CC BY
12ный ресурс] // Производственная кооперация российских авиастроительных корпораций: как стать поставщиком? Локализация производств в особых экономических зонах - путь к снижению себестоимости продукции: Первая Всероссийская конференция. Жуковский, 28 августа 2013 г. URL: http://www.ulsez.ru/storage/files/Konf_post2013.rar
7. Развитие кооперации Airbus с российскими поставщиками. Презентация 2014 год. [Электронный ресурс] // Производственная кооперация российских авиастроительных корпораций: вызовы времени: Вторая Всероссийская конференция. Жуковский, 14 августа 2014 г. URL: http://www.ulsez.ru /storage/files /Konf_post2014.rar.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЗРЫВОЗАЩИТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ
Кочетов Олег Савельевич,
докт. техн. наук, профессор МГУПИ, г. Москва
METHOD OF CALCULATION OF EXPLOSION PROTECTION OF THE PRODUCTION BUILDING Kochetov O.S., Doctor of Technical Sciences, Professor of MGUPI, Moscow
АННОТАЦИЯ
В работе рассмотрена методика расчета взрывных нагрузок на технологическое оборудование, здания и сооружения при воздействии внешних и внутренних аварийных, взрывоопасных факторов. Приводятся конструкции разработанных средств для обеспечения взрывопожаробезопасной работы оборудования в технологических цепочках современного производства. Исследованы параметры предложенных конструкций взрывозащитного устройства.
Ключевые слова: взрывные нагрузки, технологическое оборудование, здания и сооружения, взрывозащитное устройство, сбросное отверстие, скорость распространения пламени.
ABSTRACT
In work the method of calculation of explosive loads of processing equipment, buildings and constructions is considered at influence of external and internal emergency, explosive factors. Designs of the developed means for ensuring fire and explosion safe work of the equipment are given in technological chains of modern production. Parameters of the offered designs of the explosion-proof device are investigated.
Keywords: explosive loadings, processing equipment, buildings and constructions, explosion-proof device, waste opening, speed of distribution of a flame.
Создание методов расчета взрывных нагрузок на технологическое оборудование, например, сосудов, работающих под давлением, а также средств их защиты: взрывных клапанов и мембран для взрывозащиты технологического оборудования, является актуальным вопросом [1-18]. Кроме того, воздействие внешних и внутренних аварийных факторов на здания и сооружения также требует разработки средств защиты для обеспечения взрывопожаробезопасной работы оборудования в технологических цепочках, и создания более эффективных предохранительных и легкосбрасываемых конструкций [19-35]. Повышение давления в защищаемом объеме при горении среды должно быть полностью компенсировано снижением давления вследствие истечения газов через сбросное отверстие, для этого необходимо удалять в единицу времени из объема количество газов, определяемое формулой [4,6]
G = Fup(е - 1), (1)
где F - поверхность фронта пламени; u - нормальная скорость распространения фронта пламени; р - плотность удаляемого газа; е - степень расширения газов при сгорании. Величины F, р и е в процессе сгорания и изменения давления также изменяются, но зададимся значением этих величин для наиболее опасного случая, отмечая эти величины индексом m,
Gm = Fmupm(em- 1).
(2)
Предельное значение плотности газа можно выразить формулой:
pm = p0(Pm/P0)1/y, (3)
где Р - абсолютное значение давления в защищаемом объеме; у =CP/CV - показатель адиабаты; СР и ^ - средние теплоемкости газов соответственно при постоянном давлении и постоянном объеме; индекс «о» обозначает начальные значения параметров.
Степень расширения газов при сгорании изменяется в зависимости от их температуры. При адиабатическом сжатии горючего газа в процессе развития взрыва величину еm можно выразить в зависимости от давления в соответствии с уравнением:
еm = 1 + (е0-1)(Рт /Р0)(1-у)/у. (4)
Для эффективной взрывозащиты любого объекта, обусловленной сбросом давления взрыва, необходимо, чтобы предохранительное устройство могло обеспечить расход газов не менее
Gm = Fmup0(е0 - 1)(Рт /Р0)(2-у)/у. (5)
Из газодинамики известно, что массовый расход газа под давлением Pm через отверстие может быть выражен следующим образом:
при докритическом режиме истечения, когда р > (2/(у +1)у/(у-1).
G_ = aSP_
1
2M у
RT у-1
(фИу _ ß(y+1)/y^
(6)
при надкритическом режиме, когда р < (2/(у +1)у/(у-1).
Оя - ОБРт
V НГ I 1 Ъ/ I
(7)
где а - коэффициент истечения сбросного отверстия; S -площадь проходного сечения сбросного отверстия; р = P'/Pm - максимальный относительный перепад давлений на сбросном отверстии; Р' - абсолютное давление в пространстве, в которое происходит истечение газов (если сброс газов осуществляется в атмосферу, то Р'=0,1 МПа); М - молекулярная масса газа; Т - абсолютная температура сбрасываемого газа; R - универсальная газовая постоянная.
Сопоставляя правые части формул (5), (6) и (7), можно получить соотношения для площади проходного сечения устройств сброса давления взрыва: для случая докритических режимов истечения, когда р > (2/(у +1)у/(у-1)
S >■
Fmup0 (е0 - 1)(Рт / P0)
(2-Г)/Г
aPm
2M r
^ Rr у-
_ \(ß2'r -ß(r+1)/r)
(8)
для случая надкритических режимов истечения, когда р < (2/(у +1)у/(у-1).)
S >
FmUPo ^0 - l)(Pm / Po )'
(2-r)/r
\(r+i)/(r-i)
у +1
(9)
где Fm - максимальная поверхность фронта пламени Fm
=
F0m - максимальная поверхность пламени, найденная геометрически в предположении, в первом приближении, что от точки поджога пламя распространяется во все стороны с одинаковой скоростью и поэтому имеет сферическую форму; х - коэффициент искривления фронта пламени.
Для сосудов цилиндрической формы с отношением длины к диаметру больше единицы величина Fm равна поверхности сферы, вписанной в цилиндрическую часть сосуда.
Производственные помещения чаще всего имеют форму прямоугольного параллелепипеда. Если размеры
такого помещения обозначить А, В и С, причем А<В<С, то в случае инициирования горения в геометрическом центре объема максимальную поверхность фронта пламени можно выразить [8, 14-18]: F0m = лАВ,
Наиболее неблагоприятный случай реализуется, когда через сбросное отверстие истекают не продукты сгорания, а холодные газы. Из этого следует, что температуру истекающих газов в формулах (8) и (9) можно выразить
Т = Т0(Рт /Р0)(у-1)/у.
Для практических инженерных расчетов значительно более удобно пользоваться не величиной е, а функционально связанной с ней степенью повышения давления при взрыве в замкнутом объеме
у=1+у(е-1),
так как она входит в перечень так называемых стандартных параметров пожаровзрывоопасности веществ, определяется экспериментально и содержится в справочной литературе [3]. С учетом того, что связь между V и е0 устанавливается зависимостью
е0 - 1= (V-1)/у (10)
Тогда расчетные формулы для определения площади сбросных отверстий в окончательном виде можно записать следующим образом: для докритического режима истечения
S >-
^Fm°u(^- 1)
ar\
К? J
2RT
M yr-1
i 2 r+1 А ßr-ß r
(11)
для надкритического режима истечения
S >
xFlu{v-1)
ar
Pm
P
VJ o у
rRTo
M
\(r+1)/(r-1)
r +1
(12)
Полученные расчетные формулы можно использовать как в расчете взрывных клапанов и мембран для взрывозащиты технологического оборудования, так и в расчете легкосбрасываемой кровли и вышибных проемов для взрывозащиты зданий.
Изменение диаметра сбросного отверстия от скорости распространения пламени
у = 0,636х0
0,7
2
i 0,6 I-
о
S 0,5
DQ I-О
о 0,4
о ю
0,3
0,2
0,1
0,2 0,4 0,6
Скорость пламени,м/с
0,8
2
r
2
0
0
1
Рис. 1. Зависимость изменения диаметра сбросного отверстия взрывного клапана от скорости распространения пламени паров ацетона в цилиндрическом сосуде диаметром D =1,8 м и высотой Н = 4 м.
На ПЭВМ в компьютерной среде «Excel» были установлены зависимости (рис.1) для определения диаметра сбросного отверстия взрывного клапана для защиты цилиндрического сосуда диаметром D =1,8 м и высотой Н = 4 м от взрыва паров ацетона, а также выявлена закономерность изменения диаметра сбросного отверстия от скорости распространения пламени.
Разрушающаяся часть (рис.2) выполнена в виде, по крайней мере, двух коаксиально расположенных ниш
(углублений в стене здания), одна из которых, внешняя 1 образована плоскостями 2,3,4,5 правильной четырехугольной усеченной пирамидой с прямоугольным основанием, а другая - внутренняя представляет собой две наклонные поверхности 6 и 7, соединенные ребром 8, с образованием паза, при этом толщина стены от ребра 8 до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее 5=20 мм.
Рис.2. Схема предохранительном разрушающейся конструкции производственного ограждения здании.
За счет этих пазов в стене здания, при воздействии ударной, взрывной нагрузки этот участок стены может быть разделен на отдельные части.
Другой разновидностью предохранительной конструкции являются неразрушающиеся конструкции в виде
предохранительных взрывозащитных клапанов [29-32], устанавливаемых на взрывопожароопасном технологическом оборудовании и взрывозащитных плит (рис.3), располагаемых, как правило, на кровле или покрытии зданий.
Рис.3. Схема взрывозащитной плиты взрывоопасного объекта.
Взрывозащитная плита состоит из бронированного металлического каркаса 1 с бронированной металлической обшивкой 2 и наполнителем - свинцом 3. В покрытии объекта 7 у проема 8 симметрично относительно оси 9 заделаны четыре опорных стержня 4, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 6, заделанные в панели. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 4 приварены листы-упоры 5. Для того, чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 4 выполнены упругими.
Литература
1. 1.Комаров А.А.. Прогнозирование нагрузок от аварийных дефлаграционных взрывов и оценка их воздействия на здания и сооружения. МГСУ, 2001 г.
2. Методика оценки последствий аварий на пожаро-взрывоопасных объектах/ Бодриков О.В., Елохин А. Н., Рязанцев Б.В. - М.: МЧС России, 1994.
3. Методика расчета нагрузок на здания и сооружения при воздействии внешних аварийных дефлаграционных взрывов. Мишуев А. В., Хуснутди-нов Д. 3. -М.: МИСИ, НТЦ «Взрывоустойчивость», 2004. - 65 с.
4. Кочетов О.С. Методика расчета требуемой площади сбросного отверстия взрывозащитного устройства. Журнал «Пожаровзрывобезопас-ность», № 6, 2009, стр.41-47.
5. Гетия С.И., Кочетов О.С. Эффективность взрывозащитных устройств в технологических процессах. М.: МГУПИ, «Вестник МГУПИ», серия «Машиностроение», № 24, 2009. С.92-104.
6. Кочетов О.С. Расчет взрывозащитных устройств. Журнал «Безопасность труда в промышленности», № 4, 2010, стр.43-49.
7. Баранов Е.Ф., Кочетов О.С.Расчет взрывозащитных устройств для объектов водного транспорта /Речной транспорт (XXI век). № 3, - 2010. С.66-71.
8. Кочетов О.С. Расчет конструкций взрывозащитных устройств. Интернет-журнал "Технологии техно-сферной безопасности" (http://ipb.mos.ru/ttb). Выпуск № 3 (49), 2013 г.
9. Кочетов О.С., Новиков В.К., Баранов Е.Ф., Маслов И.В. Повышение взрывобезопасности на объектах водного транспорта// Речной транспорт (XXI век). № 2, - 2014. С. 40-43.
10. 10.Кочетов О.С.Теоретические исследования развития взрыва в замкнутых и полузамкнутых объемах// Научные аспекты глобализационных процес-сов:сборник статей Международной научно-практической конференции (23 сентября 2014 г.,г.Уфа).-Уфа:РИО МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2014.-100с.С. 7-13.
11. Кочетов О.С. Методика стендовых испытаний взрывозащитных мембран// Техника и технологии: Пути инновационного развития [Текст]: Сборник научных трудов 4-ой Международной научно-практической конференции (30 июня 2014 г.)/ редкол.:Горо-хов А.А. (отв.Ред.);Юго-Зап.гос.ун-т.Курск, 2014.-271с., С. 166-173.
12. Кочетов О.С. Исследование эффективности взрывозащитных устройств// Современное общество, образование и наука: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 30 июня 2014 г.: в 9 частях. Часть 5. Тамбов: ООО «Консалтинговая компания Юком», 2014. 164с. С. 78-80.
13. Кочетов О.С. Способ взрывозащиты производственных зданий// Современное общество, образование и наука: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 30 июня 2014 г.: в 9 частях. Часть 5. Тамбов: ООО «Консалтинговая компания Юком», 2014. 164с. С. 80-82.
14. Кочетов О.С., Новиков В.К., Маслов И.В. Безопасность заправки сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива на судах водного транспорта// В мире научных исследований: материалы YI Международной научно-практической конференции (5 июля 2014 г., г.Красно-дар)/отв.ред.Т.А. Петрова. - Краснодар,2014.-106с., С. 27-31.
15. Кочетов О.С. Предохранительные элементы в защитных конструкциях взрывоопасных объектов// Наука и образование XXI века: сборник статей Международной научно-практической конференции (29 августа 2014 г., г.Уфа). - Уфа: Аэтерна, 2014.-146с., С. 17-22.
16. Кочетов О.С. Способ определения эффективности взрывозащиты// Инновационные процессы современности: сборник статей Международной научно-практической конференции (18 сентября 2014 г., г.Уфа). - Уфа: РИО МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2014.-144с. С. 27-30.
17. Кочетов О.С. Система сбрасывания и ликвидации взрывоопасных и токсичных газов// Инновационные процесы современности: сборник статей Международной научно-практической конференции (18 сентября 2014 г., г.Уфа). - Уфа: РИО МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2014.-144с. С. 30-35.
18. Кочетов О.С., Гетия И.Г., Гетия С.И., Леонтьева И.Н. Эффективность взрывозащитных устройств// Техника и технологии: Пути инновационного развития [Текст]: Сборник научных трудов 4-ой Международной научно-практической конференции (30 июня 2014 г.)/ редкол.:Горохов А.А. (отв.Ред.);Юго-Зап.гос.ун-т.Курск, 2014.-271с., С. 145-151.
19. Кочетов О.С., Баранов Е.Ф., Панарин Т.В., Гетия И.Г., Гетия С.И., Панферова Г.Н., Леонтьева И.Н. Предохранительный клапан с разрывным элементом// Патент РФ на изобретение № 2379569. Опубликовано 10.01.2010. Бюллетень изобретений № 1.
20. Кочетов О.С., Баранов Е.Ф., Панарин Т.В., Гетия И.Г., Гетия С.И., Панферова Г.Н., Леонтьева И.Н. Взрыво-защитный клапан// Патент РФ на изобретение № 2379569. Опубликовано 20.01.2010. Бюллетень изобретений № 2.
21. Кочетов О.С. Клапан с огнепреградителем // Патент РФ на изобретение № 2384783. Опубликовано 20.03.2010. Бюллетень изобретений № 8.
22. Кочетов О.С., Баранов Е.Ф., Кривченко Л.М., Скре-бенкова Л.Н., Шумилин В.К. Кассетный огнепрегра-дитель // Патент РФ на изобретение № 2386462. Опубликовано 20.04.2010. Бюллетень изобретений № 11.
23. Кочетов О.С. Насадочный огнепреградитель // Патент РФ на изобретение № 2389522. Опубликовано 20.05.2010. Бюллетень изобретений № 14.
24. Кочетов О.С. Сухой огнепреградитель // Патент РФ на изобретение № 2389523. Опубликовано 20.05.2010. Бюллетень изобретений № 14.
25. Кочетов О.С., Баранов Е.Ф., Кривченко Л.М., Скре-бенкова Л.Н., Шумилин В.К. Кассетный огнепреградитель с радиальными каналами // Патент РФ на изобретение № 2401676. Опубликовано 20.10.2010. Бюллетень изобретений № 29.
26. Кочетов О.С., Гетия И.Г., Гетия С.И., Леонтьева И.Н. Система сбрасывания и ликвидации взрывоопасных и токсичных газов// Патент РФ на изобретение № 2422177. Опубликовано 27.06.2011. Бюллетень изобретений № 18.
27. Кочетов О.С., Гетия И.Г., Гетия С.И., Леонтьева И.Н., Стареева М.О. Взрывозащитный клапан для технологического оборудования// Патент РФ на изобретение № 2442052.Опубликовано 10.02.2012. Бюллетень изобретений № 4.
28. Кочетов О.С., Стареева М.О. Противовзрывная панель// Патент РФ на изобретение № 2458212.Опубликовано 10.08.2012.Бюллетень изобретений №22.
29. Сошенко М.В., Шмырев В.И., Стареева М.О., Кочетов О.С. Устройство для защиты зданий и сооружений с помощью разрушающихся элементов конструкций // Патент РФ на изобретение № 2458213. Опубликовано 10.08.2012. Бюллетень изобретений № 22.
30. Кочетов О.С., Стареева М.О. Способ подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента
конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов// Патент РФ на изобретение № 2459050. Опубликовано 20.08.2012. Бюллетень изобретений № 23.
31. Кочетов О.С., Акатьев В.И., Сошенко М.В., Шмырев В.И., Тюрин М.П., Стареева М.О. Предохранительная разрушающаяся конструкция ограждения зданий// Патент РФ на изобретение № 2459912. Опубликовано 27.08.2012. Бюллетень изобретений № 24.
32. Сошенко М.В., Шмырев В.И., Стареева М.О., Кочетов О.С. Способ взрывозащиты производственных зданий // Патент РФ на изобретение № 2471936. Опубликовано 10.01.2013. Бюллетень изобретений № 1.
33. Кочетов О.С., Стареева М.О., Стареева М.М. Взры-возащитный клапан для технологического оборудования // Патент РФ на изобретение № 2495313. Опубликовано 10.10.2013. Бюллетень изобретений № 28.
34. Кочетов О.С. Способ определения эффективности взрывозащиты и устройство для его осуществления // Патент РФ на изобретение № 2488074. Опубликовано 20.07.13. Бюллетень изобретений № 20.
35. Дурнев Р.А., Иванова О.Ю., Кочетов О.С. Система сбрасывания и ликвидации взрывоопасных и токсичных газов // Патент РФ на полезную модель № 134058. Опубликовано 10.11.13. Бюллетень изобретений № 31.
КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЕВРОПЕЙСКИХ МЕДИЦИНСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ (МИС)
Комарова Ирина Эриковна
Кандидат технических наук, доцент, Университет информационных технологий, механики и оптики,
г. Санкт-Петербург Некрасов Сергей Алексеевич
Студент, Университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург
CONCEPTUAL FEATURES OF THE FORMATION OF EUROPEAN MEDICAL INFORMATION SYSTEMS (MIS) Komarova Irina, Candidate of technical Sciences, associate Professor, ITMO University, St. Petersburg Nekrasov Sergey, ITMO University, St. Petersburg
АННОТАЦИЯ
Предметом рассмотрения являются МИС, призванные повысить эффективность оказания консультативной, диагностической, фармакологической и неотложной помощи пациентам лечебных учреждений различного профиля. Целью работы явилось изложение в концептуальной форме важнейших особенностей организации МИС в европейском здравоохранении. На основе проведенного анализа статистических данных в рамках реализации национальных программ по информатизации здравоохранения обозначены позитивные тенденции внедрения в медицинскую практику различных форм и методов координирования деятельности субъектов и структур МИС.
ABSTRACT
At issue are the MIS, designed to increase the effectiveness of the provision of advice, diagnostic, pharmaceutical and emergency patients of medical institutions in various fields. The aim of the work was to outline a conceptual form the most important features of the organization of the MIS in the European health care. Based on the analysis of statistical data in the framework of national programs for health information marked positive trends introduction into medical practice various forms and methods of coordinating the actors and structures MIS.
Ключевые слова: медицина; информационный; система; пациент; лечебное учреждение.
Keywords: medicine; information; system; patient; hospital.
Огромные затраты в сфере здравоохранения в среднем опережают темпы роста мировой экономики. Для населения медицинские услуги становятся чересчур дорогостоящими, что обуславливает стремление правительственных структур устранить причины, которые порождают чрезмерные расходы в данной области.
В настоящее время одной из мировых тенденций содействия социальной инновационной деятельности становится политика совершенствования общенационального здравоохранения. В данном контексте одним из наиболее актуальных подходов к решениям проблемы повышения эффективности и экономичности системы здравоохранения стали инвестиции в его автоматизацию.
Анализ качества национальных систем здравоохранения, осуществленный Всемирной Организацией Здравоохранения (которая объединяет 191 государство) позволил выделить несколько перспективных направлений их развития: интегрированные информационные системы, внедрение новаций в коммуникационных технологиях и медицинское оборудования последнего поколения. Одной из приоритетных задач дальнейшего развития коммуникационных технологий здравоохранения является обеспечение беспроводного доступа к медицинской информации, что имеет особое значение для служб скорой помощи и медицины катастроф.
Вследствие того, что большая часть населения земного шара пользуются услугами мобильной связи, а более
