Розробка схем пожежних стволів, оптимальних за критерієм дальності подачі вогнегасної речовини - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ВНУТРІШНІХ СПРАВ УКРАЇНИ ХАРКІВСЬКИЙ ІНСТИТУТ ПОЖЕЖНОЇ БЕЗПЕКИ РОЗРОБКА СХЕМ ПОЖЕЖНИХ СТВОЛІВ, ОПТИМАЛЬНИХ ЗА КРИТЕРІЄМ ДАЛЬНОСТІ ПОДАЧІ ВОГРНЕГАСНОЇ РЕЧОВИНИРобота виконана в Харківському інституті пожежної безпеки, МВС України. Науковий керівник: Заслужений винахідник України, доктор технічних наук, професор Абрамов Юрій Олексійович, Харківський інститут пожежної безпеки, проректор з наукової роботи. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Приходько Іван Михайлович, професор кафедри організації служби та підготовки Харківського інституту пожежної безпеки МВС України (м. Захист відбудеться “28” вересня 2000 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К64. 707.01 при Харківському інституті пожежної безпеки МВС України за адресою: 61023, м.Багаторічна практика показала, що, незважаючи на появу ряду нових вогнегасних речовин, вода на даний час і в досяжному для огляду майбутньому буде залишатися основним засобом пожежогасіння, а головними пристроями доставки вогнегасної речовини в осередок буде пожежний ствол і насос, що забезпечують необхідний для нього рівень тиску. У багатьох наукових центрах України, близького і дальнього зарубіжжя провадяться роботи по створенню нових оптимальних по конструкції, пожежних стволів, які мають розширені функціональні можливості. Для досягнення мети дослідження необхідно вирішити наступні задачі: визначити взаємозвязок між швидкістю витікання водяного струму з пожежного ствола, властивостями використовуваної вогнегасної рідини і дальністю подачі струму; виявити залежність між динамічними характеристиками пожежних стволів і їх геометрією з наступним розвязанням оптимізаційної задачі вибору варіанту геометрії пожежного ствола стосовно до заданої форми; Наукова новизна отриманих результатів складається у: одержанні теоретично обгрунтованої залежності дальності подачі вогнегасної речовини від швидкості краплинного потоку на виході пожежного ствола, фізичних властивостей рідини і ступеня розпилу; створенні інженерної процедури розробки схем пожежних стволів, що забезпечують максимальну дальність подачі вогнегасної речовини; побудові математичної моделі гідродинамічних процесів у порожнинах пожежних стволів з використанням методу R-функцій і елементів теорії планування експерименту на основі рівнянь Навє-Стокса; створенні алгоритмів і програмних засобів, які дозволяють автоматизувати процес вибору оптимальної схеми побудови пожежного ствола; одержанні за допомогою імітаційного моделювання і теорії планування експерименту залежності швидкості потоку рідини на зрізі пожежного ствола від геометричних параметрів самого ствола.Проте в літературі відсутні підходи, що дозволяють однозначно визначити вплив вхідних гідродинамічних показників і геометричних параметрів на вихідні характеристики пожежних стволів і, виходячи з цього, вибрати кращий варіант схеми побудови пожежного ствола. Показано, що одним з основних тактико-технічних показників пожежних стволів є дальність подачі вогнегасної речовини в осередок, що безпосередньо повязано з забезпеченням безпеки особового складу. Пропонується розробити інженерну процедуру розрахунку оптимальних геометричних і динамічних параметрів пожежних стволів, що сполучить у собі можливості імітаційного моделювання в комплексі з теорією планування експериментів для вибору оптимальної схеми побудови пожежного ствола. Практично лінійний характер залежності дальності подачі вогнегасної речовини від швидкості витікання його із сопла пожежного ствола (рис.1) дозволив достатньо коректно перейти від максимальної дальності подачі в якості критерію оптимізації до максимальної швидкості на зрізі, і від розгляду фізичних процесів на ділянці доставки до гідродинамічних процесів усередині пожежного ствола. Застосування теорії планування експерименту в сполученні з обчислювальним експериментом дозволило одержати поліномиальну модель, що звязує геометричні параметри пожежного ствола і швидкість витікання рідини на зрізі: (9) де bi - коефіцієнти, що характеризують ступінь впливу геометричних параметрів xi на швидкість витікання V.В дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в обґрунтуванні можливості створення інженерної процедури розробки схем пожежних стволів для ефективного гасіння пожеж на основі обчислювального експерименту з подальшою оптимізацією цих схем. Дослідження поведінки рідини в інтервалі від місця вильоту із сопла насадки до осередку загоряння дозволили встановити звязок між дальністю подачі вогнегасної речовини в осередок і швидкістю витікання його із сопла пожежного ствола, фізичними характеристиками рідини, а також ступенем розпилу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ