Моделювання роботи 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

Маляров Мурат Всеволодович

Національний університет цивільного захисту України

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

Прокофьєв Михайло Іванович

Донецький національний університет ім. Василя Стуса

https://orcid.org/0000-0001-9388-3735

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-7

Ключові слова: пожежний сповіщувач, чутливий елемент, математична модель, інерцій-ність, час спрацювання, температура спрацювання

Анотація

Розроблено математичну модель магнітноконтактного теплового сповіщувача з урахуванням залежності магнітних властивостей контактів чутливого елементу від структури та типу його контак-тів. Отримані рівняння для визначення динамічних параметрів сповіщувача, виконано параметричне дослідження характеристик спрацьовування. Проведено аналіз джерел, що дозволив розробити ма-тематичні моделі сповіщувачів з детальним урахуванням типової структури матеріалу чутливих еле-ментів з метою отримання динамічних параметрів сповіщувача і визначення оптимальних парамет-рів його спрацьовування. Модель сповіщувача являє собою сукупність рівнянь, що визначають умо-ви теплообміну з середовищем та ураховують залежність магнітних властивостей контактів чутливо-го елементу типової структури при зміні температури середовища при нестаціонарному теплообмі-ну. Результатом моделювання роботи сповіщувача є динамічні рівняння у відносних змінних та ди-намічними параметрами роботи сповіщувача, які дозволяють визначати параметри спрацьовування сповіщувача з урахуванням типової структури контактів чутливого елементу. Рівняння динаміки яв-ляють собою класичну позиційну ланку першого порядку та є зручними для проведення досліджень роботи сповіщувача, обчислень динамічних параметрів і проведення параметричних розрахунків параметрів спрацьовування. Розроблені динамічні рівняння для визначення та дослідження динаміч-них параметрів роботи і спрацьовування магнітноконтактного сповіщувача. Ураховано тип та струк-туру матеріалу контактів чутливого елементу сповіщувача. Результати порівняльних розрахунків мають відхилення від експериментальних даних до 5 %. Виконане моделювання роботи сповіщувача та отримані рівняння динаміки дозволяють навести практичні рекомендації щодо підбору технічних параметрів для перспективних моделей магнітноконтактних сповіщувачів.

Посилання

1. Carter C. Barry, Norton M. Grant. Ceramic Materials/ Sciece and Engineering. Springer, 2007. 716 p. doi: 10.1007/978-0-387-46271-4
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., Коробийчук 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: Prepa-ration 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. Ullah S., Firoz U., Momin A., Hakim M. Effect of V2O5 addition on the struc-tural and magnetic properties of Ni–Co–Zn ferrites. Published by IOP Publishing Ltd. 2021. doi: 10.1088/2053-1591/abd865
8. Kumar P., Mandal К. Effect of spatial confinement on spin-wave spectrum: Low temperature deviation from Bloch’s T3/2 law in Co nanoparticles, 2007. 11 р. doi: 10.48550/arXiv.cond-mat/07011529
9. Cullity B. D., Graham C. D. Introduction to Magnetic Materials, Second Edi-tion. Copyright. Тhe Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2009. 544 р. URL: http://ndl.ethernet.edu.et/bitstream/123456789/31331/1/B.%20D.%20Cullity.pdf
10. Cojocaru S. Magnon gas and deviation from the Bloch law in a nanoscale Hei-senberg 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
11. Дурєєв В. О., Христич В. В., Бондаренко С. М., Маляров М. В., Корнієнко 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. 137с. URL: https://www.yakaboo.ua/modeljuvannja-sistem-u-seredovischi-matlab.html