помещенного в специальное газобаллонное устройство (ГБУ), либо образующегося при работе газогенерирующего устройства (ГГУ) расположенного внутри корпуса огнетушителя.
Огнетушители с газогенератором имеют заметные преимущества перед огнетушителями с газовым баллоном и закачного типа: надежность работы, долговечность и безопасность при хранении, простота перезарядки огнетушителя, увеличение срока до регламентной перезарядки огнетушителя.
Газогенерирующие устройства являются основным источником рабочего давления. Производством ГГУ занимаются несколько российских предприятий. Основной их недостаток - высокая температура генерируемого газа (500-550 °С), металлический корпус, что увеличивает материалоемкость и стоимость изделия.
Самарским государственным техническим университетом разработаны газогенерирующие устройства, отличающиеся простотой конструкции и низкой температурой генерируемого газа (50-150 °С). Конструкция ГГУ предусматривает применение современных полимерных материалов.
Применение аналогичных ГГУ в порошковых модулях гибридного устройства пожаротушения позволит снизить трудоемкость их производства, а также повысить надежность работы всей системы в целом.
На рисунке 2 представлена конструкция ГГУ для порошкового огнетушителя ОП-2(г).
9 10 4
Рис. 2. Конструкция газогенерирующего устройства: 1 - корпус; 2 - сетка; 3 - бумага; 4 - зажигательный состав; 5 - заряд газогенерирующей смеси; 6 - набор картонных колец; 7 - донце; 8 -электровоспламенитель; 9 - фильтр; 10 - тканевый кружок
11
' ' =1 - 7
А-А
Рис. 3. Испытательный стенд ГУАПП: 1 - корпус; 2 - разрывная мембрана, 3 - огнетушащий порошковый состав; 4 - заряд АОС; 5 - заряд ГГУ;6 - фильтр; 7 - электровоспламенитель; 8, 9 - датчик давления; 10 - датчик температуры; 11 - кронштейн крепления
Данный газообразующий заряд обеспечивает работоспособность
газогенерирующего устройства в диапазоне температур ± 50 °С и может быть использован для снаряжения гибридного устройства аэрозольно-порошкового пожаротушения в качестве источника холодного газа.
Совместное использование ГОА и ГГУ.
Испытательный стенд, представленный на рисунке 3, был разработан для изучения параметров совместной работы ГОА и ГГУ. Он имитирует работу гибридного устройства аэрозольно-порошкового пожаротушения (ГУАПП) [6,7].
Разработанное ГУАПП предназначено для локализации и тушения пожаров твердых горючих материалов, горючих жидкостей и электрооборудования, находящегося под напряжением, в производственных, складских, бытовых и других помещениях. ГУАПП является основным элементом для построения модульных автоматических установок порошкового пожаротушения. ГУАПП обладает функцией самосрабатывания при достижении температуры 85 0С ± 5 0С. ГУАПП не тушит возгорания щелочных и щелочно-земельных металлов и веществ, горящих без доступа воздуха. Устройство относится к классу стационарных огнетушителей и не содержит озоноразрушающих веществ.
Список литературы
1. Самборук А.Р. Горение пористых газогенерирующих и аэрозолеобразующих составов для средств пожаротушения [Текст]: дис.доктор.техн.наук: 01.04.17.
2. Кузнец Е.А. Горение аэрозолеобразующих огнетушащих составов, генерирующих хлориды щелочных металлов [Текст]: дис.канд.техн.наук: 01.04.17.
3. Алтухов О.И. Горение пиротехнических газогенерирующих составов и разработка устройств для средств пожаротушения [Текст]: дис.канд.техн.наук: 01.04.17.
4. Патент № 66207 РФ, МПК А62С13/22 № 2006117831/22; Генератор аэрозоля [Текст]/ Амосов А.П., Михайлов Ю.М., Кузнец Е.А., Рекшинский В.А., Самборук А.Р.; заяв. и патентооблад. Самарский гос. техн. университет. - заявл. 23.05.2006 г.
5. Патент № 2329840 РФ, МПК А62С13/00; В0И 7/00; Способ объемного пожаротушения и устройство для его осуществления [Текст]/ Амосов А.П., Михайлов Ю.М., Кузнец Е.А., Рекшинский В.А., Самборук А.Р.; заяв. и патентооблад. Самарский гос. техн. университет. - заявл. 10.08.06 г.
6. Амосов А.П., Алтухов О.И., Кузнец Е.А., Самборук А.Р., Фрыгин В.В. Разработка гибридного устройства аэрозольно-порошкового пожаротушения / Современные проблемы технической химии - материалы докладов Всероссийской научно-технической и методической конференции // Казань: Казанский государственный технологический университет, 2009. - С. 393-401.
7. Алтухов О.И., Амосов А.П., Кузнец Е.А., Самборук А.Р., Фрыгин В.В. Устройство аэрозольно-порошкового пожаротушения / Вестн. Самарского гос.техн.ун-та. Сер. Технические науки. 2010. № 4 (27). - С. 92-100.
Kuznets Elena AnatoFevna, PhD., associate professor
Samara State Technical University, Samara, Russia
(e-mail: elenakuznets@mail.ru)
HYBRID DEVICE OFAEROSOL-POWDER FIRE EXTINGUISHING
Abstract. The research results of the development of the hybrid device of aerosol-powder fire extinguishing (GUAPP) are presented.
Key words: aerosol, fire-extinguishing composition, a hybrid device, fire extinguishing
