Методы прогнозирования пожароопасных свойств веществ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

использование искусственного наполнителя к моторным маслам в двигателях, в большей мере сводится к созданию защиты на поверхностях деталей. Восстановительные свойства у такой смазки не высокие. То есть для продления срока службы деталей двигателя использовать такого рода смазку необходимо с момента обкатки. У двигателей с пробегом применение металлокерамического наполнителя может не дать положительного результата. В этом случае, рекомендуют применять металлоплакирующие присадки к моторным маслам. Но применение таких присадок имеет ряд недостатков. Одним из которых является невысокая твердость образованного защитного слоя. В процессе эксплуатации он истирается и для возобновления требует проводить повторные обработки.

Поэтому, перспективным направлением является создание смазочных материалов, имеющих преимущества и металлоплакирующих присадок и минеральных наполнителей.

Список использованной литературы

1. Богданов С.Н. Автомобильные двигатели / С.Н. Богданов, М.М. Буренков, И.Е. Иванов. - Машиностроение, 1987. - 368 с.

2. Звягин А.А. Автомобили ВАЗ надежность и обслуживание / А.А. Звягин, Р.Д. Кислюк, А.Б. Егоров. - Машиностроение, 1981. - 238 с.

3. Мельников В.Г. Исследование влияния на микротвердость поверхности пар трения смазочных композиций, наполненных порошками силикатов / В.Г. Мельников, В.В. Терентьев, В.П. Зарубин // Изв. вузов. Химия и хим. технология: Т.50. - Вып.1. - Иваново, 2007. - С.110-111.

4. Усачев В.В. Разработка упрочняющей обработки трибосопряжений природными геомодификаторами трения / В.В. Усачев, Л.И. Погадаев, Е.Ю. Крюков // Трение и смазка в машинах и механизмах: №11. - Машиностроение, 2009. - С. 8-23.

5. Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов / А.С. Хачиян, К.А. Морозов, В.Н. Луканин, и др. - Высш. шк.1985. - 312 с.

МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОЖАРООПАСНЫХ СВОЙСТВ

ВЕЩЕСТВ

Д.С. Королев, преподаватель, Д.К. Усачев, инспектор учебного отдела,

Н.С. Гунин, курсант, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Потребность во внелабораторном оперативном химическом анализе свойств веществ и материалов без проведения сложного эксперимента велик. Это обусловлено необходимостью решения практических задач, выполнение

которых невозможно или не имеет смысла из-за изменений в пробе во время транспортировки.

Огромное значение имеет разработка экспрессных методов анализа, позволяющих определять свойства веществ и материалов в режиме реального времени без трудоемких операций пробоотбора и пробоподготовки, кроме того, существующие стационарные лаборатории не могут обеспечить непрерывности прогнозирования свойств.

Существуют различные методики определения физико-химических свойств веществ и материалов.

Одним из основных нормативных документов, устанавливающим методики определения свойств веществ является ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения». Настоящий стандарт распространяется на простые вещества, химические соединения и их смеси в различных агрегатных состояниях и комбинациях, в том числе полимерные и композитные материалы [1].

Рассматривая одну из предложенных методик по определению температуры вспышки (испытуемый образец помещают в тигл, начинают нагревать, перемешивать, измерять и т.д.), можно сделать вывод о том, что такие исследования, как правило, сопряжены со значительными техническими трудностями, связанными с техникой измерения, наличием примесей в изучаемых образцах, возможной нестойкостью, токсичностью и агрессивностью веществ.

Метод углеродной цепи

Метод углеродной цепи (МУЦ) является синтез-методикой, созданной на основе дескрипторного и сравнительного подходов прогнозирования показателей пожарной опасности. Из сравнительного метода прогнозирования МУЦ заимствовал подход сравнения пожароопасных свойств в гомологическом ряду. Отличие в данном случае заключается в том, что сравнение производится не между родственными классами органических соединений, а только в пределах одного гомологического ряда.

Сравнительный метод

В основе сравнительного метода лежит общее уравнение (1). Где Оц искомый показатель пожарной опасности в ряду II, а - аналогичный индекс в стандартном (родственном) ряду:

О = аО +Ь (1)

где а, Ь - константы, учитывающие химическую природу рядов соединений I и II.

Дескрипторный метод

Метод, который основан на построении моделей, отражающих взаимосвязь структуры молекул химических соединений с их свойствами. Для описания молекул применяются дескрипторы - показатели, рассчитываемые из структурной формулы или фрагменты структуры [2].

Дескрипторы представляют собой топологические индексы (индекс

Винера W, индекс Рандича X) и геометрические дескрипторы - площадь поверхности молекулы S, гравитационные индексы и С2. В итоге получают аппроксимационные зависимости в виде уравнений и осуществляют расчет пожароопасного показателя вещества.

Метод, основанный на дескрипторах и искусственных нейронных сетях

Наиболее усовершенствованным экспресс методом определения физико-химических свойств веществ является метод, основанный на использовании дескрипторов и нейронных сетей [3].

Как уже было сказано выше дескрипторы - это финальный результат логических и математических процедур, которые трансформируют химическую информацию, закодированную в рамках символического представления молекулы, в полезное число или результат какого-либо стандартизированного эксперимента [4].

При компьютерной обработке, каждый из указанных компонентов молекулярной структуры описывают с помощью совокупности дескрипторов

[4].

Совместно с дескрипторами используются искусственные нейронные сети. Программный продукт, совмещает модульный с иконным представлением интерфейс разработки нейронной сети, с реализацией усовершенствованных процедур обучения. При этом объектно-ориентированный дизайн разбивает нейронную сеть на нейронные компоненты [5].

Заключение

В настоящем обзоре кратко рассмотрены существующие подходы к прогнозированию основных показателей пожарной опасности органических соединений. Стоит отметить, что наиболее перспективным из рассмотренных методов является способ прогнозирования, основанный на дескрипторах и искусственных нейронных сетях, поскольку позволяет избежать экспериментов и решения сложных уравнений.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 12.1.044-89*. Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. Введ. 01.01.91 г. М.: Стандартинформ, 2006. - 100 с.

2. Калач А.В., Карташова Т.В., Сорокина Ю.Н., Спичкин Ю.В. Оценка пожароопасных свойств органических соединений с применением дескрипторов // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 2. - С. 18-21.

3. Королев Д.С., Калач А.В., Каргашилов Д.В. Прогнозирование пожароопасных свойств веществ и материалов с использованием дескрипторов и нейронных сетей// Научно-теоретический журнал «Вестник» БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2014. - № 4. - С. 100-103.

4. Раевский О.А. Свойства химических соединений и лекарств как функции их структуры. М.: 2013. - 353 с.

5. Королев Д.С., Усачев Д.К. Вопросы сопряжения экспериментальных данных с программными продуктами // Тезисы докл. III Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. уч. «Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». Воронеж, 2014 . - С. 220.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ В ПОЖАРНОЙ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ

С.Г. Коротевич, адъюнкт, м.т.н., В.А. Ковтун, профессор, д.т.н., Гомельский инженерный институт Республики Беларусь,

г. Гомель

Современные достижения науки и техники, возрастающая функциональность современных изделий требуют выполнения проектных работ большого объема. Требования к качеству проектов, срокам их выполнения оказываются все более жесткими в условиях конкурентной борьбы за потребителя, в том числе и для производства аварийно-спасательной техники [1].

Одним из способов решения проблемы высоких издержек является применение специализированного программного обеспечения для моделирования всей цепочки производства и эксплуатации изделий, позволяя уйти от физических прототипов и испытаний в процессе разработки проекта. В ходе расчета, основанном на современном достижении физики, математики, вычислительной техники и теории проектирования, прогнозируются все основные дефекты, что дает специалистам возможность оценивать изменение заготовки в процессе производства [2]. Кроме того, численное моделирование позволяет исследовать различные технологии производства композитных конструкций и, если возникает необходимость, оперативно редактировать параметры. При этом подходе значительно сокращается время разработки проекта и количество прототипов, что позволяет оценивать данную методику как наиболее экономичную.

Одной из ведущих мировых компаний разработчиков таких программ является система ANSYS, которая используется на таких известных предприятиях, как BMW, Boeing, Caterpillar, Daimler-Chrysler, FIAT, Ford, General Electric, Lockheed Martin, Mitsubishi, Shell, Volkswagen-Audi и др., а также применяется на многих ведущих предприятиях промышленности Российской Федерации [1].

Комплектации программы подразделяются согласно аналитическим возможностям на следующие основные, или базовые:

- ANSYS/Multiphysics - программа для широкого круга инженерных дисциплин, которая позволяет проводить расчеты в области прочности,