Розробка генераторів вогнегасячого аерозолю із покращеними характеристиками - Автореферат

АКАДЕМІЯ ЦИВІЛЬНОГО ЗАХИСТУ УКРАЇНИ Робота виконана в Академії цивільного захисту України МНС України Науковий керівник - кандидат психологічних наук, доцент Росоха Володимир Омелянович, Академія цивільного захисту України, ректор. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Прохач Едуард Юхимович, Харківська філія Державного підприємства МО України "Воєнконверс-43", директор;Монреальська конвенція і ряд інших міжнародних угод, стали непереборною перешкодою перед вогнегасячими речовинами, що руйнують озоновий прошарок атмосфери Землі. Пошук ефективної альтернативи екологічно небезпечним хладонам, привів до створення принципово нового засобу - вогнегасячого аерозолю. Процес одержання аерозолю протікає в камері згорання генератора вогнегасячого аерозолю (ГВА). Провідна роль у розробці і виробництві як аерозолеутворюючих сполук (АУС), так і генераторів вогнегасячого аерозолю, належить російським підприємствам. В їх роботах основна увага приділяється вирішенню наступних проблем: зниження пожежної небезпеки процесу отримання вогнегасячої речовини, вибору оптимальних схем розміщення ГВА для забезпечення рівномірного розподілу аерозолю в приміщенні, що захищається.Аналіз сучасних вогнегасних речовин, що використовуються при обємному гасінні показав, що найбільшу ефективність мають бром, хлормісткі хладони, але, разом з тим, ці речовини руйнують озоновий прошарок атмосфери Землі, що може призвести до екологічної катастрофи в масштабах всієї планети. Дослідження рецептур сучасних зарядів АУС і властивостей одержуваних із них вогнегасячих аерозолей, показало, що сучасні аерозолеутворюючі сполуки мають високі експлуатаційні характеристики, наприклад, вогнегасяча концентрація у 3-5 разів нижче концентрації хладону 13В1, а коефіцієнт озоноруйнівної дії аерозолю при вогнегасячих концентраціях дорівнює нулю. Показано, що основними технічними характеристиками, які повинні бути враховані при проектуванні систем аерозольного пожежогасіння, створенні нових модифікацій ГВА, а також повинні бути наведені в паспорті на пристрій, є наступні показники: час роботи, швидкодія, маса заряду АУС та генератора, вогнегасна здатність аерозолю, закон зміни масової витрати, радіус високотемпературних зон, тип ініціюючого пристрою, габаритні розміри, умови експлуатації. Інтегруючи систему рівнянь (1)-(4) за довжиною заряду, а також враховуючи ряд припущень, маємо систему нелінійних диференційних рівнянь, що повязує середньообємні газодинамічні параметри генератора у вигляді: (5) де VK - вільний обєм камери згоряння; ТГ - температура горіння заряду АУС; S3 - площа поверхні горіння; k - показник адіабати; - середня по поверхні швидкість горіння заряду АУС, що визначається виразом: де ua - швидкість горіння заряду АУС при атмосферному тиску; РАТМ - атмосферний тиск; n - показник ступеню; TH - початкова температура заряду АУС; b - постійна, що залежить від початкової температури заряду; - масова витрата вогнегасячої речовини при докритичному режимі її витоку: де SB - площа вихідних отворів; m - коефіцієнт витрат. 5 - 8), показав, що значний вплив на вказані характеристики здійснюють щільність заряду, швидкість його горіння, початкова температура, довжина заряду та площа поверхні горіння.У роботі отримані нові науково обґрунтовані результати, які в сукупності забезпечують розвязання науково-практичної задачі щодо обгрунтування можливості створення генераторів вогнегасячого аерозолю з покращеними характеристиками. Аналіз особливостей побудови систем аерозольного пожежегасіння показав, що вони мають ряд суттєвих переваг у порівнянні з традиційними системами обємного гасіння, а саме: відсутність ємностей, що знаходяться під тиском, для зберігання вогнегасячої речовини, відсутність трубопроводів для її доставки, низька металоємність системи, простота технічного обслуговування системи, тривалий строк експлуатації. Аналіз особливостей схемних рішень існуючих ГВА та тенденцій щодо вдосконалення їх характеристик показав, що основними напрямками підвищення їх ефективності є зниження температури продуктів згоряння заряду АУС, виключення можливості потрапляння недоокислених компонентів в обєм, що захищається, а також вдосконалення таких технічних характеристик ГВА, як час роботи, швидкодія, масова витрата вогнегасячого аерозолю. Отримано комплекс математичних моделей, що описує процеси, які відбуваються в ГВА, в основі якого лежать закони збереження маси й енергії, а також рівняння стану ідеального газу, подані у виді системи нелінійних диференціальних рівнянь. Для проведення експериментальних досліджень створено установку, що дозволяє визначати тривалість перехідного процесу в камері генератора, час його роботи і швидкість горіння заряду АУС, а також запропоновано методику проведення експерименту для визначення технічних характеристик ГВА.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ