Дослідження ізолюючих властивостей пін швидкого тверднення

Запропоновано використовувати піни швидкого тверднення отримані на основі гелеутворюючої системи Na2O•nSiO2 (9 % р-н) + NaHCO3 (9 % р-н). в якості ефективного ізолюючого засобу по відношенню до парів органічних токсичних рідин. В якості досліджуваної токсичної рідини було обрано бензен. Проведено дослідження плавучості піни швидкого тверднення на поверхні бензену. Досліджено процес притоплювання піни швидкого тверднення. Встановлено що піна швидкого тверднення зберігає свою цілісність та плавучість більше ніж 2 доби без повторного нанесення на поверхню бензену. Було проведено дослідження ізолюючих характеристик піни швидкого тверднення двома методами. Перший – метод фіксації втрати маси бензену. Другий – метод вимірювання концентрації парів бензену над його поверхнею за допомогою портативного багатоканального газоаналізатора Dräger X-am 7000 (Німеччина). Для підвищення стійкості та ізолюючих властивостей піни швидкого тверднення запропоновано до складу гелеутворюючої системи додавати водорозчинений полімер – натрієву сіль карбометилцелюлози. Встановлено, що найвищою стійкістю та найбільшими ізолюючими властивостями володіє система Na2O•nSiO2 (9 % р-н) + NaHCO3 (9 % р-н) + карбом етил-целюлоза (0,5% об.) + піноутворювач «Морський» (6% об.). Запропоновано ізолюючий засіб близький за ізолюючими властивостями раніше запропонованим ізолюючим матеріалам на основі силікатів, однак має над ними перевагу в більшій простоті нанесення на шар рідини. Отримані результати свідчать про те що піна товщиною 5 см уповільнює випаровування бензену в 9 разів та зменшує концентрацію парів бензену над поверхнею піни швидкого тверднення на висоті 2 см. в 5 разів. Зроблено висновок про доцільність використання цієї піни швидкого тверднення для ліквідування наслідків надзвичайних ситуацій пов’язаних з розливом токсичних рідин

Щодо ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій за допомогою робототехнічних комплексів

Розроблено алгоритм управління робототехнічним комплексом під час ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій, що виникають на об’єктах, на яких експлуатуються чи транспортують небезпечні хімічні, радіоактивні чи вибухонебезпечні речовини. Запропонований алгоритм дозволяє синтезувати реакцію на вхідні команди і характеристики замкнутого контуру цілком незалежно. У роботі пропонується новий силовий контролер, який має дві явні переваги: по-перше, він має робастну структуру сервосистеми, тобто коли ведеться управління зусиллям реакції від середовища, то водночас контролюється стійкість і збереження досить високої швидкодії; по-друге, управління зусиллям ведеться через положення, тобто запропонований силовий контролер включає систему управління траєкторією. Вирішення поставленої мети відбувалося шляхом застосування моделі імпедансу та зворотної кінематики в системі управління рухом. З метою подальшої верифікації алгоритму управління робототехнічним комплексом при ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій в роботі сформульовано якісні та кількісні значення основних тактико-технічних характеристик робототехнічного комплекса, такі як: дальність радіо- і телеуправління, частота радіо- і телеканалу, максимальна потужністю радіоактивного випромінювання в зоні роботи комплекса, максимальна концентрація основних небезпечних хімічних речовин в зоні роботи комплекса, максимальна потужність теплового потоку в зоні роботи комплекса та час його роботи в таких умовах, а також максимальна швидкість пересування комплекса. На основі вивчення вітчизняного і зарубіжного досвіду застосування мобільних роботів в роботі розроблено загальну структурну схему робототехнічного комплексу для ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій. Також розроблено траєкторію руху робототехнічного комплексу при проведенні попередньої розвідки в зоні умовної надзвичайної ситуації. При проектуванні траєкторії руху було застосовано наступні алгоритми з характерними для них умовами та обмеженнями: алгоритм на основі уявлень про траєкторію руху у вигляді орієнтованого ациклічного графа; алгоритм знаходження K найкоротших шляхів між двома заданими вершинами в орієнтованому ациклічному графі; алгоритм призначення ваг вершинам зазначеного графа з урахуванням габаритних розмірів і вимог до мінімізації енергоспоживання. Подальші дослідження планується присвятити розробці натурного зразка робототехнічного комплекса для ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій, що виникають на об’єктах, на яких експлуатуються чи транспортують небезпечні хімічні, радіоактивні чи вибухонебезпечні речовини

Вдосконалення протипожежного захисту місць зберігання боєприпасів та вибухових речовин

Визначені основні параметри системи пожежогасіння арсеналів, складів зберігання боєприпасів та вибухових речовин та шляхи її удосконалення. Останнє дало змогу провести розрахунки кількості та перелік елементів модернізації системи пожежогасіння. Запропоновано функціональну модель модернізованої автоматичної системи пожежогасіння на складах та арсеналах, яка повинна включати комплекс заходів щодо створення додаткових водоймищ, інженерного обладнання території місць зберігання вибухопожеженебезпечних речовин та технічних пристроїв автоматичного пожежогасіння з підвищеними витратами вогнегасної речовина, що провинні працювати в автономному режимі. Особливостями роботи є опис створеної експериментальної установки на випробу-ванні якої у на лабораторних умовах було підтверджено ефективність запропонованої функціональної моделі модернізованої автоматичної системи пожежогасіння. Аналіз попередніх результатів розрахунків та випробувань підтверджують, що протипожежний захист вибухонебезпечних речовин у місцях їх постійного або тимчасового зберігання, обслуговування та підготовки до транспортування необхідно удосконалити шляхом модернізації системи вцілому. А саме створенням додаткових земельних укріплень, пожежних водоймищ на території зберігання, застосуванням модернізованих автоматизованих систем пожежогасіння в яких використовувати порохові акумулятори тиску. На етапі виникнення пожежі система автоматичного пожежогасіння повинна забезпечити збільшенні витрати води на 30%. Надані пропозиції щодо створення умов для ліквідації пожежі на складах і арсеналах при роботах пов’язаних зі зберіганням або утилізацією вибухопожеженебезпечних виробів та речовин термін зберігання та застосу-вання яких закінчився шляхом створення ї застосування резервних пожежних водоймищ на небезпечній території. Визначені напрямки удосконалення системи сигналізації про виникнення пожежі та запропоновано використання автоматичної системи пожежогасіння, яка є енергонезалежною, завадостійкою, простою в експлуатації

Дослідження причин виникнення надзвичайних ситуацій на основі даних офіційної статистики

Досліджується залежність між офіційними показниками демографічної, соціальної і економічної статистики та кількістю надзвичайних ситуацій, які виникають на території регіонів України. У якості показників демографічної, соціальної і економічної статистики були відібрані наступні: чисельність наявного населення; утворення та поводження з відходами; загальна площа житлового фонду; посівна площа зернових та зернобобових сільськогосподарських культур; реальний наявний дохід, у відсотках до відповідного періоду попереднього року. Залежність між вказаними показниками перевірялася шляхом проведення кореляційного аналізу. У 56 % відсотках досліджуваних випадків між загальною кількістю надзвичайних ситуацій і показником чисельності наявного населення, яке проживає на території областей та в місті Києві спостерігається середня та висока сила кореляційного зв’язку. Між іншими проаналізованими в роботі показниками демографічної, соціальної і економічної статистики та загальною кількістю надзвичайних ситуацій випадків виявлення середньої та високої сили кореляційного зв’язку було значно менше. Не зрозумілою є причина отримання у 48 % випадків від’ємних значень коефіцієнтів кореляції між загальною кількістю надзвичайних ситуацій та показником утворення і поводження з відходами. При цьому, числове значення коефіцієнтів кореляції дозволяє стверджувати про середню та високу силу кореляційних зв’язків. Ймовірно це може бути випадковістю і пов’язано з невеликим об’ємом вибірки. Встановлену залежність між показниками загальної кількості надзвичайних ситуацій та чисельності наявного населення було описано рівнянням лінійної регресії. Адекватність регресійної моделі перевірялася за критерієм Фішера і забезпечує коефіцієнт кореляції не нижче 0,7, що підтверджує достовірність розробленої математичної моделі

Організаційно-технічний метод забезпечення готовності реагування на надзвичайні ситуації

Розроблено організаційно-технічний метод забезпечення готовності реагування на надзвичайні ситуації, який враховує укомплектованість підрозділів озброєнням і технікою, їх технічну досконалість та експлуатаційні характеристики, укомплектованість особовим складом і його професійну підготовленість, матеріально-технічне та ресурсне забезпечення. Розроблено керуючий алгоритм реалізації організаційно-технічного методу, який передбачає виконання наступних процедур: збір та аналіз інформації про укомплектованість підрозділів технікою та особовим складом; оцінка потенційної технічної спроможності підрозділів до дій при надзвичайних ситуаціях; оцінки готовності підрозділів щодо реагування та ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій, матеріально-технічного, фінансового та людського забезпечення ліквідації надзвичайних ситуацій; оптимізації територіальних структур цивільного захисту з врахуванням стану техногенно-природних загроз регіонів держави; формування рішення щодо реагування на надзвичайні ситуації та ліквідації їх наслідків, оцінки ефективності та корегування рішень на основі аналізу дій підрозділів реагування. При цьому модель оцінки потенційної технічної спроможності фор-мувань та підрозділів цивільного захисту до виконання завдань за призначенням відрізняється тим, що враховує не тільки укомплектованість підрозділів озброєнням і технікою, а й їх технічну досконалість та експлуатаційні характеристики, що дозволяє оцінювати готовність кожного підрозділу щодо реагування на надзвичайні ситуації. Розроблений комплекс моделей забезпечення готовності реагування на надзвичайні ситуації є основою для обґрунтування та проведення організаційно-технічних заходів, спрямованих на адекватне реагування та ліквідацію наслідків надзвичайних ситуацій як в масштабах держави, так і її регіонів

Прогнозування масштабів хімічного ураження за умов осадження небезпечної речовини

Розроблено математичну модель зони викиду газоподібних небезпечних речовин при різних умовах активного осадження небезпечної хмари. На основі диференційних рівнянь розповсюдження газу в просторі отримано поетапну модель розповсюдження хмари небезпечної хімічної речовини, яка описує етапи викиду речовини із аварійного технологічного обладнання, осадження небезпечного газу дрібнодисперсним рідинним потоком та вільне розповсюдження хмари в повітрі. Розроблена математична модель дозволяє проводити розрахунок розмірів зон хімічного забруднення з визначенням граничних умов безпеки з урахуванням напрямку та швидкості вітру, температури повітря, ступеня вертикальної стійкості повітря, ширини зони активного осадження та хімічних властивостей як газу так і рідини. На базі пакету математичних програм MAPLE розроблено алгоритм вирішення математичної моделі з можливістю візуалізації результатів прогнозування. Автоматизація процесу прогнозування масштабів надзвичайної ситуації з візуалізацією результатів прогнозування підвищує ефективність роботи штабів з ліквідації надзвичайної ситуації та скорочує час прийняття управлінського рішення. За допомогою розробленого алгоритму проведено прогнозування масштабів хімічного ураження за різними параметрами викиду небезпечної речовини, кількістю зон осадження та інтенсивністю подачі дрібнодисперсного потоку на осадження. Проведено порівняльний аналіз результатів прогнозування умовної зони хімічного ураження при вільному розповсюдженні хмари та при активній локалізації зони викиду оперативно-рятувальними підрозділами. Результати порівняльного аналізу показали, що врахування процесів осадження хмари небезпечних хімічних речовин при прогнозуванні масштабів надзвичайної ситуації дозволяють суттєво підвищити точність визначення розмірів небезпечної зони, що впливає на коректність прийняття управлінського рішення при проведенні аварійно-рятувальних та евакуаційних робіт

Вплив конструкції шини на безпеку руху аварійно-рятувального автомобіля

Сучасні аварійно-рятувальні автомобілі комплектуються шинами радіальної конструкції з металокордом в брекері. Однак таким шинам притаманні передчасні і непередбачувані виходи з експлуатації. Виходять з експлуатації 50-70% шин, що не дозволяє реалізувати ресурс шини по зношенню протектора. З метою реалізації ресурсу протектора до повного зношення та підвищення надійності експлуатації шин аварійно-рятувальних автомобілів необхідно визначити причини передчасного виходу шин з експлуатації. Вирішення цього питання привело до вивчення розподілу температури в елементах пневматичної шини, а також визначення впливу конструкції шини на працездатність і надійність аварійно-рятувального автомобіля. При дослідженні причин виходу шин з експлуатації встановлено, що наявність екрану погіршує тепловідвід з каркаса і з усіх шарів шини, чим підвищує їх термонапружений стан. Найбільш термонапруженим є другий шар брекера. Визначено, що наявність рисунка на протекторі покращує умови відводу тепла від шини, в середньому на 30%, перш за все, за рахунок збільшення площі поверхні тепловіддачі. Ці дослідження підтверджують необхідність застосування універсальної форми рисунка протектора для шин аварійно-рятувальних автомобілів. В результаті досліджень встановлено, що навіть при дотриманні правил експлуатації і норм технічного обслуговування можливо підвищити надійність і безпеку руху аварійно-рятувальних автомобілів. На підставі досліджень для збільшення працездатного стану шин пропонується комплектувати аварійно-рятувальні автомобілі шинами спеціальної конструкції. Обґрунтовані пропозиції по конструкції шин аварійно-рятувальних автомобілів. Отримані дані збільшать надійність та безпеку руху аварійно-рятувальних автомобілів при слідуванні до місця виклику

Експериментальне визначення інерційності спрацьовування спринклерних зрошувачів автоматичних систем водяного пожежогасіння

Отримано експериментальні дані інерційності спринклерних зрошувачів з температурою спрацьовування 57 ºС з урахуванням швидкості наростання температури та отримана емпірична залежність часу спрацьовування спринклерного зрошувача з моменту виникнення пожежі. Це дозволяє оцінити застосування даного типу зрошувачів для захисту різних приміщень залежно від класу пожежної небезпеки. При виборі вихідних даних для проектування спринклерних автоматичних систем водяного пожежогасіння залежно від класу приміщень по пожежній небезпеці проглядається два підходи. Для приміщень класу ОН зі збільшенням пожежної небезпеки інтенсивність подачі вогнегасної речовини залишається постійної (І0 = 5 мм/хв), а збільшується площа гасіння для розрахунку витрати води (Fр = 72 м2 для ОН1, Fр = 144 м2 для ОН2, Fр = 216 м2 для ОН3, Fр = 360 м2 для ОН4). Для приміщень ННР використовується інший підхід. При проектуванні спринклерної автоматичної системи водяного пожежогасіння розрахункова площа для визначення сумар-ної витрати води залишається постійної (Fр = 260 м2) а змінюється інтенсивність подачі вогнегасної речовини (І0 = 7,5 мм/хв для ННР1, І0 = 10 мм/хв для ННР2, І0 = 12,5 мм/хв для ННР3). Однак, і перший підхід і другий мають на увазі, що площа гасіння пожежі залишається фіксованою величиною, а лінійна швидкість розвитку пожежі в явному виді ніде не враховується. Тому, одержання даних про час спрацьовування спринклерного зрошувача залежно від швидкості наростання температури пожежі в приміщенні, що захищається, дозволить визначити мінімальну площу зрошення осередку пожежі. Оптимальний вибір розрахункової площі для визначення витрати води при гасінні пожежі дозволить оптимізувати параметри гідравлічної розподільної мережі, вибір елементів системи, розрахувати ефективність застосування системи пожежогасіння

Дослідження вогнегасних властивостей бінарних шарів легких пористих матеріалів

Для гасіння легкозаймистих рідин запропоновано використовувати бінарні шари гранульоване піноскло + інший легкий пористий матеріал. Гранульоване піноскло виконує функцію матеріалу, що забезпечує плавучість бінарної системи. В якості матеріалів, які забезпечують переважно ізолюючі властивості бінарної вогнегасної системи обрано спучені перліт і вермикуліт. Експериментально визначені насипна густина легких порістих матеріалів, їх плавучість та вологоутримання. Встановлено, що низька плавучесть спучених перлиту та вермікуліту не дозволяє їх беспосередне використання без попередньго нанесення шару подрібненого піноскла для гасіння бензину. Наведено експериментальні дані, яки отримані гравіметричним методом з масових швидкостей вигоряння та умов загасання бензину на поверхню якого нанесено бінарний вогнегасний шар із сухих та змочених обрних пористих матерілів. Встановлено, що масова швидкість вигоряння бензину за товщини шару піноскла 0, 2 і 4 cм складала відповідно 9,2 г/(м2•с), 6,0 г/(м2•с) і 2,7 г/(м2•с). В разі використання сухих спучених перлиту та вермікуліту, яки нанесено на базовий щар піноскла висотою 4 см масові швидкості вигоряння бензину зменьшуется в 2-4 рази по зрівнянню з такими самими шарами піноскла. Загальна вогнегасна висота шару сухих перліту та вермикуліту, що нанесені на базовий шар піноскла висотою 4 см складає 2 см. Для гасіння бензину тільки сухим піносклом потрібен шар піноскла 6 см нанесенний на базовий шар. Вразі використання змочених матеріалів з максимальниь влагоутриманням яки нанесені на базовий шар піноскла гасіння бензину досягається за товщиною шару змоченого піноскла 3 см, а перліту та вермікуліту 1 см. Вогнегасні властивості перліту та вермікуліту в разі їх нанесення на базовий шар подрібненого піноскла перевищують відповідну характеристику піноскла. Змочування піноскла, спучених перліту та вермикуліту та вермікуліту призводе до збільшення вогнегасних властивостей легких пористих матеріалів

Дослідження вимог до перспективних засобів пожежогасіння тонкорозпиленою водою

Проведені дослідження, щодо застосування тонкорозпиленої води для гасіння пожеж. Встановлено, що тонкорозпилена вода в закордонних джерелах трактується відповідно до відсоткового розподілу дрібних та великих крапель води, а в вітчизняних зазначено тільки дисперсність крапель води, а відсотковий розподіл не наведений. Визначена можливість її застосування для гасіння практично всіх речовин і матеріалів, в тому числі пірофорних, за винятком речовин, що реагують з водою з виділенням теплової енергії та горючих газів (висока ефективність при гасінні пожеж класів А, В, С, F та електроустановок під напругою). Встановлені критерії ефективності застосування засобів пожежогасіння тонкорозпиленою водою при цьому основним критерієм є розмір крапель води (дисперсність), другим інтенсивність подавання тонкорозпиленої води, а третім додавання добавок з метою підвищення вогнегасної ефективності. Встановлено, що критерії ефективності застосування тонкорозпиленої води для гасіння пожежі буде залежати на-самперед від технічних засобів пожежогасіння. Визначені техніко-економічні показники сучасних технічних засобів закордонних виробників до яких відносять принцип роботи за рахунок підвищеного тиску в системі, продуктивність насосу, об’єм (запас) вогнегасної речовини, загальна вага мобільної установки і вартість. Встановлена ефективність гасіння пожеж тонкорозпиленою водою, яка обумовлена підвищеним охолоджуючим ефектом за рахунок високої питомої поверхні крапель, рівномірним розподілом крапель води в зоні горіння, зниженням концентрації кисню і розведенням горючих парів і газів в зоні горіння парами води. На підставі цього проведено розрахунок впливу дисперсності тонкорозпиленої води під час подавання її в осередок пожежі за результатом якого встановлено, що відбір тепла від полум’я пожежі буде здійснюватися за рахунок нагрівання крапель води до температури кипіння, витрат тепла на пароутворення і витрат тепла на нагрівання пари води до температури середовища при пожежі