Аналіз стану науково-технічних розробок в області забезпечення пожежних засобами протитеплового захисту. Обґрунтування складу теплового балансу організму пожежного при ерготермічних навантаженнях в одязі для проведення пожежно-рятувальних робіт.
Аннотация к работе
Поряд з позитивними прикладами гасіння пожеж допускалися тактичні помилки і прорахунки в організації пожежегасіння, що в першу чергу залежить від рівня оснащеності особового складу пожежної охорони захисним одягом і засобами індивідуального протитеплового захисту і наявності нормативної бази для ефективного і безпечного ведення пожежно-рятувальних робіт. Тому дослідження в області створення і удосконалювання захисного одягу пожежних, що надає безпеку особовому складу підрозділів в умовах високих ерготермічних навантажень, є актуальною задачею. Метою дисертаційної роботи є розкриття закономірностей нестаціонарних процесів теплообміну організму пожежних і обґрунтування на цій основі оптимальних параметрів захисного одягу, що забезпечує безпеку проведення пожежно-рятувальних робіт. Ідея роботи полягає у використанні закономірностей розподілу температури усередині ізолюючого захисного одягу пожежного із системою охолодження і без неї при високих ерготермічних навантаженнях з урахуванням кількості, розташування, теплофізичних властивостей окремих шарів і повітряних прошарків, а також теплообміну його організму в одязі, що не ізолює для обґрунтування основних параметрів захисного одягу. При виконанні дисертаційної роботи використаний комплексний метод досліджень, що включає в себе аналіз і узагальнення науково-технічних досягнень в області протитеплового індивідуального захисту людини при різних екстремальних мікрокліматичних умовах і фізичному навантаженні; математичне моделювання нестаціонарних теплообмінних процесів у захисному одязі з використанням основних законів тепломасопереносу і гідродинаміки; експериментально-аналітичні методи для визначення енерговитрат пожежних при виконанні ними різних видів робіт і визначення категорії їхньої ваги; експериментальні методи для підтвердження результатів теоретичних досліджень.У другому розділі викладені загальна методика й основні методи досліджень, обґрунтування вибору холодоагенту і систем охолодження різноманітних ділянок тіла пожежника в захисному одязі з активним теплозніманням, математичні моделі процесів теплообміну його організму в ізолюючому від зовнішнього середовища одязі з системами охолодження і без них, а також в одязі, що не ізолює, (спецодязі). Як параметри навколишнього середовища для одягу, що не ізолює, використовуються температура, теплове випромінювання, непридатність атмосфери для подиху, вологість і швидкість руху повітря, а для ізолюючого одягу - тільки перші три параметри. Температура в підодяжному просторі з водольодяною системою охолодження основної частини тіла пожежника формується в результаті взаємодії двох теплових потоків, що змішуються: перший з них поступає з навколишнього середовища (х, t), Вт, а другий - від тіла людини (х, t), Вт, а тому потік, що поглинається ОЕ-2 , Вт, дорівнює З урахуванням прийнятої розрахункової схеми системи “навколишнє середовище - захисний одяг - людина” із водольодяним охолодженням основної частини тіла пожежника задача зводиться до розвязання рівняння для зміни температури Т, К, у шарах протитеплового одягу у вигляді Розроблений аналітичний метод дозволяє досліджувати нестаціонарні процеси тепломасопереносу в підодяжному просторі з урахуванням параметрів зовнішнього середовища, енерговитрат організму людини, фазового переходу в системі охолодження при різноманітному сполученні і кількості шарів, повітряних прошарків теплоізолюючої оболонки, визначати розподіл температур усередині одягу й основного параметра - часу захисної дії, а тому він використаний надалі при проектуванні протитепловий одягу для пожежників.У дисертаційній роботі, що є завершеною науково-дослідною роботою, поставлена і вирішена актуальна науково-практична задача створення захисного одягу пожежних для проведення пожежно-рятувальних робіт в екстремальних мікрокліматичних умовах, що полягає в удосконаленні математичної моделі теплообміну організму пожежного при високих ерготермічних навантаженнях в ізолюючому одязі; обґрунтуванні нового комплексного критерія оцінки ізолюючих властивостей захисного одягу і в уточненні складових частин теплового балансу організму пожежного у системі “навколишнє середовище - неізолюючий захисний одяг - людина”, що включає конвекцію, радіацію і випар поту пожежного, що дозволило обґрунтувати основні параметри захисного одягу пожежних. Високий рівень безпеки пожежників при веденні робіт в умовах високих ерготермічних навантажень (температури навколишнього середовища понад 60 ОС, вологості повітря до 100 %, теплового променистого потоку понад 4,1 КВТ/м2 і енерговитрат - 320 Вт) досягається за рахунок використання зовнішньої термостійкої тепловідбиваючої ізолюючої від зовнішнього середовища оболонки, розробленої підприємством “МРІЯ-ІНВЕСТ”; радіаційно-конвективної водольодяної системи охолодження - НДІГРС “Респіратор” із локально розташованими в області основної частини тіла охолоджуючими елементами ОЕ-2; місцевого кондуктивного охолодження за допомогою льоду в устілках стіп ніг у системі, аналогічній для гірнич