Sensitivity of explosive materials to the action of electromagnetic fields

 

Maksim Kustov

National University of Civil Defence of Ukraine

https://orcid.org/0000-0002-6960-6399

 

Artem Karpov

National University of Civil Defence of Ukraine

http://orcid.org/0009-0007-9895-1574

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-1

 

Keywords: explosion, demining of territories, explosive materials, electromagnetic waves, molecular struc-ture, dipole moment, safety of rescuers

 

Аnnotation

 

The analysis was done to define the most common methods of detection and disposal of explosive objects. According to the principle of their operation, the methods were subdivided into 4 classes. It was established that physical methods are the most effective, and most of them are based on the use of electromagnetic waves with various parameters. To define the degree of ef-fect of electromagnetic waves on explosive materials it was reasonable to study their electromag-netic properties. It is shown that the main parameter that quantitatively characterizes the degree of sensitivity of explosive materials to the action of electromagnetic fields is the dipole moment of their molecules. The molecular structure of the most common explosive materials, in particular hexogen, pentaerythritol tetranitrate and trinitrotoluene, tetryl, lead trinitroresorcinate, mercu-ryfulminate and lead azide has been analyzed. It is shown that the molecules of these substances have a two-dimensional structure, while the molecules of hexogen, pentaerythritol tetranitrate, and mercury fulminate are symmetrical. It corresponds to the absence of a dipole moment in such molecules. The dipole moments of asymmetric molecules of trinitrotoluene, tetryl, lead trinitrore-sorcinate, and lead azide were calculated using the method of adding force vectors of dipole moments of interatomic bonds. The calculated data showed that the dipole moments of these sub-stances are significant, so the electromagnetic influence on the activation of these explosive mate-rials cannot be neglected. Partially, the high values of the dipole moments of trinitrotoluene (µ(C7H5N3O6)=2,55 D) and tetryl (µ(C7H5N5O8)=9,27 D) can be explained by an increased num-ber of asymmetric bonds with nitrogen that has a high electronegativity. The obtained data can be used for the development of the safety algorithms to provide a safe work of the rescuers during demining of the territory and when using the devices of an active electromagnetic action in order to prevent the uncontrolled detonation of explosive objects

 

References

 

  1. Barbashyn, V. V., Nazarov, O. O., Ryutin, V. V. (2010). «Osnovy orhanizatsii pirotekhnichnykh robit. Natsionalnyi universytet tsyvilnohozakhystu Ukrainy». Ba-sics of organizing pyrotechnic works. National University of Civil Defenсe of Ukraine, 353. Available at: http://eprints.kname.edu.ua/46622/1/%D0%9D%D0%9F%D0%9E%
  2. D0%9E%D0%9F%D0%A0.pdf
  3. Prem, M., Purroy, M. E., Vargas, J. F. (2022). Landmines: The local effects of demining. Available at: http://tse-fr.eu/pub/126623
  4. Dorn, A. W. (2019). Eliminating Hidden Killers: How Can Technology Help Humanitarian Demining? Stability: International Journal of Security and Develop-ment, 8(1), 5. doi: 10.5334/sta.743
  5. Cardona, L., Jiménez, J., Vanegas, N. (2014). Landmine detection technologies to face the demining problem in Antioquia. Dyna, 81(183), 115–125. doi: 10.15446/dyna.v81n183.37441
  6. Sato, M., Kikuta, K., Chemyak, I. (2018). Dual Sensor “ALlS” for Humanitari-an Demining. In 2018 17th International Conference on Ground Penetrating Ra-dar (GPR), 1–4. doi: 10.1109/ICGPR.2018.8441662
  7. Schultz, G. M., Keranen, J., Miller, J. S., Shubitidze, F. (2014). Acquisition and processing of advanced sensor data for ERW and UXO detection and classification. In Detection and Sensing of Mines, Explosive Objects, and Obscured Targets XIX, 9072, 112–120. doi: 10.1117/12.2050876
  8. Yinon, J. (2002). Field detection and monitoring of explosives. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 21(4), 292–301. doi: 10.1016/S0165-9936(02)00408-9
  9. Habib, M. K. (2007). Humanitarian demining: reality and the challenge of technology–the state of the arts. International Journal of Advanced Robotic Systems, 4(2), 19. doi: 10.5772/5699
  10. Pakhnуts, I., Khrustalova, S., Khrustalev, K. (2022). System for detection and identification of potentially explosive objects in open area. Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries, 2(20), 106–112. doi: 10.30837/ITSSI.2022.20.106
  11. Montes, H., Mena, L., Fernández, R., Sarria, J., Armada, M. (2016). Inspection platform for applications in humanitarian demining. In Assistive Robotics: Proceed-ings of the 18th International Conference on CLAWAR 2015, 446–453. doi: 10.1142/9789814725248_0055
  12. De Cubber, G., Balta, H., Lietart, C. (2014). Teodor: A semi-autonomous search and rescue and demining robot. In Applied Mechanics and Materials, 658, 599–605. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.658.599
  13. Akmalov, A. E., Chistyakov, A. A., Dubkova, O. I., Kotkovskii, G. E., Spitsyn, E. M., Buzinov, N. M. (2016, October). Laser desorption of explosives traces at ambi-ent conditions. In Optics and Photonics for Counterterrorism, Crime Fighting, and De-fence XII, 9995, 110–116. doi: 10.1117/12.2241813
  14. Bielecki, Z., Janucki, J., Kawalec, A., Mikołajczyk, J., Pałka, N., Paster-nak, M., Stacewicz, T. (2012). Sensors and systems for the detection of explosive de-vices-an overview. Metrology and Measurement Systems, 19(1), 3–28. doi: 10.2478/v10178-012-0001-3
  15. Cousins, T., Jones, T., Brisson, J., McFee, J., Jamieson, T., Waller, E., Sel-kirk, E. (1998). The development of a thermal neutron activation (TNA) system as a confirmatory non-metallic land mine detector. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 235(1–2), 53–58. doi: 10.1007/bf02385937
  16. Buryakov, I. (2011). Detection of explosives by ion mobility spectrome-try. Journal of Analytical Chemistry, 66(8). doi: 10.1134/S1061934811080077
  17. Kagan, A. (2022). Counterterrorist detection techniques of explosives by va-por sensors (handheld). In Counterterrorist Detection Techniques of Explosives, 235–251. doi: 10.1016/B978-0-444-64104-5.00012-6
  18. Clifford, E. T., Ing, H., McFee, J. E., Cousins, T. (1999, October). High rate counting electronics for a thermal neutron analysis land mine detector. In Penetrating Radiation Systems and Applications, 3769, 155–166. doi: 10.1117/12.363677
  19. Ishchenko, A. V., Kobets, M. V. (2005). «Zasoby i metody vyiavlennia vy-bukhovykh rechovyn ta prystroiv u borotbi z teroryzmom. Natsionalna akademiiavnu-trishnikhspravUkrainy». Means and methods of detecting explosive substances and devices in the fight against terrorism. National Academy of Internal Affairs of Ukraine, 148. Available at: http://elar.naiau.kiev.ua/bitstream/123456789/18996/1/Kobets%20M.V.%20Zasoby%20i%20metody%20vyaiyvlenaiy%20VP.pdf

 

Визначення на основі методу Нусельта теплового потоку від поверхні обертання

 

Куценко Леонід Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1554-8848

 

Калиновський Андрій Якович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1021-5799

 

Сухарькова Олена Іванівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1033-4728

 

Бордюженко Світлана Ярославівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-6426-3473

 

Журавський Максим Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-8356-8600

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-25

 

Ключові слова: променева теплопередача, поверхня обертання, форма факелу полум’я, метод Нусельта, радіально-паралельна проекція

 

Анотація

 

Розглянуто наближений спосіб чисельного визначення теплового потоку, який випро-мінюється поверхнею обертання, і який досягає фігури заданої форми на координатній площині. В основу способу покладено графоаналітичний прийом наближеної оцінки тепло-вого потоку (метод Нусельта або метод сфери одиничного радіуса). Графоаналітичні дії полягають у описі та побудові радіально-паралельної проекції джерела випромінювання, направленої на фігуру приймача тепла. В результаті одержимо проекцію джерела випромі-нювання, площу якої слід зіставити з площею круга одиничного радіусу, який її огортає. Чисельне значення відношення вказаних площ і визначатиме міру тепла, яке досягне певної точки фігури приймача тепла (локальний кутовий коефіцієнт випромінювання). Для реалі-зації на практиці метода Нусельта необхідно поширити схему опису шляхом усунення з алгоритму поняття відстані до поверхні обертання. Це поняття слід замінити побудовою радіально-паралельної проекції джерела випромінювання. Для цього необхідно долучити аналітичні співвідношення, які пов’язують описи поверхні джерела випромінювання з опи-сами її радіально-паралельної проекції. В роботі знайдено опис радіально-паралельної про-екції співвісних кіл, розташованих на площинах рівня поверхні обертання, опис радіально-паралельної проекції осевого вертикального перетину поверхні обертання, а також форму-ли обчислення інтегральних кутових коефіцієнтів випромінювання для розглянутого випад-ку поверхні. Одержані результати можуть бути використані на практиці у вигляді системи моделювання і прогнозування аварійних ситуацій, які виникають на газопроводах для оці-нити теплових потоків від віртуального факелу полум’я до поверхонь будівель і споруд.

 

Посилання

 

  1. Makarov A. N. Theory of radiative heat exchange in furnaces, fire boxes, combustion chambers is replenished by four new laws. Science Discovery. 2014. Vol. 2(2). P. 34–42. doi: 10.11648/j.sd.20140202.12
  2. Makarov A. N. Calculations of heat transfer in torch furnaces under the laws of radiation from gas volumes. Journal of applied physics & nanotechnology. 2019. Vol.2(1). P. 1–10. doi: 10.4236/wjet.2016.43049
  3. Makarov A. N. Modeling of a torch and calculations of heat transfer in furnaces, fire boxes, combustion chambers. Part I. Calculations of radiation from solids and gas volumes by the laws of radiation from solid bodies. International Journal of Advanced Engineering Research and Science. 2016. Vol. 3(12). P. 44–48. doi: 10.22161/ijaers/3.12.9
  4. Makarov A. N. Modeling of a torch and calculations of heat transfer in furnaces, fire boxes, combustion chambers. Part II. Calculations of radiation from gas volumes by the laws of radiation from cylinder gas volumes. International Journal of Advanced Engineering Research and Science. 2016. Vol. 3(12). P. 49–54. doi: 10.22161/ijaers/3.12.10
  5. Makarov A. N. Regularities of heat transfer in the gas layers of a steam boiler furnace flame. Part II. Gas layer radiation laws and the procedure for calculating heat transfer in furnaces, fire boxes, and combustion chambers developed on the basis of these laws, thermal engineering. Thermal Engineering. 2014. Vol. 61(10). Р. 717–723.
  6. Makarov A. N. Determination of angular coefficients of thermal radiation of a torch on a heating surface, arranged parallel to the axis of the torch. JP Journal of Heat and Mass Transfer. 2020. Vol. 21(2). P. 251–262. doi: 10.17654/HM021020251
  7. Skovorodkin A. I. Calculating angular radiation coefficients by the method of flow algebra. Journal of engineering physics. 1976. Vol. 30. Р.722–724.
  8. Diaconu B., Cruceru M., Paliţă V., Racoceanu C. Radiative heat transfer equation in systems of grey-diffuse surfaces separated by non-participating media. 50 years University of Mining and Geology «St. Ivan Rilski». Part ІІ. Mining and Mineral Processing. 2003. Vol. 46. P. 243–246.
  9. Dulskiy E., Ivanov P., Khudonogov A., Kruchek V., Khamnaeva A. Method of infrared reflectors choice for electrotechnical polymeric insulation energy-efficient drying. International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies. 2019. Р. 515–529.
  10. Kabakov Z., Gabelaya D. Calculation of the angular coefficient of thermal radiation from the surface of continuous casting billet onto the support rollers with the screening effect of adjacent rollers. International Journal Of Applied And Fundamental Research. 2013. № 2. URL: http://www.science-sd.com/455-24249
  11. González M. M., Hinojosa J. F., Estrada C. A. Numerical study of heat transfer by natural convection and surface thermal radiation in an open cavity receiver. Solar Energy. April 2012. Vol. 86(4). P. 1118–1128.
  12. Попов В. М. Метод оцінки теплового потоку, що випромінюється поверхнею обертання як факелом полум’я. Автореф. дис. к.т.н. спец. 05.01.01, 2002, URL: https://revolution.allbest.ru/programming/00429032_0.html
  13. Попов В. М., Куценко Л. М., Семенова-Куліш В. В. Метод оцінки теплового потоку, що випромінюється еліпсоїдом як факелом полум’я. Харків: ХІПБ МВС України, 2000. 144 с.
  14. Блох А. Г., Журавлев Ю. А., Рыжков Л. Н. Теплообмен излучением. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. 432 c.

 

Моделювання руху безпілотного літального апарату в зоні надзвичайної ситуації

 

Ковальов Олександр Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-4974-5201

 

Неклонський Ігор Михайлович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5561-4945

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-23

 

Ключові слова: безпілотний літальний апарат, імітація руху, модель, точка призначення, координати, маневр

 

Анотація

 

Розкриті проблемні питання впровадження безпілотних літальних апаратів в систему оперативних дій підрозділів цивільного захисту та інтеграції їх застосування в єдину систе-му управління при ліквідації надзвичайної ситуації. Розроблена математична модель іміта-ції руху безпілотних літальних апаратів в зоні надзвичайної ситуації. Використання моделі дає змогу забезпечити в процесі обміну інформацією між елементами системи автоматизо-ваного управління логічний висновок про досягнення повітряним об’єктом потрібної точки призначення. Алгоритм моделі зводиться до аналітичного опису руху повітряного об’єкта з урахуванням можливого маневру у географічній системі координат. Робота моделі може проходити у декілька циклів з відтворенням руху повітряного об’єкту з урахуванням усіх видів маневру, при цьому кожна точка зміни руху буде вважатись проміжною поки об’єкт не досягне кінцевої точки призначення. Наведені умови, за яких вважається, що повітряний об’єкт досягнув потрібної точки призначення. Обґрунтовано, що коректне їх застосування буде тільки в межах чіткого діапазону змін розрахункових параметрів пошуково-рятувальної операції. Модель дозволяє проводити багатократні розрахунки по різноманіт-них варіантах набору вхідних даних, при цьому час одного циклу не перевищує декількох хвилин. Модель необхідно розглядати як окремий модуль із розрахунком на наступне її ви-користання як окремого блока моделі оперативних дій, що ведуться всіма активними еле-ментами, які складають систему. Запропонований підхід дає можливість на основі застосу-вання сучасних методів моделювання удосконалити управління оперативними діями ряту-вальних формувань за рахунок інтегрування розробленої моделі в систему автоматизовано-го управління. Отримані результати можуть розглядатись як складова інформаційно-аналітичної моделі процесів підготовки й прийняття рішень.

 

Посилання

 

  1. Drone rescues mapped. URL: https://enterprise.dji.com/drone-rescue-map
  2. MOBNET. URL: http://mobnet-h2020.eu (дата звернення 30.02.2023).
  3. Structural and functional simulation of interaction in the field of aviation safety by using matrices / Hr. Drobakha and others. Archives of Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 95. Isse. 2. P. 67–76. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/9000
  4. Ausonio E., Bagnerini P., Ghio M. Drone Swarms in Fire Suppression Activities: A Conceptual Framework. Drones. 2021. 5(1):17. 22 р. doi: 10.3390/drones5010017
  5. Kinaneva D., Hristov G., Raychev J., Zahariev P. Early Forest Fire Detection Using Drones and Artificial Intelligence. 42nd International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics (MIPRO). 2019. Р.1060–1065. doi: 10.23919/MIPRO.2019.8756696.
  6. Julian Turner. The drones being developed to inspect Fukushima. NS ENERGY URL: https://www.nsenergybusiness.com/news/fukushima-daiichi-drones/
  7. Bednář D., Otáhal P., Němeček L., Geršlová E.The analytical approach of Drone use in radiation monitoring. Radioprotection. 2021. 56(1). Р. 61–67. doi: 10.1051/radiopro/2020066
  8. Rahmaniar W, Wang W-J, Chen H-C. Real-Time Detection and Recognition of Multiple Moving Objects for Aerial Surveillance. Electronics, 2019. 8(12). 16 р. doi: 10.3390/electronics8121373
  9. Гусак О. М. Інформаційна технологія раннього виявлення лісових пожеж за допомогою безпілотних літальних апаратів : дис. канд. техн. наук : 05.13.06 / ЛУБЖД. Львів, 2018. 187 с. URL: https://sci.ldubgd.edu.ua/handle/123456789/5576
  10. Захарченко Ю. В., Іванець Г. В., Іванець М. Г., Калугін В. Д., Тютюник В. В. Формування трас польоту безпілотних літальних апаратів під час оперативного моніторингу окремої місцевості, де сталася надзвичайна екологічна ситуація. Техногенно-екологічна безпека. 2022. № 11(1/2022). С. 23–33. doi: 10.52363/2522-1892.2022.1.4
  11. Mellinger D., Michael N., Kumar V. Trajectory generation and control for precise aggressive maneuvers with quadrotors. The International Journal of Robotics Research. 2012. № 31(5). P. 664–674. doi:10.1177/0278364911434236
  12. Beard Randal W., Timothy W. McLain. Small Unmanned Aircraft: Theory and Practice. Princeton, N.J: Princeton University Press, 2012. 320 с. URL: https://www.perlego.com/book/735217/small-unmanned-aircraft-theory-and-practice-pdf
  13. Hornung A., Kai M. Wurm, Bennewitz M., Stachniss C., Burgard W. Map O. An Efficient Probabilistic 3D Mapping Framework Based on Octrees. Autonomous Robots. 2013. № 3 (April 2013). P. 189–206. doi: 10.1007/s10514-012-9321-0
  14. Rachmanto A., Iswanto I., Hernawati H. Simulation and modeling of aircraft movements passing through VOR. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. 6 р. doi: 10.1088/1757-899X/830/3/032021
  15. John W., Robinson C. A Generic Model of Aircraft Dynamics. FOI Swedish Defence Research Agency, 2012. 50 р. URL: https://www.foi.se/rest-api/report/FOI-R--3185--SE
  16. Drone Simulation. Simulate drone algorithms in a virtual environment. URL: https://www.mathworks.com/discovery/drone-simulation.html
  17. Krzysztofik I., Zbigniew K. Mathematical Model of Movement of the Observation and Tracking Head of an Unmanned Aerial Vehicle Performing Ground Target Search and Tracking. Journal of Applied Mathematics. 2014. Vol. 2014. 11 p. doi: 10.1155/2014/934250
  18. Kraszewski T., Czopik G. The air object tracking in 3D space using distance measurements. In Radioelectronic Systems Conference 2019. 2020. Vol. 11442. P. 331–341. doi: 10.1117/12.2565281
  19. Суконько С. М., Луньов О. Ю., Мацюк В. В. Модель визначення необхідної кількості сил і засобів для моніторингу оперативної обстановки військовими частинами Національної гвардії України під час проведення масових заходів. Честь і закон. 2021. № 2(77). С. 58–64. URL: http://chiz.nangu.edu.ua/
    article/view/237386
  20. Потеряйко С., Бєлікова К., Твердохліб О., Орлова Н. Економіко-математичне моделювання прогнозного оцінювання дієвості функціонування єдиної державної системи цивільного захисту. Фінансово-кредитна діяльність: проблеми теорії і практики. 2022. Т. 1. № 42. С. 293–303. doi: 10.55643/fcaptp.1.42.2022.3676

 

Кількісний контроль технологічних характеристик активного мулу в екологічних біотехнологіях

 

Юрченко Валентина Олександрівна

Харківський національний університет міського господарства ім. О. М. Бекетова

http://orcid.org/0000-0001-7123-710X

 

Левашова Юлія Станіславівна

Харківський національний університет міського господарства ім. О. М. Бекетова

http://orcid.org/0000-0001-6323-2114

 

Косенко Наталія Олексіївна

Харківський національний університет міського господарства ім. О. М. Бекетова

http://orcid.org/0000-0002-4554-0305

 

Мельнікова Оксана Григорівна

Харківський національний університет міського господарства ім. О. М. Бекетова

http://orcid.org/0000-0001-5649-2997

 

Чернишенко Ганна Олександрівна

Харківський національний університет міського господарства ім. О. М. Бекетова

http://orcid.org/0000-0002-0685-925X

 

Ткаченко Світлана Олександрівна

Харківський національний університет міського господарства ім. О. М. Бекетова

http://orcid.org/0000-0001-9542-5869

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-24

 

Ключові слова: активний мул, пластівці, технологічні характеристики, форма, розміри, структура, седиме-нтаційні властивості, налипання

 

Анотація

 

Для кількісного контролю технологічних характеристик активного мулу в біологічних очисних спорудах в рамках представленого дослідження розроблено комп’ютеризовану методику, використання якої підвищує надійність та техногенну безпеку експлуатації біоло-гічних очисних споруд. Методика базується на визначенні в кількісних показниках геомет-ричних (площі, об’єму) та морфологічних (форми та структури) характеристик пластівців активного мулу при обробці мікрофотознімків мулу в програмному продукті Imadge J. Фо-тографування мікроскопічних зображень мулу виконували при збільшенні в 100 разів і ма-сштабуванні з допомогою окуляр-мікрометра. Наразі морфологічні характеристики актив-ного мулу визначають тільки візуально, що не дозволяє усереднити дані великої кількості зразків та загалом зумовлює суб’єктивний характер оцінок. Дослідження пластівців мулу в налипаннях на мембранах мембранного біологічного реактора показали, що пластівці з по-верхневої аеробної зони налипань мають дещо круглішу форму, менші лінійні розміри, площу та об’єм, ніж пластівці мулу з анаеробної зони в глибині налипань. Дослідження впливу іонів магнію на властивості пластівців активного мулу показали, що при збільшенні концентрації магнію в муловій рідині спостерігається зменшення округлості пластівців, не-значне погіршенні структури, проте відбувається значно суттєвіше збільшення лінійних ро-змірів (майже на 60 %), площі (на 134 %) і надзвичайне збільшення (на 275 %) об’єму плас-тівців. Ці показники свідчать про покращення технологічних властивостей пластівців та зменшення їх здатності до налипань на мембранах реактора. Розроблена комп’ютеризована методика дозволяє значно деталізувати й уточняти результати візуальних оцінок техноло-гічних характеристик пластівців активного мулу та у великому масиві даних виявляти най-дрібніші зміни морфологічних показників пластівців в різних технологіях очистки стічних вод.

 

Посилання

 

  1. Sustainable Cities And Towns Campaign [Електронний ресурс]. URL: https://sustainablecities.eu/sustainable-cities-platform/
  2. Буркинский Б.В., Степанов В. Н., Харичков С. К. Экономико-экологические основы регионального природопользования и развития. Одесса: Феникс, 2005. 575 с. URL: https://nvd-nanu.org.ua/d578f989-9d9f-e859-760b-dd2853739841/
  3. Згуровський М.З. Сталий розвиток регіонів України. Київ: НТУУ «КПІ», 2009. 197с. URL: http://irbis-nbuv.gov.ua/ulib/item/ukr0000013879
  4. Henze M., Harremoës P., Jansen J. l. C., Arvin E. Wastewater Treatment: Biological and Chemical Processes. Berlin; New York: Springer, 2002. 430 p. URL: https://orbit.dtu.dk/en/publications/wastewater-treatment-biological-and-chemical-processes-2
  5. Жмур Н. С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на объектах с аэротенками. Москва: АКВАРОС, 2003. 512 с. URL: https://elima.ru/books/?id=5483
  6. Блінова Н. К., Кравченко А. В. Сучасні проблеми біологічної очистки стічних вод та шляхи їх вирішення. Вісник східноукраїнського національного університету ім. В. Даля. 2018. № 3(244). С. 14–19 URL: https://deps.snu.edu.ua/
    media/filer_public/35/56/3556d222-10ff-4466-939f-18fc2496c428/visnik_3_244_.pdf
  7. Eikelboom D. H. Process Control of Active Thing Plants by Microscopic Investigation. London: IWA Publishing, 2000. 163 р. URL: https://www.iwapublishing.com/
    sites/default/files/ebooks/9781900222297.pdf
  8. Mark C. M. van Loosdrecht, Per H. Nielsen, Carlos M. Lopez-Vazquez and Damir Brdjanovic. Experimental Methods In Wastewater Treatment. Published by IWA Publishing, London, UK, 2016. 362 р. URL: https://experimentalmethods.org/wp-content/uploads/2018/01/Experimental-Methods-in-Wastewater-Treatment.pdf
  9. Jenneé R., Banadda E., Smets I., Van Impe, J. Monitoring activated sludge settling properties using image analysis. Water Science Technology. 2004. 50(7). Р.281–285. doi: 10.2166/wst.2004.0471
  10. Xu D., Li J., Ma T. Rapid aerobic sludge granulation in an integrated oxidation ditch with two-zone clarifiers. Water Research. 2020. Vol. 175. doi: 10.1016/j.watres.2020.115704
  11. D’Antoni B. M., Iracà F., Romero M. Filamentous foaming and bulking in activated sludge treatments: causes and mitigation actions. Brief review. June 2017. doi: 10.13140/RG.2.2.29506.58560
  12. Sam T., Le Roes-Hill M, Hoosain N. and Welz P. J. Strategies for controlling filamentous bulking in activated sludge wastewater treatment plants: the old and the new J. Water. 2022. 14(20). P 3223–3244. doi: 10.3390/w14203223
  13. Ai S, Du L, Wang Z, Shao L, Kang H, Wang F and Bian D. Effect of controlling filamentous bulking sludge by Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process. January. 2021. E3S Web of Conferences. 261. 04031. doi: 10.1051/e3sconf/202126104031
  14. Щетинин А. И., Юрченко В. А., Мальбиев Б. Ю., Михнев А. Н., Мельник В. А., Коробкина И. А. Нитчатое вспухание активного ила и эффект удаления биогенных элементов. Химия и технология воды. 2006. № 4. С. 83–88. URL: http://jwct.org.ua/uk/home-uk.html
  15. Gulshin I. The settling behavior of an activated sludge with simultaneous nitrification and denitrification. Matec Web of Conferences. 2017. Vol. 106. doi: 10.1051/matecconf/201710607002
  16. Mesquita D. P., Amaral A. L., Ferreir E. C. Activated sludge characterization through microscopy: a review on quantitative image analysis and chemometric techniques. Analytica Chimica Acta. 2013. Vol. 802. P. 14–28. doi: 10.1016/j.aca.2013.09.016
  17. Mikkelsen L. H., Keiding K. The shear sensitivity of activated sludge: an evaluation of the possibility for a standardised floc strength test. Water Research. 2002. Vol. 36. P. 2931–2940. doi: 10.1016/S0043-1354(01)00518-8
  18. Van Dierdonck J., den Broeck R., Vansant A., Van Impe J., Smets I. Microscopic image analysis versus sludge volume index to monitor activated sludge bioflocculation: a case study. Separation Science and Technology. 2013. Vol. 48. P. 1433–1441. doi: 10.1080/01496395.2013.767836
  19. Winkler M., Kleerebezem R., Strous M., Chandran K., van Loosdrecht M. Factors influencing the density of aerobic granular sludge. Applied Microbiology and Biotechnology. 2013. 97. P. 7459–7468. doi: 10.1007/s00253-012-4459-4
  20. Hoinkisa J, Deowan S. A., Panten V., Figoli A., Rong Rong Huang Enrico Drioli, Membrane Bioreactor (MBR) Technology – a Promising Approach for Industrial Water Reuse. Procedia Engineering. 2012. Vol. 33. P.234–241. doi: 10.1016/j.proeng.2012.01.1199
  21. Aslam M., Charfi A., Lesage G., Heran M., Kim J. Membrane bioreactors for wastewater treatment: A review of mechanical cleaning by scouring agents to control membrane fouling. Chemical Engineering Journal. 2017. Vol. 307. P. 897–913. doi: 10.1016/j.cej.2016.08.144
  22. Arabi S., Nakhla G. Impact of cation concentrations on fouling in membrane bioreactors Journal of Membrane Science. 2009. Vol. 343. P. 110–118. doi: 10.1016/j.memsci.2009.07.016

 

Визначення параметрів електричних провідників при аварійному режимі роботи

 

Кальченко Ярослав Юрійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-3482-0782

 

Афанасенко Костянтин Анатолійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1877-1551

 

Липовий Володимир Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1967-0720

 

Пікалов Михайло В’ячеславович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0009-0002-8028-4631

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-22

 

Ключові слова: температура провідника, коротке замикання, кратність електричного струму, температура струмовідної жили

 

Анотація

 

Проведені дослідження з визначення параметрів електричних провідників марок ВВГ та АВВГ з різними перерізами при виникненні короткого замикання. Побудовані залежності температури струмовідної жили електричних провідників в залежності від електричного струму, що проходить по ньому при короткому замиканні за час відключення апарату за-хисту. Визначені чисельні залежності температури струмовідних жил електричних кабелів ВВГ та АВВГ з різними перерізами залежно від кратності електричного струму, що пред-ставлені у вигляді таблиці. Визначені мінімальні значення часу досягнення температури струмовідної жили електричних кабелів температури займання їх ізоляції. Визначено, що навіть за умови досягнення температури струмовідної жили електричного кабелю темпера-тури плавлення його ізоляції при справному апараті захисту процес плавлення не відбу-деться. Визначені параметри електричних провідників при яких може відбутися займання їх ізоляції внаслідок короткого замикання. Побудовані графіки залежності кратності електри-чного струму від часу протікання короткого замикання при яких температура ізоляції елек-тричних кабелів марок ВВГ та АВВГ з різними перерізами досягне температури її за-ймання. Із аналізу цих залежностей витікає, що в залежності від кратності електричного струму при короткому замиканні, електричні кабелі з мідними струмовідними жилами на-гріваються швидше за електричні кабелі з алюмінієвими жилами того ж перерізу, що пов’язано із більшими значеннями допустимих струмів для провідників з мідними жилами. Визначено, що навіть при невеликих кратностях струму короткого замикання може відбу-тися займання ізоляції електричної проводки. Визначені мінімальні значення параметрів електричних провідників при яких, у разі виникнення короткого замикання у електричній мережі з несправним апаратом захисту може утворитися займання їх ізоляції, що призведе до пожежі.

 

Посилання

 

  1. Правила улаштування електроустановок. [Чинний від 2017-21-08]. Київ: Міністерство енергетики та вугільної промисловості України, 754 с. URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=72758
  2. Duan Gao, Qi Liu. Review of the Research on the Identification of Electrical Fire Trace Evidence. Procedia Engineering. 2016. Vol. 135. Р. 29–32. doi: 10.1016/j.proeng.2016.01.075
  3. Shan-jun Moa, Fang-jie Zhenga, Dong Lianga, Yue Wanga. Image System Establishment of Electrical Fire Short Circuit Melted Mark. Procedia Engineering. 2014. Vol. 71. Р.114–118. doi: 10.1016/j.proeng.2014.04.016
  4. Mо Shan-jun, Peng Wen-jing, Liang Dong, Long Yu-tao. Impact Analysis to Microstructure Primary Short Circuit Melted Markunder Different Heat Dissipation Condition. Procedia Engineering. 2013. Vol. 52. Р. 640–644. doi: 10.1016/
    proeng.2013.02.199
  5. Application Report. AEC-Q100-012 Short-Circuit Reliability Test Results for Smart Power Switches. Texas Instruments Incorporated, 2019. 13 р. URL: https://www.ti.com/lit/an/slva709a/slva709a.pdf?ts=1676499788445
  6. Ouyang, M. Zhang, X. Feng, L. Lu, J. Li, X. He, Y. Zheng, Internal short circuit detection for battery pack using equivalent parameter and consistency method, J. Power Sources. 2015. Vol. 294. P. 272–284. doi: 10.1016/j.jpowsour.2015.06.087
  7. Fang, P. Ramadass, Z. Zhang, Study of internal short in a Li-ion cell-II. Numerical investigation using a 3D electrochemical-thermal model. J. Power Sources. 2014. Vol. 248. P. 1090–1098. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.10.004
  8. Ying Wu, Wei Gao, Man Di, Chang Zhang Zhao. Surface Analysis of Electrical Arc Residues in Fire Investigation. Applied Mechanics and Materials. 2010. № P. 172–176. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.34-35.172
  9. Afanasenko K. Electrical ignition sources for critical infrastructure facilities. 3rd International Conference on Central European Critical Infrastructure Protection. November 15th 2021, Budapest, Hungary. P. 13. URL: http://i-rzeczoznawca.pl/en/no-1-2021/
  10. Bin Li, Ying Wu, Research on Ignition Characteristic of Short-Circuit Fault. Advanced Materials Research. 2013. № 740. P. 496–501. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.740.496
  1. Коваленко Р. І., Назаренко С. Ю., Кривошей Б. І., Морозов І. Є., Семків В. О. Аналіз оперативного функціонування сил цивільного захисту в умовах воєнного стану. С. 293-304.
  2. Ковальов А. І., Отрош Ю. А., Рашкевич Н. В., Рудаков С. В., Томенко В. І., Юрченко С. П. Оцінка вогнестійкості вогнезахищених сталевих конструкцій для забезпечення пожежної безпеки об’єктів. С. 282-292.
  3. Трегубов Д. Г., Кірєєв О. О., Трефілова Л. М., Чиркіна М. А., Дадашов І. Ф. Забезпечення балансу властивостей плавучих систем для гальмування випаровування небезпечних рідин. С. 264-281.
  4. Бабашов І. Б., Дадашов І. Ф., Кірєєв О. О., Савченко О. В., Мусаєв М. Є. Результати визначення вогнегасних характеристик легких сипких матеріалів при гасінні етанолу. С. 250-263.