Вибір найбільш ефективного засобу гасіння легкозаймистих рідин

 

Кірєєв Олександр Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-8819-3999

 

Гапон Юліана Костянтинівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-3304-5657

 

Чиркіна-Харламова Марина Анатоліївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-2060-9142

 

Слепужніков Євген Дмитрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5449-3512

 

Черкашин Олександр Віталійович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-3383-7803

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-40-3

Ключові слова: вогнегасна ефективність, гелеутворюючи легкозаймисті рідини, економічні параметри, піна швидкого твердіння, сипкі матеріали

 

Анотація

 Проведено порівняння ефективності існуючих і нових засобів гасіння резервуарів зі стаці-онарним дахом, що містять легкозаймисті рідини. В якості горючих рідин розглянуто легкозай-мисті рідини. Обґрунтовано, що високі вогнегасні характеристики при гасінні легкозаймистих речовин можуть забезпечити таки засоби в яких домінуючим механізмом припинення горіння є ізоляція поверхні рідини від зони горіння. У світі в якості основного засобу гасіння рідин вима-гають використовувати повітряно-механічні піни. Але для них властивий ряд недоліків. Одним з яких є мала стійкість піни від дії теплового потоку від полум’я рідини, що горить. Як альтерна-тива повітряно-механічним пінам запропоновано розглянути розроблені піни швидкого твердін-ня, а також системи піноскло + гель, піноскло + сипкий матеріал і піноскло + сипкий матеріал + вода. Для порівняння властивостей нових вогнегасних систем і повітряно-механічних пін запро-поновано використати кількісний комплексний параметр ефективності засобів пожежогасіння. Цей параметр враховує фінансові витрати на: вогнегасні речовин, їх зберігання, переробку або утилізацію після закінчення строку їх зберігання; обладнання та його експлуатацію; залучення додаткової техніки та персоналу, компенсацію збитків від процесу гасіння; компенсацію екологі-чної шкоди від вогнегасних речовин. В цілому комплексний параметр ефективності розрахову-ються як сума сімох обраних фінансових складових. На першому етапі запропоновано викорис-тати спрощений бальний варіант розрахунку комплексного економічного параметру ефективнос-ті. Для цього складові ефективності визначається методом експертних оцінок. Найбільше зна-чення комплексного параметру ефективності показали дві вогнегасних системи піноскло + сип-кий матеріал і піноскло + сипкий матеріал + вода. Для цих системи пропонується провести від-повідні експериментальні дослідження на модельних вогнищах пожежі великого розміру.

 

Посилання

 

  1. Hylton J. G., Stein G. P. U.S. Fire Department Profile. National Fire Protection Association. 2017. URL: https://www.nfpa.org/-/media/Files/News-and-Research/Fire-statistics/Fire-service/osfdprofile.pdf
  2. EN 1568-1:2018. Fire extinguishing media – Foam concentrates – Part 1: Specification for medium expansion foam concentrates for surface application to water-immiscible liquids. European committee for standardization, 2018. 44 р. URL: https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/29188adf-ed7b-49cf-9e76-b996ab64fd89/
    en-1568-1-2018
  3. EN 1568-2:2018. Fire extinguishing media – Foam concentrates – Part 2: Specification for high expansion foam concentrates for surface application to water-immiscible liquids. European committee for standardization, 2018. 41 р. URL: https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/1b7c7790-8464-4bc4-9ec6-b98ac41ff5ed/en-1568-2-2018
  4. EN 1568-3:2018. Fire extinguishing media – Foam concentrates – Part 3: Specification for low expansion foam concentrates for surface application to water-immiscible. European committee for standardization, 2018. 59 р. URL: https://standards.
    iteh.ai/catalog/standards/cen/6e79e77f-10b9-4be3-b589-23797d03ae3b/en-1568-3-2018
  5. EN 1568-4. Fire extinguishing media – Foam concentrates – Part 4: Specification for low expansion foam concentrates for surface application to water-miscible liquids. European committee for standardization, 2018. 55 р. URL: https://standards.
    iteh.ai/catalog/standards/cen/333cc3e6-35bc-4525-9e86-7c51a8be409f/en-1568-4-2018
  6. ДСТУ EN 2:2014 Класифікація пожеж (EN 2:1992; EN 2:1992/A1:2004, IDT). URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=63091
  7. Dadashov I., Loboichenko V., Kireev A. Analysis of the ecological characteristics of environment friendly fire fighting chemicals used in extinguishing oil products. Pollution Research. 2018. Vol. 37. № 1. P. 63–77. URL: http://29yjmo6.257.cz/bitstream/123456789/9380/1/Poll%20Res-10_proof.pdf
  8. Pietukhov R., Kireev А., Tregubov D., Hovalenkov S. Experimental Study of the Insulating Properties of a Lightweight Material Based on Fast-Hardening Highly Resistant Foams in Relation to Vapors of Toxic Organic Fluids. Materials Science Forum. 2021. Vol. 1038. Р. 374–382. doi: 10.4028/www.scientific.net/msf.1038.374
  9. Musayev M. E., Dadashov I. F. Development of a single means for preventing the evaporation of toxic liquids and extinguishing class B fires. Academy of the Ministry of Emergencies of the Republic of Azerbaijan. 2021. Vol. 3–4. С. 117–124. URL: https://engineeringmechanics.az/uploads/2023/05/8-fhn-akademiya-musayev-meqale-03-11-2021.pdf
  10. Mahammad E., Musayev, Ilgar F. Dadashov, Alexander A. Kireev, Rza Kh. Khudiyev. Research fire extinguishing and insulating characteristics of fast-hardening foams. Processes of Petrochemistry and Oil Refining. 2024. Vol. 25. № 2. Р. 567–577. doi: 10.62972/1726-4685.2024.2567
  11. Dubinin D., Korytchenko K., Lisnyak A., Hrytsyna I., Trigub V. Numerical simulation of the creation of a fire fighting barrier using an explosion of a combustible charge. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. 6(10(90)). Р. 11–16. doi: 10.15587/1729-4061.2017.114504
  12. Semko A., Rusanova O., Kazak O., Beskrovnaya M., Vinogradov S., Gricina I. The use of pulsed high-speed liquid jet for putting out gas blow-out. The International Journal of Multiphysics. 2015. Vol. 9(1). Р. 9–20. doi: 10.1260/1750-9548.9.1.9/
  13. Dubinin D., Korytchenko K., Lisnyak A., Hrytsyna I., Trigub V. Improving the installation for fire extinguishing with finely dispersed water Eastern European Journal of Enterprise Technologies. 2018. Vol. 2. № 10–92. P. 38–43. doi: 10.15587/1729-4061.2018.127865/
  14. Vambol S., Bogdanov I., Vambol V., Suchikova Y., Kondratenko O., Hurenko O., Onishchenko S. Research into regularities of pore formation on the surface of semiconductors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 3. № 5–87. P. 37–44. doi: 10.15587/1729-4061.2017.104039
  15. Chernukha A., Teslenko A., Kovalov P., Bezuglov O. Mathematical Modeling of Fire-Proof Efficiency of Coatings Based on Silicate Composition. Materials Science Forum. 2020. Vol. 1006. Р. 70–75. doi; 10.4028/www.scientific.net/msf.1006.70
  16. Vasilchenko A., Otrosh Y., Adamenko N., Doronin E., Kovalov A. Feature of fire resistance calculation of steel structures with intumescent coating. MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 230. Р. 02036. doi: 10.1051/matecconf/201823002036
  17. Kustov M., Kalugin V., Tutunik V., Tarakhno O. Physicochemical principles of the technology of modified pyrotechnic compositions to reduce the chemical pollution of the atmosphere. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. 2019. Vol. 1. Р. 92–99. doi: 10.32434/0321-4095-2019-122-1-92-99
  18. Дадашов І. Ф., Кірєєв О. О., Трегубов Д. Г., Тарахно О. В. Гасіння горючих рідин твердими пористими матеріалами та гелеутворюючими системами. Харків, 2021. 240 с. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/14033
  19. Makarenko V., Kireev А., Slepuzhnikov Y., Hovalenkov S. Properties of multi-component fire extinguishing systems based on light bulk materials. Key Engineering Materials. 2023. Vol. 954. P. 177–184. doi: 10.4028/p-6v6dmx
  20. Макаренко В. С., Кірєєв О. О., Чиркіна-Харламова М. А., Мінська Н. В., Шаршанов А. Я. Дослідження гасіння модельного вогнища пожежі класу «В» сипкими матеріалами. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. Вип. 2(38). С. 281–296. doi: 10.52363/2524-0226-2023-38-19
  21. Трегубов Д. Г., Дадашов І. Ф., Мінська Н. В., Гапон Ю. К., Чиркіна-Харламова М. А. Фізико-хімічні основи розвітку та гасіння пожеж горючих рідин. Харків: ФОП Панов А. М., 2024. 216 с. ІSBN 978-617-8113-75-9. URL:http://repositsc.nuczu.edu.ua/bitstream/123456789/19111/3/%d0%a4%d0%a5%d0%9e%d0%9f%d0%a0%d0%bf%d1%80%d0%b5%d0%bf%d1%80%d1%96%d0%bd%d1%82.pdf
  22. Макаренко В. С., Кірєєв О. О., Чиркіна-Харламова М. А., СлепужніковЄ. Д., Ковальов О. О. Вогнегасні характеристики легких сипких матеріалів для пожеж класу «В». ISSN 2524-0226. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2024. Вип. 1(39). С. 40–54. doi: 10.52363/2524-0226-2024-39-3
  23. Азаров С. І., Сидоренко В. Л., Єременко С. А., Пруський А. В. Методичні засади пожежного аудиту вибухонебезпечних об’єктів. Науковий вiсник: Цивiльний захист та пожежна безпека. 2020. № 2(10). С.3–14. doi: 10.33269/nvcz.2020.2.3-14
  24. НАПБ 05.035-2004. Інструкція щодо гасіння пожеж в резервуарах із нафтою та нафтопродуктами. Київ: УНДІПБ, 2004. 79 с. URL: https://online.
    budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=71121

Розробка математичної моделі магнітноконтактного теплового пожежного сповіщувача

 

Дурєєв Вячеслав Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-7981-6779

 

Христич Валерій Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-5900-7042

 

Бондаренко Сергій Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-4687-1763

 

Антошкин Олексій Анатолійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-2481-2030

 

Маляров Мурат Всеволодович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-4052-7128

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-40-1

Ключові слова: сповіщувач пожежний, чутливий елемент, модель сповіщувача, постійна часу, час спрацьовування, температура спрацьовування сповіщувача

 

Анотація

Розроблено математичні моделі пожежного сповіщувача з урахуванням залежності намаг-ніченості контактів чутливого елементу від температури та параметрів матеріалу контактів. Отримані рівняння динаміки СП ураховують тип та структуру матеріалів контактів ЧЕ та залеж-ність їх намагніченості від температури і відповідають інерційній позиційній ланці першого по-рядку, записаній у відносних змінних з постійними коефіцієнтами. В результаті вивчення актуа-льної літератури в моделях враховано характеристики матеріалу магнітних контактів для визна-чення його оптимальних динамічних параметрів. Математичною моделлю сповіщувача є система рівнянь, що складається з рівняння теплового балансу в умовах нестаціонарного теплообміну з припущенням рівномірного прогріву контактів чутливого елемента по усій глибині. Друге – рів-няння зв’язку намагніченості контактів, запаяних в герконі, від температури. Отримані рівняння динаміки сповіщувача ураховують тип та структуру матеріалів контактів ЧЕ та залежність їх на-магніченості від температури і відповідають інерційній позиційній ланці першого порядку. Змін-ні рівняння є відносними щодо крапки лінеаризації, з постійними коефіцієнтами. Рівняння до-зволяють проводити дослідження параметрів роботи сповіщувача з принципом залежності магні-тної індукції від температури. Рівняння динаміки дозволяють досліджувати динамічні параметри роботи теплових СП, відносна погрішність результатів не перевищує 5 %. Отримані результати моделювання роботи пожежного сповіщувача підтверджують правильність обраної гіпотези, а визначені параметри роботи СП співпадають з даними експерименту. Результати проведених досліджень дозволяють надати рекомендації по вибору параметрів роботи сповіщувачів, що пок-ращить якість їх спрацювання: статичну та динамічну температури спрацювання, інерційність, час спрацювання.

 

Посилання

  1. Abramov Y., Basmanov O., Salamov J., Mikhayluk A. Model of thermal effect of fire within a dike on the oil tank. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2018. Vol. 2. P. 95–100. doi: 10.29202/nvngu/2018-2/12
  2. Lu H., Zhu Y., Hui J. G. Measurement and modeling of thermal effects on magnetic hysteresis of soft ferrites. IEEE Transactions on Magnetics. 2007. Vol. 43(11). Р. 3953–3960. doi: 10.1109/TMAG.2007.904942
  3. Кахняж М. Л., Салах Я. Л., Шевчик Р. Ю., Беньковски А. В., Коробий-чук И. В. Дослідження впливу температури на магнітні характеристики феритів з марганець-цинкового сплава. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2015. Vol. 6(5(78). P. 17–21. doi: 10.15587/1729-4061.2015.55410
  4. Martinson K., Belyak V., Sakhno D., Chebanenko M., Panteleev I. Mn-Zn Ferrite Nanoparticles by Calcining Amorphous Products of Solution Combustion Synthesis: Preparation and Magnetic Behavior. International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis. 2022. Vol. 31. P. 17–23. doi: 10.3103/S106138622201006X
  5. Nairan A.; Khan M.; Khan U.; Iqbal M.; Riaz S.; Naseem S. Temperature-Dependent Magnetic Response of Antiferromagnetic Doping in Cobalt Ferrite Nanostructures. Nanomaterials. 2016. Р. 73. doi: 10.3390/nano6040073
  6. Thanh T. D., Manh D. H., Phuc N. X. Deviation from Bloch’s T3/2 Law and Spin-Glass-Like Behavior in La0.7Ca0.3MnO3 Nanoparticles. J Supercond Nov Magn 28. 2015. P. 1051–1054. doi: 10.1007/s10948-014-2869-5
  7. Samir Ullah, Firoz U., Momin A., Hakim M. Effect of V2O5 addition on the structural and magnetic properties of Ni–Co–Zn ferrites. Published by IOP Publishing Ltd. 2021. doi:10.1088/2053-1591/abd865
  8. Mahmoudi M., Kavanlouei M. Temperature and frequency dependence of electromagnetic properties of sintering Li–Zn ferrites with nano SiO2 additivet. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2015. Vol. 384. P. 276–283. doi: 10.1016/j.jmmm.2015.02.053
  9. Jackiewicz D., Szewczyk R., Salach J. Modelling the magnetic characteristics and temperature influence on constructional steels. Solid State Phenomena. 2013. Vol. 199. Р. 466–471. doi: 10.4028/www.scientific.net/ssp.199.466
  10. Cojocaru S. Magnon gas and deviation from the Bloch law in a nanoscale Heisenberg ferromagnet. Philosophical Magazine. 2011. P. 1–15. URL: https://www.

researchgate.net/publication/233077658_Magnon_gas_and_deviation_from_the_Bloch_law_in_a_nanoscale_Heisenberg_ferromagnet

  1. Дурєєв В. О., Христич В. В., Бондаренко С. М., Маляров М. В., Корні-єнко Р. В. Математична модель магнітноконтактного теплового пожежного сповіщувача. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. № 1(37). С. 31–43. URL: http://pes.nuczu.edu.ua/images/arhiv/37/3.pdf ISSN 2524-0226

12. Забара С. Моделювання систем у середовищі MATLAB. Університет «Україна», 2015. 137 с. URL: https://www.yakaboo.ua/modeljuvannja-sistem-u-seredovischi-matlab.html