Математична модель терморезисторного пожежного сповіщувача

Дурєєв Вячеслав Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

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

Литвяк Олександр Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-0242-1859

Христич Валерій Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

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

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2022-35-21

Ключові слова: пожежний сповіщувач, математична модель, чутливий елемент, динамічний параметр, інерційність, пожежа

Анотація

Розглянуто наукове завдання з розробки математичних моделей терморезисторних теплових пожежних сповіщувачів з урахуванням сукупного впливу типу, матеріалу, конструктивного виконання та геометричних параметрів терморезисторного чутливого елементу на динамічні параметри теплового пожежного сповіщувача. Проведений аналіз літературних джерел довів необхідність детальних досліджень існуючих математичних моделей теплових пожежних сповіщувачів з метою отримання значень їх динамічних параметрів і покращення їх технічних характеристик. Модель являє собою систему диференційних рівнянь для нестаціонарного теплообміну та залежності опору чутливого елемента сповіщувача від температури. Рішенням такої системи є інерційно динамічна ланка, що описує роботу теплового пожежного сповіщувача з терморезисторним чутливим елементом. Розроблені математичні моделі для терморезиторів з позитивним та негативним коефіцієнтом температурного опору. Константи та значення номінальних опорів дозволяють урахувати в моделі терморезисторного теплового сповіщувача склад напівпровідникового матеріалу, конструктивне оформлення та геометричні параметри його чутливого елементу. Отримано динамічні ланки, що дозволяють визначити динамічні параметри терморезисторних теплових пожежних сповіщувачів з урахуванням сукупного впливу типу, матеріалу, конструктивного виконання та геометричних параметрів чутливого елементу з позистором та термістором. Визначені рівняння для параметричних досліджень залежності динамічних параметрів сповіщувачів від характеристик чутливих елементів. Порівняння отриманих результатів розрахунку динамічних параметрів з експериментальними даними показує, що розбіжності не перевищують 5 %. Розроблено та наведено рекомендації щодо вибору геометричних характеристик терморезисторних чутливих елементів теплових пожежних сповіщувачів та шляхів покращення їх динамічних параметрів.

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. Щупляк Н. М. Основи електроніки і мікроелектроніки. DMTK. 2012. 179 с. https://studfile.net/preview/4512513/page:16
3. Andronov V., Pospelov B., Rybka E. Increase of accuracy of definition of temperature by sensors of fire alarms in real conditions of fire on objects. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2016. Vol. 4. № 5–82. P. 38–44. doi: 15587/1729-4061.2016.75063
4. Pospelov B., Andronov V., Rybka E., Skliarov S. Research into dynamics of setting the threshold and a probability of ignition detection by selfadjusting fire detectors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 5. № 9–89. P. 43–48. http://dx.doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110092
5. Pospelov B., Andronov V., Rybka E., Skliarov S. Design of fire detectors capable of self-adjusting by ignition. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 4. № 9–88. P. 53–59. doi: 10.15587/1729-4061.2017.108448
6. Andronov V., Pospelov B., Rybka E., Skliarov S. Examining the learning fire detectors under real conditions of application. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 3. № 9–87. Р. 53–59. doi: 10.15587/1729-4061.2017.101985
7. Andronov V., Pospelov B., Rybka E. Development of a method to improve the performance speed of maximal fire detectors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 2. № 9–86. P. 32–37. doi: 10.15587/1729-4061.2017.96694
8. Abramov Y., Kalchenko Y., Liashevska O. Determination of dynamic characteristics of heat fire detectors. EUREKA, Physics and Engineering. 2019. Vol. 3. P. 50–59. doi: 10.21303/2461-4262.2019.00898
9. Park H.-W., Cho J.-H., Mun S.-Y., Park C.-H., Hwang C.-H., Kim S.-C., Nam D.-G. Measurement of the Device Properties of Fixed Temperature Heat Detectors for the Fire Modeling. Fire Science and Engineering. 2014. Vol. 28(1). Р. 37–43. doi: 7731/kifse.2014.28.1.037
10. Забара С. Моделювання систем у середовищі MATLAB. Університет «Україна». 2015. 137 с. https://www.yakaboo.ua/modeljuvannja-sistem-u-seredovischi-matlab.html