Математичне забезпечення для проектування систем генерування компресійної піни

  • С. М. Шахов Національний університет цивільного захисту України, м. Харків
  • А. І. Кодрик Український науково-дослідний інститут цивільного захисту, м. Київ https://orcid.org/0000-0002-3787-5674
  • О. М. Тітенко Український науково-дослідний інститут цивільного захисту, м. Київ https://orcid.org/0000-0002-4950-8580
  • С. А. Виноградов Національний університет цивільного захисту України, м. Харків https://orcid.org/0000-0003-2569-5489
Ключові слова: компресійна піна; математичне моделювання; система подачі компресійної піни; лісові пожежі

Анотація

Розглянуто ефективний вогнегасний засіб у вигляді компресійної піни для боротьби з лісовими пожежами. На підставі аналізу експериментальних досліджень щодо ефективності компресійної піни над іншими вогнегасними речовинами, встановлено її переваги під час застосування у лісових масивах у разі виникнення пожеж. Спираючись на здійснений аналіз авторів, відзначено, що в країні немає зразків із технологією подачі компресійної піни. Розроблено математичну модель процесу генерування компресійної піни, яка у подальшому стане підґрунтям для виготовлення експериментального зразка системи для подачі компресійної піни. Найзручнішим інструментом для вирішення завдань з опису стаціонарних і перехідних процесів під час проектування конструкцій є сучасні програмні продукти. Графічне середовище імітаційного моделювання Simulink (інтегроване в програмне середовище MatLab) дає змогу за допомогою окремих блоків у вигляді направлених графів будувати динамічні моделі. Структура такої моделі побудована на підставі окремих, самостійних блоків, що самі по собі є окремими математичними моделями. Розроблена математична модель процесу генерування компресійної піни містить три окремі блоки. У цьому дослідженні виконано математичне моделювання роботи блоку газу, блоку подачі суміші води та піноутворювача та руху піни у рукаві. Кожний з блоків є автономною математичною моделлю зі своїми входом та виходом. За допомогою цих моделей здійснюється взаємодія між блоками в процесі виконання загальної задачі моделювання. Ці окремі блоки можна змінювати відповідно до змін конструкції установки, залишаючи тільки сталою зовнішню оболонку (кількість входів, виходів, розмірність) окремого блока. Наступним етапом дослідження є розроблення блоку піногенератора та системи комунікацій між блоками, для подальшої взаємодії цих блоків вже з розробленими блоками в цій роботі та виконання загальної задачі моделювання процесу генерування компресійної піни в системі. Під час взаємодій цих блоків буде виконуватися задача, яка полягає у визначенні необхідних технічних параметрів системи, залежно від вогнегасних властивостей компресійної піни, яку необхідно отримати.

Біографії авторів

С. М. Шахов, Національний університет цивільного захисту України, м. Харків

ад'юнкт, кафедра інженерної та аварійно-рятувальної техніки

А. І. Кодрик, Український науково-дослідний інститут цивільного захисту, м. Київ

канд. техн. наук, начальник відділу інноваційних технологій

О. М. Тітенко, Український науково-дослідний інститут цивільного захисту, м. Київ

канд. техн. наук, ст. наук. співробітник, відділ інноваційних технологій

С. А. Виноградов, Національний університет цивільного захисту України, м. Харків

канд. техн. наук, доцент, заступник начальника кафедри інженерної та аварійно-рятувальної техніки

Посилання

Abramov, Yu. A., Rosoha, V., & Shapovalova, E. (2001). Modelirovanie protsessov v pozharnyih stvolah. Kharkiv, 195 p.

Abramovich, G. N. (1979). Prikladnaya gazovaya dinamika. Moscow: Nauka, 824 p.

Dhrupad P. (2017). Experimental study of pressure drop an bubble size in a laboratory scale compressed air foam generation system, 14–135

Dong-Ho, R., Jang-Won, L., & Seonwoong, K. (2016). Class B Fire – Extinguishing Performance Evaluation of a Compressed Air Foam System at Differen Air – to – Aqueous Foam Solution Mixing Ratios. Applied Science, 6(191), 2–12

Dubinin, D., Korytchenko, K., Lisnyak, A., Hrytsyna, I., & Trigub V. (2018). Improving the installation for fire extinguishing with inelydispersed water. Eastern European Journal of Enterprise Technologies, 10(92), 38–43

Fadyaev, V. D. (2017). Primenenie kompressionnoy penyi v nasosno – rukavnyih sistemah pri tushenii pozharov elektrooborudovaniya pod napryazhenim. Candidate Dissertation for Technical Sciences. (05.26.03 – Fire and industrial safety (by industry)). Moscow, 158 p.

Grady S., Lafferty R. (2005). How high can you pump wildland firefighting foam?. Foam applications for wildland and urban fire management, 1, 123–132

Idelchik, I. E. (1992). Spravochnik po gidravlicheskim soprotivleniyam. Moscow: Publishing "Mashinostroenie", 672 p.

Jing-Yuan, C., & Mao, X. (2014). Experimental Research of Integrated Compressed Air Foam System of Fixed (ICAF) for Liquid Fuel. Procedia Engineering, 71, 44–56

Kutateladze, S. S., & Styrkovich, M. A. (1976). Gidrodinamika gazozhidkostnykh sistem. Moscow: Publishing "Energiya", 143 p.

Mawhinney, J., & Back, G. (2016). Handbook of fire protection engineering. SFPE Handbook of fire protection engineering, 645 p.

Semko, A., Beskrovnaya, M., Vinogradov, S., Hritsina, I., & Yagudina, N. (2014). The usage of high speed impulse liquid jets for putting out gas blowouts. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 3, 655–664

Shakhov, S. M., Vinogradov, S. A., & Larin, O. M. (2017) Analiz svitovikh zrazkiv sistem pozhezhogasinnya gazonapovnenoyu pinoyu. Nadzvichajni situacziyi. Poperedzhennya ta likvidacziya, 1, 50–58

Wang, X., Liao, Y., & Lin, L. (2009). Experimental study on fire extinguishing with a newly prepared multi – component compressed air foam. Chinese Science Bulletin, 54(3), 492–496

William, L., & San, J. (2001). Properties of compressed air foam. County Fire District, Friday Harbour, 3, 23–32

Zalesov, S. V., Godovalov, G. A., & Krektunov, A. A. (2014). Sistema pozharotusheniya NATISK dlya ostanovki i lokalizatsii lesnyih pozharov. Sovremennyie problemyi nauki i obrazovaniya, 3, 138–145

Zalesov, S. V., Godovalov, G. A., Krektunov, A. A., & Opletaev, A. S. (2014). Novyj sposob sozdaniya zagraditelnykh i opornykh protivopozharnykh polos. Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 3, 90–94

Опубліковано
2020-06-04
Як цитувати
Шахов, С. М., Кодрик, А. І., Тітенко, О. М., & Виноградов, С. А. (2020). Математичне забезпечення для проектування систем генерування компресійної піни. Науковий вісник НЛТУ України, 30(3), 111-115. https://doi.org/10.36930/40300319
Розділ
Інформаційні технології