CC BY
8
УДК 614.841.4+621.91
ВЛИЯНИЕ МИКРОДОЗ МАСЛА И-20А НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИОНИЗИРОВАННОЙ ВОЗДУШНОЙ СОТС ПРИ ОБРАБОТКЕ ОРОСИТЕЛЕЙ УСТАНОВОК ПОЖАРОТУШЕНИЯ ТОНКОРАСПЫЛЕННОЙ ВОДОЙ
В. А. КОМЕЛЬКОВ, А. Г. НАУМОВ, М. В. ВИНОКУРОВ, М. А. КОЛБАШОВ
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново Е-mail: komelkov@rambler.ru, agn@yandex.ru, vimifi@yandex.ru, kolbashow@mail.ru
Важнейшим конструктивным параметром оросителя установок пожаротушения тонкораспыленной водой является шероховатость поверхности оросителя. При его механической обработке возникает ряд определенных трудностей. Как правило, это сплавы из латуни, при механической обработке которых трудно получить поверхности с заданными параметрами широховатости. При движении жидкости с большими скоростями через отверстия оросителей имеющих высокую степень шероховатости возникают турбулентные потоки, и как следствие, на выходе из оросителя, неравномерно распыленные струи с неконтролируемым размером частиц. В статье показано влияние распыленных СОТС (смазочно-охлаждающих технологических средств), а именно распыленных микродоз индустриального масла И-20А активированного коронным разрядом с различной величиной и знаком на коронирующем электроде, на повышения качества обработанной поверхности оросителей тонкораспыленной водой.
Ключевые слова: противопожарная защита объектов; установка пожаротушения; тонкораспыленная вода; шероховатость поверхности оросителя; смазочно-охлаждающее технологическое средство.
INFLUENCE OF I-20A OIL MICRODOSE ON THE EFFICIENCY OF IONIZED AIR SOTS WHEN TREATING SPRINKLERS OF FIRE EXTINGUISHING INSTALLATIONS
WITH THINLY SPRAYED WATER
V. A. KOMELKOV, A. G. NAUMOV, V. M. VINOKUROV, M. A. KOLBASHOV
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education
«Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo Е-mail: komelkov@rambler.ru, agn@yandex.ru, vimifi@yandex.ru, kolbashow@mail.ru
The most important design parameter of the sprinkler for fire extinguishing installations with finely sprayed water is the surface roughness of the sprinkler. When machining it, a number of certain difficulties arise. As a rule, these are alloys made of brass, when machining which it is difficult to obtain surfaces with given parameters of roughness. When the liquid moves at high speeds through the holes of the sprinklers with a high degree of roughness, turbulent flows arise, and as a consequence, at the exit from the sprinkler, unevenly sprayed jets with an uncontrolled particle size. The article shows the effect of sprayed SOTS (lubricating and cooling technological means), namely, sprayed microdoses of industrial oil I-20A activated by corona discharge with different values and signs on the corona electrode, on improving the quality of the treated surface of sprinklers with finely sprayed water.
Key words: fire protection of objects; fire extinguishing installation; fine dusty water; the roughness of the sprinkler surface; lubricating and cooling technological agent.
© Комельков В. А., Наумов А. Г., Винокуров М. В., Колбашов М. А, 2020
77
В настоящее время применение установок пожаротушения тонкораспыленной водой, является актуальным вопросом развития систем автоматического пожаротушения для противопожарной защиты объектов защиты. К основным преимуществам систем пожаротушения тонкораспыленной водой можно отнести следующие факторы:
низкий расход огнетушащего вещества при пожаротушении, что особенно важно для мест с ограниченным потреблением воды;
незначительный ущерб от
срабатывания установки, позволяющий применять для тушения пожаров архивов, музеев и серверных;
высокая огнетушащая способность, обусловленная повышенным охлаждающим эффектом за счет высокой удельной поверхности капель, что повышает охлаждающий эффект за счет проникающего равномерного действия воды непосредственно на очаг горения и увеличения теплосъема, снижением концентрации кислорода и разбавления горючих паров в зоне горения в результате образования пара [1, 2].
Важнейшим конструктивным
параметром оросителя является его шероховатость поверхности. При
механической обработке материалов, из которых изготавливаются оросители, возникает ряд определенных трудностей. Как правило, это сплавы из латуни, при механической обработке которых трудно получить поверхности с заданными параметрами микронеровностей. При движении жидкости с большими скоростями через отверстия оросителей имеющих высокую степень шероховатости возникают турбулентные потоки, и как следствие на выходе из оросителя неравномерно распыленные струи с неконтролируемым размером частиц. К эффективным методам повышения качества обработанной поверхности оросителей пожаротушения тонкораспыленной водой относится применение смазочно-охлаждающих
технологических средств (далее - СОТС). Действие микродоз масла И-20А на эффективность ионизарованной воздушной СОТС влияет на процесс обработки материалов и приводит к снижению шероховатости поверхности.
Эффективность распыленных СОТС объясняется следующими особенностями этого метода:
- высокая скорость струи воздухо-жидкостной смеси обеспечивает значительный смазочно-охлаждающий эффект;
- резкое увеличение поверхностной активности мелкодисперсных частиц жидкости, возможность проникновения воздуха в зону контакта трущихся поверхностей инструмента, стружки и обрабатываемой детали, некоторые электрические явления, связанные с электризацией капель жидкости в струе возду-хо-жидкостной смеси, обеспечивают усиление смазочного эффекта распыленных СОТС;
- обдув струей смеси зоны резания способствует удалению стружки и продуктов износа режущего инструмента из зоны резания, в частности, из стружечных канавок инструмента, обеспечивая определенное« моющее« действие [3, 4].
В силу этих причин резко снижается требуемый расход СОТС.
Активация воздушной среды осуществлялась специально сконструированными установками посредством электрических разрядов, с доработанным соплом-насадкой, позволяющей дозировано подавать вязкие жидкости в зону резания (рис. 1).
Vl
Рис. 1. Схема ионизатора с разработанным соплом-насадкой. 1 - электрический двигатель,
2 - воздухо-жидкостный канал,
3 - резервуар для подаваемой жидкости, 4 - регулировочные краны, 5 - соединительный канал, 6 - сопло,
7 - коронирующий электрод, 8 - трансформатор, 9 - кран регулировки перепада давлений
Принцип работы следующий. Воздух из камеры ионизатора попадает в воздухо-жидкостный канал 2, который проходя через резервуар с жидкостью выходит в диффузорной части сопла 6. Воздухо-жидкостный канал имеет отверстие внутри резервуара, через которое в него попадает жидкость, при этом, происходит ее частичное перемешивание с воздухом. Далее эта смесь попадая в диффузорную часть сопла
окончательно разбивается основным воздушным потоком, после чего происходит ионизация этого потока. Регулировка расхода подаваемой жидкости регулируется игольчатыми кранами 4. В данной работе была произведена тарировка системы на расход индустриального масла И-20А, который составил от 0,2-50 г/час, с шагом 0,2 г/час.
В качестве обрабатываемого материала использовался сплав латуни. При выборе данного материалов учитывалась необходимость его применения в промышленности, наличие ценных
конструкционных свойств, а также сложность механической обработки, нередко препятствующей его широкому применению [5].
В качестве режущего инструмента применялись упорно - проходные резцы из быстрорежущей стали Р6М5. Все резцы
О.040 им
I-1
20.0 мкм -
прошли предварительную термическую обработку Выбор материала обусловлен его применимостью на этапах современной металлообработки и высокой чувствительностью к негативным воздействиям среды. Геометрия резцов была выбрана согласно справочной литературе: при точении сплавов латуни.
В работе исследовали влияние микродоз масла И-20А активированного разрядом с различной величиной и знаком на коронирующем электроде на высоту микронеровностей Ra обработанной поверхности. Резание осуществлялось в сухую и с применением СОТС. Измерения проводились на профилографе-профилометре «Абрис ПМ7». Профили поверхностей приведены на рис. 2.
а)
I—I
6)
О.040 мм
JL О . О мкм
АО . О мкм
О.8О мм
в)
О.040 мм
2 О. О мкм
2Q.O мкм
0.80 мм
Рис. 2. Профилограммы обработанных поверхностей а) всухую, б) полив масла
с расходом 0,5 л/мин., в) в среде ионизированного воздуха с введением микродоз масла И-20А расходом 1 г/час и напряжением на коронирующем электроде
-5 кВ, г) в среде ионизированного воздуха с напряжением на коронирующем электроде -9 кВ
г)
На рис. 3 приведены зависимости среднего значения шероховатости Ра при использовании различных СОТС.
Как видно из гистограммы максимальное значение шероховатости наблюдается при резании всухую - 5,2 мкм. Применение ионизированного воздуха и озона позволяет снизить величину микронеровностей до
Применение ионизированного воздушного потока, имеющего в своем составе микродозы индустриального масла И-20А позволяет снижать величину микронеровностей. Использование в качестве СОТС воздушно-масляной смеси позволило снизить
Список литературы
1. Пахомов Г. Б. Новейшая технология пожаротушения тонкораспыленной водой. Характеристики устройств и перспективы развития // Мир и безопасноть. 2008. № 3. С. 28-34.
2. Тагиев Р. М. Тонкораспыленная вода: правда и вымысел // Системы безопасности. 2008 № 4. С. 36-41.
3. Подураев В. Н., Татаринов А. С., Петрова В. Д. Механическая обработка с охлаждением ионизированным воздухом // Вестник машиностроения. 1991. № 11. С. 2731.
3-3,5 мкм. Минимальное значение шероховатости (2,3 мкм) наблюдается при введении в воздушный поток микродоз индустриального масла И-20А с расходом 1 г/час и напряжением на коронирующем электроде 5 кВ.
Рис.3. Среднее значение шероховатости Ра при точении стали 45. У=1.2 м/с, Б= 0.1 мм/об., 1=0,5 мм
среднее значение шероховатости Ра обработанной поверхности в 2,3 раза по сравнению с резанием в сухую и в 1,6 раза при использовании в качестве СОТС индустриального масла в виде свободно падающей струи.
4. Еловский В. С., Комельков В. А., Колбашов М. А. Влияние механической обработки оросителей тонкораспыленной воды на дисперсность и качество огнетушащей среды // Актуальные вопросы совершенствования инженерных систем обеспечения пожарной безопасности. 2014. С. 78-82.
5. Латышев В. Н. Трибология резания. Принципы создания эффективных СОТС. Иваново: Ивановский государственный университет. 2009. 156 с.
Всухую Озон Ионы Ионы Масло Масло Масло Масло Масло Масло Полив +10кВ -ЭеБ 0,2г/ч 0,2г/ч 0,5г/ч 0,5г/ч 1г/ч 1г/ч малом +5,5кВ -ЗкВ +10кВ -8кВ +10кВ -5кВ 0,5л/мин
References
1. Pahomov G. B. Novejshaya tekhnologiya pozharotusheniya tonkoraspylennoj vodoj. Harakteristiki ustrojstv i perspektivy razviti-ya [The latest technology for fire extinguishing with water mist. Device characteristics and development prospects]. Mir i bezopasnot', 2008, issue 3, pp. 28-34.
2. Tagiev R. M. Tonkoraspylennaya vo-da: pravda i vymysel [Water mist: truth and fiction]. Sistemy bezopasnosti, 2008, issue 4, pp. 36-41.
3. Poduraev V. N., Tatarinov A. S., Pe-trova V. D. Mekhanicheskaya obrabotka s ohla-zhdeniem ionizirovannym vozduhom [Machining
with ionized air cooling]. Vestnik mashinostroeni-ya, 1991, issue 11, pp. 27-31.
4. Elovskij V. S., Komel'kov V. A., Kolbashov M. A. Vliyanie mekhanicheskoj obrabotki orositelej tonkoraspylennoj vody na dis-persnost' i kachestvo ognetushashchej sredy [Influence of mechanical treatment of sprinklers with finely sprayed water on the dispersion and quality of the extinguishing medium]. Aktual'nye voprosy sovershenstvovaniya inzhenernyh sistem obespecheniya pozharnoj bezopasnosti, 2014, pp. 78-82.
5. Latyshev V. N. Tribologiya rezaniya. Principy sozdaniya effektivnyh SOTS [Cutting tri-bology. The principles of creating effective cutting systems]. Ivanovo: Ivanovskij gosudarstvennyj universitet, 2009, 156 p.
Комельков Вячеслав Алексеевич
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
кандидат технических наук, начальник кафедры
E-mail: komelkov@rambler.ru
Komelkov Vyacheslav Alekseevich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of
State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination
of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo
candidate of technicasciences, associate professor
E-mail: komelkov@rambler.ru
Наумов Александр Геннадьевич
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
доктор технических наук, профессор
E-mail: agn@yandex.ru
Naumov Alexander Gennad'evich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of
State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination
of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo
doctor of technical sciences, professor
E-mail: agn@yandex.ru
Винокуров Михаил Владимирович
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
начальник кафедры
E-mail: vimifi@yandex.ru
Vinokurov Mikhail Vladimirovich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of
State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination
of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo,
head of department
E-mail: vimifi@yandex.ru
Колбашов Михаил Александрович
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново
кандидат технических наук, заместитель начальника кафедры E-mail: kolbashow@mail.ru Kolbashov Mikhail Alexandrovich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of
State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination
of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo,
candidate of technicasciences, associate professor
E-mail: kolbashow@mail.ru
