CC BY
14
Билей П.В., Рокунь Р.А. Динамика изменений температуры профильных заготовок из древесины при нагревании в газовой среде
Рассмотрено физическое явление нагрева древесины. Определены физические свойства (влажность и плотность) и удельная теплоемкость древесины бука при нагревании. Уяснено, что при нагревании изменяется (в незначительных величинах) влажность древесины и соответственно - плотность, удельная теплоемкость и удельные расходы теплоты. Исследование проведено в лабораторной сушильной установке. Свойства древесины определены по классической методике до и после процесса нагрева. Для экспериментального определения динамики изменения температуры древесины выбраны два экспериментальных образца (буковые поленья). По середине образцов вставлялись два датчики температуры (термопары) на глубину х=0,15К и x=R. Температура древесины фиксировалась прибором через определенный промежуток времени. Таким образом, получена зависимость изменения температуры поверхностных и центральных слоев древесины от продолжительности процесса нагрева. Экспериментальные зависимости описаны эмпирическими формулами.
Ключевые слова: температура, нагрев, влажность, плотность, удельная теплоемкость древесины, продолжительность процесса, эмпирическая зависимость.
Biley P. V., Rokun R.O. Changes in Temperature of Profile Workpieces of Wood during Heating in a Gaseous Environment
We consider the physical phenomenon of heating wood. Some physical properties such as density and moisture on the specific heat of beech wood during heating are defined. It was found that when heated in small quantities moisture content and relative density, specific heat and specific consumption of heat change. The study was conducted in laboratory drying plant. Wood properties were determined by the classical method before and after heating. For the experimental determination of the dynamics of change in the temperature of two experimental samples of wood (beech logs) with an equivalent diameter of 20 and 12 centimetres were chosen. Two temperature sensors (thermocouple) were inserted in the middle of samples to a depth x=0,15R and x=R. Wood temperature was recorded over a certain period of time. Thus, we have obtained a temperature dependence of the surface and central layers of wood depending on the duration of heating. Experimental dependence was described by empirical formulas.
Keywords: temperature, heat, humidity, density, specific heat of wood, the duration of the process, empirical relationship.
УДК614.84:658 Доц. О.1. Башинський, канд. техн. наук;
доц. С.Я. Вовк, канд. техн. наук; доц. М.З. Пелешко, канд. техн. наук -
Львiвський ДУ безпеки життeдiяльностi
ПРОЕКТ СИСТЕМИ ТЕХН1ЧНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ I РЕМОНТУ ПОЖЕЖНО1 ТА АВАРШНО-РЯТУВАЛЬНО'1 ТЕХН1КИ: ПРИЧИННО-НАСЛ1ДКОВИЙ П1ДХ1Д
Дослщжено особливост диференщацп роби iз обслуговування i ремонту пожеж-но! та аваршно-рятувально! техшки за станом. Проаналiзовано оргашзацшш схеми ви-конання роби iз обслуговування i ремонту пожежно! та аваршно-рятувально! техшки за станом. З'ясоваш причинно-наслiдковi зв'язки чинниюв впливу на систему техшчного обслуговування i ремонту пожежно! та аваршно-рятувально! техшки шд час диференщ-ац11 робгг за станом. Встановлено, що для ефективних iмiтацiйних моделей потрiбно провести яюсний аналiз причинно-наслщкових зв'язюв мiж чинниками, що мають вплив на техшчне обслуговування та ремонт пожежно! та аваршно-рятувально! техшки.
Ключовi слова: пожежно-рятувальна техника, техшчний стан, техшчне обслуговування, ремонт, система.
Постановка проблеми. На сьогодш термш експлуатацií значно1 частини сучасного парку пожежних автомобш1в в Украíнi становить понад 20 роюв. Пiдтримка тако1 технiки у працездатному станi та ремонт потребуе iстотних ка-пiталовкладень. На основi стратегií за термiном експлуатацií пожежних та ава-ршно-рягувальних автомобiлiв у рамках ДСНС створено виробничу систему, у якш здiйснюють планово-запобiжнi, обслуговуючi та ремонтнi втручання. У рамках ще1 системи актуальним завданням е економ1я матерiальних ресурс1в.
Задачi дослщжень. Для вирiшення такого завдання потрiбно створити проект системи, здiйснити моделювання 11 функщонування i розкрити причин-но-наслiдковi зв'язки мiж 11 складовими елементами та чинниками впливу.
Аналiз останнiх дослiджень i публiкацiй. На ефективнкть економií ма-терiальних ресурсов впливае багато факторiв [5]. Можна констатувати, що основою мiнiмiзацií матерiальних затрат е застосування принципу диференцiацií ро-бiт за техшчним станом. За такого шдходу можна подiлити модель на два про-цеси - об'ективно! змши технiчного стану машини внаслiдок ц використання та суб'ективного впливу на цей стан обслуговуючих та ремонтних втручань з метою повернення його до попереднього (справного або роботоздатного) [3]. Зв'язок мiж цими процесами характеризуеться затратами часу на виробничу експлуатащю пожежних автомобiлiв пiд час гаання ними пожеж та тренувань особового складу пожежникiв, а також затратами часу, живо! пращ, запасних частин, матерiалiв (зокрема паливно-мастильних) на даагностування, технiчне обслуговування та ремонт цих машин. Науково-методичнi засади розроблення проектiв виробничо!' системи технiчного обслуговування та ремонту пожежних автомобшв за техшчним станом вiдсутнi.
Мета дослщження - розкрити причинно-наслiдковi зв'язки у процес технiчного обслуговування та ремонту (ТОР) пожежних автомобшв за техшч-ним станом.
Науково-методичш пiдстави дослщження. Виконання техшчного обслуговування i ремонту пожежних автомобшв за станом може ввдбуватися за такими оргашзацшними схемами: 1) пожежш автомобiлi через певне напрацю-вання (Н) до!'жджають до стацюнарного дiагностичного центру, що знаходиться при загош технiчноí служби, там дiагностуються, за результатами чого призна-чаються обслуговувально-ремонтнi втручання, яш виконують безпосередньо у стацюнарнш майстернi загону техшчно!' служби; 2) iз пожежних частин надхо-дить iнформацiя в загш про потреби чергового даагностування того чи iншого автомобiля, вшзна ланка щодоби формуе план i вшздить у пожежнi частини, де виконують дiагностування окремих автомобiлiв, а також здшснюе потрiбнi обслуговувально-ремонтнi втручання; 3) вшзна ланка почергово вшжджае в пожежш частини, де виконуе дiагностування всiх автомобш1в та здшснюе потрiб-нi обслуговувально-ремонтнi втручання.
Результати аналiзу за критерiем ресурсовитрат переваг та недолшв цих органiзацiйних схем свщчать про те, що, на жаль, жодна з них не мае абсолютно!' переваги над шшими (рис.).
Оргашзащйна схема
3 вшздом пожежних автомобшв до центру обслуговування 3 вшздом обслуговчо'1 ланки до окремих автомобшв 3 вшздом обслуговчо'1 ланки до су куп но сп автомобшв пожежних частин
Переваги Недолши Переваги Недолши Переваги Недолжи
Забезпечуеться концентращя обслуговчо-ремонтннх роби- у реммайстерш Кожне д1агностування та обслуговчо-ремонтне втручання вимагае витрат коптв на транспортування автомобшв Зменшуються витрати коптв на транспортування Не використову-ються переваги виконання обслуговчо-ремонтннх втручань у реммайстерш Суттево зменшуються витрати кошт ¡в на транспортування Збшыпуеться обсяг д1агностичних роб ¡т. Не використовуються переваги виконання обслуговчо-ремонтних втручань у реммайстерш
Рис. Порiвняння оргатзацшних схем ТОР
Це зумовлюе потребу розроблення методу визначення !х прiоритету на основi моделювання системи ТОР. З щею метою розробляють концептуальну модель системи та розглядають вщповщний процес [4]. Процес ТОР пожежних автомобiлiв за техтчним станом зумовлюеться такими групами чинникiв: 1) предметною (П); 2) технолопчною (Тл); 3) природно-виробничою (Пв); 4) тех-нiчною (Тх); 5) ресурсною (Р); 6) шформацшною (I); 7) оргатзацшною (О) [5]. Предметну групу чинникiв характеризують: 1) марковий склад пожежних авто-мобiлiв, як потрiбно обслуговувати i ремонтувати (т); 2) види обслуго-вувально-ремонтних втручань, що потрiбно здiйснювати для тдтримання пожежних автомобiлiв у роботоздатному стан ф; 3) рiчна потреба в ф-х обслуговувально-ремонтних втручаннях (Лт9). Технологiчна група чинник1в визначаеться: 1) змiстом та трудомктюстю виконання окремих видiв обслуго-вувально-ремонтних втручань (0^); 2) тривалктю виконання цих втручань за рiзно! чисельностi виконавцiв (^); 3) послщовтстю одночасного виконання кшькох обслуговувально-ремонтних втручань над одним автомобшем ( Природно-виробничу групу чинниюв процесу ТОР репрезентують: 1) число пожежних частин, що обслуговуються загоном техтчно! служби (NП); 2) терито-рiальне розташування та вiдстань мiж окремими частинами (1П); 3) вщстань мiж мiсцем дислокацп загону техтчно! служби та окремими частинами (/ЗП). Технiчну групу чинниюв характеризують: 1) швидкiсть руху пересувно! рем-майстернi (Ур); 2) тривалiсть виконання окремих обслуговувально-ремонтних втручань за допомогою певного виду ремонтно-технолопчного обслуговування (). Ресурсну групу чинникiв репрезентуе наявнiсть на складах загону техтчно! служби потрiбних вузлiв i агрегатiв для агрегатного ремонту пожежних ав-томобiлiв (23). 1нформацшний чинник визначае перiодичнiсть наявносп шфор-мацп у загонi техтчно! служби про потребу у ремонтних втручаннях ( Т ). Що-до оргатзацшних чинниюв процесу ТОР, то !х характеризують: 1) оргатза-цшна схема технiчного обслуговування i ремонту пожежних автомобiлiв за ста-
ном (и); 2) оргашзащйний режим 11 роботи, тривалкть змiни (Т3) та юльккть змiн роботи (А3).
Результата дослщження. Розкриття сукупно! до зазначених чинникiв можливе тальки на основi iмiтацiйного моделювання процесу ТОР. Для розроб-лення алгоритму та програми моделювання видiляють керованi та некероваш чинники. До керованих чинникш поIрiбно вiднести чинники технiчноí, ресурсно!', шформащйно! та органiзацiйноí груп. Усi iншi е некерованими. Окрiм того, варто зауважити, що технiчну групу чинникiв потрiбно вщнести до частково керованих, оскiльки i швидкiсть тих i iнших пересувних ремонтних майстерень. Тривалiсть ремонтно-обслуговчих втручань за допомогою використання того чи шшого виду ремонтно-технологiчного обладнання (оснастки, шструменту) можна змiнити тiльки в певних межах.
Розглядаючи систему ТОР, видаляють у нiй потiк вимог на виконання обслуговувально-ремонтних втручань. Вш характеризуеться: 1) щоденною потребую у виконаш даагностичних робiт; 2) щоденною потребою у зашш тих чи шших вузлш та агрегатав; 3) щоденною потребою виконання ремонтав (поточ-них i капiтальних) тих чи шших вузлiв чи агрегатав; 4) щоденною потребою виконання каштальних ремонтав пожежних машин. Ц характеристики {А} зале-жать ввд маркового складу автомобiлiв (да), 1'х кiлькостi (Ыт), надiйностi (Нвм), а також рiчного напрацювання (Нт)
{1р} = / ( т, ^т, Ньт, Нт ) . (1)
З огляду на те, що НЬт, Нт е величинами ймовiрними, то 1тр буде також ймовiрною, що створюе трудношд у дослiдженнi системи ТОР та вимагае використання статистичних методш.
Окремi замовлення на виконання процесу ТОР розосередженш в просто-рi та часi. Просторова розосередженкть замовлень е головною шдставою дифе-ренцiйованого розгляду витрат часу (гтр) на виконання кожного з них
Iтр = 1-Ттр + ^отр , (2)
де Ътр, 1отр - ввдповдао витрати часу на транспортування пожежного автомобь ля або пересувно! майстерш та виконання операцiй ф-го виду ТОР для да-го ав-томобшя, год.
Не акцентуючи уваги на тривалоста, гтр зауважимо, що тривалкть г0.„р залежить вiд виду ТОР, а також матерiальних ресурсiв для його виконання, а тому мусимо розглядати таю причинно-наслiдковi зв'язки:
*ошр = / _(р, и ) + А?о]; (3)
1ошр = / _(р, и ) + АГо]; (4)
АТтр = f ( ^зтрР, (5)
де: Ут - швидккть руху пожежного автомобшя (за умови, що ТОР виконуеться у загош технiчноí служби), км/год; Аг0 - тривалкть очшування запасних частин (деталей, вузлiв, агрегатiв) та в черзi на обслуговування, год; 1зпр - обсяг за-пасних частин, од.
Вiд тривалосп обслуговування (ремонту) залежать витрати ресурав на резервування резервних автомобiлiв у частинах для забезпечення надiйностi протипожежного захисту. Окр1м того, за умови реалiзацií друго! та третьо! ор-ганiзацiйних схем виконання ТОР матимемо неефективнi витрати часу квалiфi-кованих майстрiв-ремонтникiв на !х пере!зди мiж загоном технiчноí служби та пожежними частинами. Водночас скорочення тривалостi процесу ТОР потребуе резерву запасних частин (деталей, вузл1в, агрегатав). Таким чином, маемо за-лежнiсть витрати ресурс1в:
де: Еи,Ег,Ее - вдаовщно витрати ресурсiв людських (трудових), уречевлених у резервних агрегатах, вузлах, деталях та поточних на транспортування, МДж; Отр - органiзацiя (оргашзацшна схема) виконання ТОР.
Окр1м того, обслуговувально-ремонтш втручання пов'язанi з вилученням пожежних автомобiлiв зi сфери перебування !х в експлуатацií у сферу обслуго-вування-ремонту. Перебування автомобiлiв у цш сферi оцiнюеться в автомобь ле-днях, а саме
Обфунтоват причинно-наслiдковi зв'язки у проекп системи ТОР пожежних автомобш1в за станом е важливим етапом обфунтування Г! параметрiв. Висновки:
1. Система техшчного обслуговування пожежно!' та аваршно-рятувально!' тех-нiки iз диференцiацieю за технiчним станом потребуе розроблення вщпо-вiдного проекту та модели
2. Розроблення та впровадження зазначено!' вище системи на репональному рiвнi можна втiлена у життя завдяки розкриттю комплексно! дп факторiв процесу обслуговування та ремонту шляхом створення статистичних iмiта-цiйних моделей.
1. Настанова з експлуатаци транспортних засобiв в органах та шдроздшах ДСНС Украши (Наказ ДСНС ввд 27.06.2013 р., № 432).
2. Барзилович Е.Ю. Моделитехнического обслуживания сложных систем / Е.Ю. Барзилович. - М. : Изд-во "Высш. шк.", 1982. - 231 с.
3. Смирнов Н.Н. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию / Н.Н. Смирнов, А.А. Ицкович. - М. : Изд-во "Транспорт", 1987. - 272 с.
4. Альянах И.И. Моделирование вычислительных систем / И.И. Альянах. - Л. : Изд-во "Машиностроение", 1988. - 223 с.
5. Сидорчук О.В. Науковi основи инженерного менеджменту техшчного сервюу ршьництва / О.В. Сидорчук, С Р. Сенчук, О.В. Кухарук. - Львш : Вид-во Львш. ДАУ, 2001. - 172 с.
Башинский О.И., Вовк С.Я., Пелешко М.З. Проект системы технического обслуживания и ремонта пожарной и аварийно-спасательной техники: причинно-следственный подход
(6)
(7)
(8)
(9)
Лггература
Исследованы особенности дифференциации работ по обслуживанию и ремонту пожарной и аварийно-спасательной техники в зависимости от состояния. Проанализированы организационные схемы выполнения работ по обслуживанию и ремонту пожарной и аварийно-спасательной техники в зависимости от состояния. Выяснены причинно-следственные связи факторов влияния на систему технического обслуживания и ремонта пожарной и аварийно-спасательной техники при дифференциации работ по состоянию. Установлено, что для эффективных имитационных моделей необходимо провести качественный анализ причинно-следственных связей между факторами, влияющими на техническое обслуживание и ремонт пожарной и аварийно-спасательной техники.
Ключевые слова: пожарно-спасательная техника, техническое состояние, техническое обслуживание, ремонт, система.
Bashynskyy O.I., Vovk S.Ya., PeleshkoM.Z. The Project of Maintenance and Repair of Fire and Rescue Equipment: Causal Approach
The features of maintenance service and repair of fire and rescue equipment according to its condition are described. The organizational scheme of maintenance and repair works of fire and rescue equipment according to its condition is shown and analysed. The relationships of cause and effect in the project of system of maintenance service and repair of fire and rescue equipment according to its condition are revealed. It is established that for the efficient simulation models it is necessary to carry out a qualitative analysis of causal relationships between factors having an impact on maintenance and repair of fire and rescue equipment.
Keywords: fire automobiles, technical condition, maintenance service, repair, system.
УДК 004.94:674.047 Ст. викл. B.I. Криштапович;
ст. викл. О.В. Мокрицька, канд. техн. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ТЕПЛОМАСОПЕРЕНЕСЕННЯ У ПРОЦЕС1 СУШ1ННЯ ДЕРЕВИНИ ЯК БАГАТОФАЗНО1 СТРУКТУРИ
Наведено математичну модель реолопчно!' поведшки деревини як трифазного се-редовища, що складаеться з твердо'1 (деревно'1 речовини), рщко'1 i пароповггряно'1 фаз з урахуванням ашзотропи тепломеханчних характеристик. На осж^ розроблених мате-матичних моделей i прикладних програмних засобiв дослщжено динамжу змши темпе-ратури, вологовмюту, концентраци рщини, пари та паропов^яно!' сумгш i в'язкопруж-ного деформування деревини у процесi сушiння. Встановлено закономiрностi впливу технологiчних факторiв конвективного процесу сушшня на процеси тепломасоперене-сення деревини рiзних фаз.
Ключовi слова: математична модель, в'язкопружне деформування, тепломасопе-ренесення, багатофазна система, деревина, сушшня деревини.
Актуальшсть дослщжень. Математичне моделювання реологiчноï по-ведiнки коловдних кашлярно-пористих матерiалiв мае грунтуватися на враху-ванш особливостей ïx анатомiчноï та структурно1 будов. Представником каш-лярно-пористих матерiалiв е деревина з "непостшною" полiкапiлярною структурою кттинних стiнок, яш характеризуються значною питомою поверхнею. Вiдомо, що навiть незначна змша вологостi для значень, що е меншими вiд границ гiгроскопiчностi, iстотно впливае на мехашчну поведанку деревини. Змiна температурно-вологiсниx умов та напружено-деформiвного стану зумовлюе пе-ретворення складно!' капiлярно-пористоï структури деревних клiтин, пов'язаних з особливостями руху вологи у системi капiлярiв i порожнин. З огляду на це, актуальною задачею е побудова математично1 моделi реологiчноï поведiнки дере-
