Електродинамічна модель взаємодії електромагнітної хвилі з поверхнею вибухонебезпечної речовини

 

Кустов Максим Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

Кулаков Олег Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-5236-1949

 

Карпов Артем Андрійович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

Басманов Олексій Євгенович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6434-6575

 

Михайловська Юлія Валеріївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1090-5033

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-6

 

Ключові слова: вибухонебезпечна речовина, вибухонебезпечний предмет, діелектрична проникність, електродинамічна модель, електромагнітна хвиля, тангенс кута діелектричних втрат

 

Анотація

 

Побудована електродинамічна модель взаємодії електромагнітної хвилі НВЧ-діапазону, довільно падаючої на поверхню вибухонебезпечної речовини, як найпростішого безоболонкового вибухонебезпечного предмету. Модель створена шляхом розв’язання рівнянь Максвела з відповідними граничними умовами. Модель дозволяє чисельно оцінювати здатність вибухонебезпечних речовин відбивати та локалізовувати енергію електромагнітних хвиль. Визначальними параметрами для цього є кут падіння електромагнітної хвилі та параметри вибухонебезпечної речовини. Застосування моделі дозволяє розраховувати коефіцієнти відбиття та переломлення потужності електромагнітного поля. Показано, що для реальних вибухових речовин з малими кутами діелектричних втрат цей параметр суттєво не впливає на взаємодію електромагнітної хвилі з поверхнею вибухонебезпечної речовини. Найбільш придатними до дистанційного виявлення шляхом опромінення електромагнітною хвилею є вибухонебезпечні речовини з високим значенням відносної діелектричної проникності. Для вибухонебезпечних речовин з невеликим значенням відносної діелектричної проникності значна кількість електромагнітної енергії переломлюється через поверхню вибухонебезпечної речовини й ця енергія може бути поглинена вибухонебезпечною речовиною. Ступінь поглинання визначається величиною тангенсу кута діелектричних втрат – чим більше тангенс кута діелектричних втрат, тим більше енергії має бути поглинене. Для таких вибухонебезпечних речовин можливим є їх дистанційний підрив шляхом опромінювання електромагнітною хвилею. Вибухонебезпечні речовини з проміжним значенням відносної діелектричної проникності мають середні можливості щодо їх дистанційного виявлення та дистанційного підриву. Таким чином, побудована модель дає можливість оцінювати можливість дистанційного виявлення та деактивації вибухонебезпечних предметів за допомогою опромінювання їх електромагнітною хвилею.

 

Посилання

 

  1. Kustov M., Karpov A., Harbuz S., Savchenko A. Effect of Physical and Chemical Properties of Explosive Materials on the Conditions of their Use. Key Engineering Materials. 2023. Vol. 952. P. 143– doi:10.4028/p-0H8UnG
  2. Pospelov B., Rybka E., Togobytska V., Meleshchenko R., Danchenko Yu. Construction of the method for semi-adaptive threshold scaling transformation when computing recurrent plots. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. Vol. 4. №10(100). P. 22– doi:10.15587/1729-4061.2019.176579
  3. Strategic toolkit for assessing risks: a comprehensive toolkit for all-hazards health emergency risk assessment. World Health Organization, 71 p. https://www.who.int/publications/i/item/9789240036086.
  4. Pospelov B., Andronov V., Rybka E., Popov V., Romin A. Experimental study of the fluctuations of gas medium parameters as early signs of fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. Vol. 1. № 10(91). P. 50–55. doi: 15587/1729-4061.2018.122419
  5. Smoliło J., Chmiela A. The mine liquidation processes in SRK S.A. in a cost approach. Zeszyty Naukowe Politechniki Slaskiej. Seria Organizacji i Zarzadzanie. 2021. Issue 153. P. 429. doi: 10.29119/1641-3466.2021.153.30
  6. Tiutiunyk V., Ivanets H., Tolkunov I., Stetsyuk, E. System approach for readiness assessment units of civil defense to actions at emergency situations. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2018. № 1. P. 99–105. doi: 10.29202/nvngu/2018-1/7)
  7. Ahmed I. Anti-personnel landmines (APLs): A socio-economic and humanitarian perspective. International Journal of Physical and Social Sciences. 2014. Vol. 4. Issue 4. P.99– https://www.indianjournals.com/ijor.aspx?target=ijor:ijpss&volume=4&issue=4&article=0
  8. Prem M., Purroy M.E., Vargas J.F. Landmines: the Local Effects of Demining. TSE Working Paper. 2022. № 1305. Р. 108. https://publications.ut-capitole.fr/id/eprint/44388/1/wp_tse_1305.pdf
  9. Behera R., Biswal T., Panda R. Recent Progress in Explosives: A Brief Review. Current Advances in Mechanical Engineering. 2021. P. 305–315. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-33-4795-3_29
  10. Zapata F., García-Ruiz C. Chemical classification of explosives. Critical Reviews in Analytical Chemistry. 2021.51. Issue 7. P. 656–673. doi: 10.1080/10408347.2020.1760783
  11. Williams D., Myers V., Silvious M. S. Mine Classification With Imbalanced Data. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 2009. Vol. 6. Issue 3. P. 528–532. doi: 10.1109/LGRS.2009.2021964
  12. Shimoi N., Takita Y. Remote mine sensing technology using a mobile wheeled robot RAT-1.  ICCAS 2010. P. 622– doi: 10.1109/ICCAS.2010.5669836
  13. Yoo L., Lee J. H., Lee Y. K., Jung S. K., Choi Y. Application of a drone magnetometer system to military mine detection in the demilitarized zone. Sensors, 2021. Vol. 21(9). 3175. doi: 10.3390/s21093175
  14. Ramezani M., Tafazoli S. Using artificial intelligence in mining excavators: automating routine operational decisions. IEEE Industrial Electronics Magazine. 2021.15. Issue 1. P. 6–11. doi: 10.1109/MIE.2020.2964053
  15. Daniels D. A review of GPR for landmine detection. Sensing and Imaging. 2006. Vol. 7(3). P. 90– doi: 10.1007/s11220-006-0024-5
  16. Wilson J., Gader P., Lee W., Frigui H., Ho K. A Large-Scale Systematic Evaluation Of Algorithms Using Ground Penetrating Radar For Landmine Detection And Discrimination. IEEE Transactions On Geoscience And Remote Sensing. 2007. Vol. 45. Issue 8. P. 2560– doi: 10.1109/TGRS.2007.900993
  17. Kustov М., Karpov A. Sensitivity of explosive materials to the action of electromagnetic fields. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. № 1(37). C. 4– doi: 10.52363/2524-0226-2023-37-1
  18. Landau L., Lifshitz E. M. Electrodynamics of continuous media: translated by Sykes J. B., Bell J. S and Kearsley M. J. Pergamon press, Oxford – New York – Toronto – Sydney – Paris – Frankfurt, 2013. 475 p.
  19. Greiner W. Classical Electrodynamics (Classical Theoretical Physics). Springer, Dordreht (Holland), 1998. 566 p.

 

Ризик-орієнтований підхід щодо впровадження технології утилізації протитанкових реактивних снарядів

 

Неклонський Ігор Михайлович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

Смирнов Олег Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-1237-8700

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-5

 

Ключові слова: боєприпаси, утилізація, технологія, модель управління, ризик, нечітка множина, матриця

 

Анотація

 

Запропонований набір і послідовність операцій з розрядження протитанкових керованих реактивні снарядів. При цьому забезпечується раціональне вилучення всіх необхідних компонентів для подальшого використання у новій якості. Для підвищення ефективності процесу управління технологічним ризиком під час впровадження відповідної технології запропонований спосіб обробки експертно-лінгвістичної інформації під час кількісної оцінки прийнятих рішень щодо мінімізації ризиків, який базується на застосуванні методів теорії нечітких множин. Реалізація цього способу передбачає опис підмножин терм-множини системою з п’яти відповідних функцій належності трапецеїдального виду відносно вузлових точок з подальшим  розв’язанням задачі  засобами теорії нечітких множин. Для обробки експертної інформації застосовується статистичний метод, що дає можливість дослідити вплив відмов у кожній складовій (технологічній операції) на стан системи. Для комплексної оцінки застосовано метод ранжування, який базується на ідеї розподілу міри належності елементів універсальної множини відповідно до їх рангів. Для визначення коефіцієнтів пріоритетності частинних факторів використаний метод Фішберна. Отримано значення узагальненого адитивного показника ризику, який буде характеризувати процес утилізації в так званому ідеальному середовищі. Передбачено, що ризик виникнення аварії в реальному середовищі буде оцінюватись за ступенем  відхилення від показника ідеального середовища. Даний підхід розглянуто в межах моделі управління ризиками, яка передбачає застосування методу марківського аналізування за концепцією «станів» («готовність», «відмова»). Це дає можливість під час експертного оцінювання ризику обробити результати методами формальної логіки. Робота є продовженням циклу досліджень направлених на розроблення та впровадження нових високоефективних технологій утилізації  боєприпасів.

 

Посилання

 

  1. International ammunition technical guideline. IATG 10.10:2021 [E]. Demilitarization, destruction and logistic disposal of conventional ammunition. UNODA, 2021. 40 p. url: https://data.unsaferguard.org/iatg/en/IATG-10.10-Demilitarization-destruction-logistic-disposal-IATG-V.3.pdf
  2. Bagley W. Disposal of Insensitive Munitions. DSIAC Journal. 2019. Vol. № 3. Р. 5–9. URL: https://dsiac.org/journals/summer-2019-volume-6-number-3/
  3. Alternatives for the Demilitarization of Conventional Munitions. National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. Washington, DC: The National Academies Press, 2019. 132 р. url: https://doi.org/10.17226/25140
  4. Danssaert P., Wood B. Surplus and Illegal Small Arms, Light Weapons and their Ammunition: the consequences of failing to dispose and safely destroy them, 2020. 20 p. url: https://www.researchgate.net/publication/341767347_Surplus_and_Illegal_Small_Arms_Light_Weapons_and_their_Ammunition_the_consequences_of_failing_to_dispose_and_safely_destroy_them
  5. Disposal D. An Introduction to Mobile and Transportable Industrial Ammunition Demilitarization Equipment. RASR Issue Brief. 2013. № 3. Р.1–16. url: https://www.smallarmssurvey.org/sites/default/files/resources/SAS-RASR-IB3-Dynamic-Disposal.pdf
  6. Ferreira С., Ribeiro J., Clift R., Freire F. A Circular Economy Approach to Military Munitions: Valorization of Energetic Material from Ammunition Disposal through Incorporation in Civil Explosives. Sustainability, 2019. 11. 255 р. doi: 10.3390/su11010255
  7. Carapic J., Deschambault E. J., Holtom P., King B. Life-Cycle Management of Ammunition: Safety, Security, and Sustainability. The Journal of Conventional Weapons Destruction. 2018. Vol. 22. Issе 2. Article 2. url: https://commons.lib.jmu.edu/cisr-journal/vol22/iss2/2
  8. Неклонський І. М., Смирнов О. М. Оптимізація технології випалювання трасерів із артилерійських снарядів малих калібрів. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2022. № 2(36). С. 349–362. doi: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2022-36-25
  9. Неклонський І. М., Смирнов О. М. Модель управління технологічними ризиками при впровадженні технології утилізації кумулятивних боєприпасів. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2018. № 27. С. 73–84. url: https://nuczu.edu.ua/sciencearchive/ProblemsOfEmergencies/vol27/neklonskiy.pdf
  10. A Guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK Guide). Fifth Project Management Institute, USA, 2013. 616 p. url: https://repository.dinus.ac.id/docs/ajar/PMBOKGuide_5th_Ed.pdf
  11. A structured approach to Enterprise Risk Management (ERM) and the requirements of ISO 31000. AIRMIC, Alarm, IRM, 2010. 18 р. url: https://www.ferma.eu/app/uploads/2011/10/a-structured-approach-to-erm.pdf
  12. Arunraj N. S., Saptarshi M., Maiti J. Modeling uncertainty in risk assessment: An integrated approach with fuzzy set theory and Monte Carlo simulation. Accident Analysis & Prevention. 2013. 55. P. 242–255. url: https://doi.org/10.1016/j.aap.2013.03.007
  13. Mockor J., Hýnar D. On Unification of Methods in Theories of Fuzzy Sets, Hesitant Fuzzy Set, Fuzzy Soft Sets and Intuitionistic Fuzzy Sets. Mathematics, 2021. 9. 447 p. url: https://doi.org/10.3390/math9040447
  14. Gavrysh O., Melnykova V. Project risk management of the construction industry enterprises based on fuzzy set theory. Problems and Perspectives in Management. 2019. 17(4). 203–213. doi: 10.21511/ppm.17(4).2019.17
  15. Cagliano A. C., Grimaldi S., Rafele C. Choosing project risk management techniques. A theoretical framework.  Journal of Risk Research. 2015. Vol. 18. Issе 2. P. 232–248. doi: 1080/13669877.2014.896398
  16. Shahbazi N., Lin Y., Asude А., Jagadish H. V. Representation Bias in Data: A Survey on Identification and Resolution Techniques. ACM Computing Surveys. 2023. Vol. 55. Issе 13. Art. 293. P. 1–39. url: https://doi.org/10.1145/3588433
  17. Illiashenko S., Illiashenko N., Shypulina Yu., Raiko D., Bozhkova V. Approach to Assessment of Prerequisites for Implementation of Strategic Directions of Innovative Development of Industrial Enterprises (June 30, 2021). Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. 3(13(111)). Р. 31–46. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.233520
  18. Venkata R. R., Lakshmi J. R-method: A simple ranking method for multi-attribute decision-making in the industrial environment. Journal of Project Management. 2021. Р. 223–230. doi:5267/j.jpm.2021.5.001
  19. Sepeta V. Evaluation of the level of the competitiveness and labor potential of industrial enterprises by means of the integral indicator. Green, Blue and Digital Economy Journal. 2021. Vol. 2. № 1. Р. 82–89. doi: https://doi.org/10.30525/2661-5169/2021-1-12

 

Вогнегасні характеристики легких сипких матеріалів для пожеж класу «В»

 

Макаренко Вікторія Сергіївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-5629-1159

 

Кірєєв Олександр Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

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

 

Ковальов Олександр Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-3

 

Ключові слова: легкозаймисті рідини, бензин, вогнегасні властивості, спучений перліт, піноскло, розпилена вода

 

Анотація

 

Визначено масові витрати компонентів вогнегасної системи на основі легких сипких матеріалів. На основі раніш проведених досліджень в якості легкого сипкого матеріалу, що забезпечує плавучість всієї системи, було обрано подрібнене піноскло з розміром гранул 1–1,5 см. В якості сипкого матеріалу, що підвищує ізолюючі властивості вогнегасної системи, застосовано спучений перліт з розміром гранул 1,0–1,4 мм. Для подавання гранульованого спученого перліту розроблено та виготовлено пневмоежекційний прилад. Проведено дослідження з гасіння стандартного модельного вогнища пожежі «8В» з додатковим подаванням на поверхню бінарного шару піноскло + перліт розпиленої води. Встановлено, що подавання води дозволяє зменшити витрати спученого перліту в два рази. Показано, що змочування шару перліту водою суттєво підвищує ізолюючі властивості такого шару і надає високу охолоджуючу здатність всієї вогнегасної системи на основі легких сипких матеріалів. На основі економічних розрахунків показано, що застосування води для змочування верхнього шару обумовлює можливість зменшити фінансові витрати потрібні на вогнегасні речовини. Встановлено, що фінансові витрати на вогнегасні речовини системи подрібнене піноскло + спучений перліт + розпилена вода з питомими поверхневими витратами компонентів 10,5 кг/м2 1,98 кг/м2 і 2 кг/м2 складають 184 грн/м2. За цим параметром ця вогнегасна система має суттєву перевагу по зрівнянню з системами піноскло+гель і повітряно механічними пінами. Проведено порівняння з результатами гасіння бензину на модельних вогнищах пожежі малих розмірів. На основі проведення екологічної оцінки запропонованої вогнегасної системи показано її переваги за цим параметром по зрівнянню з існуючими засобами гасіння легкозаймистих рідин. Розглянуто питання впровадження запропонованої вогнегасної системи в практику пожежогасіння резервуарів великих розмірів з легкозаймистими рідинами.

 

Посилання

 

  1. Campbell R. Fires at Outside Storage Tanks. National fire protection association. 2014. URL: https://nfpa.org/-/media/Files/News-and-Research/Fire-statistics-and-reports/Building-and-life-safety/osflammableor Combustible LiquidtankStorage Facilities.ashx
  2. 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
  3. Lang X.-q., Liu Q.-z., Gong H.  Study of Fire Fighting Systemto Extinguish Full Surface Fire of Large Scale Floating Roof Tanks. Procedia Engineering. 2011. Vol. 11. 189–195. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/ pii/S1877705811008344
  4. EN 1568-1:2018. Fireextinguishing media. Foam concentrates. Part 1: Specification for medium expansion foam concentrates for surface application to water-immiscible liquids
  5. EN 1568-2:2018. Fireextinguishing media. Foam Part 2: Specification for high expansion foam concentrates for surface application to water-immiscible liquids
  6. EN 1568-3:2018. Foam concentrates. Part 3: Specification for low expansion foam concentrates for surface application to water-immiscible liquids /European standard
  7. Olkowska E., Polkowska Z., Namieśnik J. Analytic sofsur factantsin the environment: problems and challenges. Chem. Rev. 2011. Vol. 111. № 9. P. 5667–5700. doi: https://doi.org/10.1021/cr100107g
  8. Dadashov I., Loboichenko V., Kireev A. Analysis of the ecological characteristics of environment friendly fire fighting chemicals used in extinguishing oil products. Pollution Research. Vol. 37. № 1. P. 63–77. URL: http://29yjmo6.257.cz/bitstream/123456789/9380/1/Poll%20Res-10_proof.pdf
  9. 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 2017. Vol. 6. № 10–90. P.11–16. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.114504
  10. Semko A., Beskrovnaya M., Vinogradov S., Hritsina I., Yagudina N. The use of pulsed high-speed liquid jet for putting out gas blowout. The International Journal of Multiphysics. 2015. Vol. 9. № P. 9–20. doi: https://doi.org/10.1260/1750-9548.9.1.9
  11. 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: https://doi.org/15587/1729-4061.2018.127865
  12. 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 2017. Vol. 3. № 5–87. P. 37–44. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.104039
  13. Chernukha A., Teslenko A., Kovaliov P., Bezuglov O. Mathematical modeling of fireproof efficiency of coatings based on silicate composition. Materials Science Forum. Vol. 1006. MSF. P. 70–75. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1006.70
  14. Vasilchenko A., Otrosh, Yu., Adamenko N., Doronin E., Kovalov A. Feature of fire resistance calculation of steel structures with intumescent coating. MATEC Web of Conferences. Vol. 230. № 02036. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201823002036
  15. 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. P. 92–99. doi: https://doi.org/10.32434/0321-4095-2019-122-1-92-99
  16. 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– doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1038.374
  17. Kireev , Kirichenko I., Petukhov R., Sharshanov A., Tarkho T. Modeling the insulation properties of multicomponent solid foam-like material based on gel-forming systems. Functional materials. 2021. Vol 28. №3. P. 549–555. doi: https://doi.org/10.15407/fm28.03.549
  18. Мусаев М. Е., Дадашов И. Ф. Разработка единого средства для предотвращения испарения токсичных жидкостей и тушения пожаров класса «В». Академия МЧС Азербайджанской Республики. 2021. Вып. 3–4. С. 117–124. URL: https://engineeringmechanics.az/uploads/2023/05/8-fhn-akademiya-musayev-meqale-03-11-2021.pdf
  19. 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.
  20. Макаренко В. С., Кірєєв О. О., Трегубов Д. Г., Чиркіна М. А. Дослідження вогнегасних властивостей бінарних шарів легких пористих матеріалів. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2021. Вип. 1(33). С. 235–245. doi: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2021-33-18
  21. Макаренко В. С., Кірєєв О. О., Слепужніков Є.Д., Чиркіна М. А. Дослідження впливу порошків на вогнегасні характеристики бінарних шарів пористих матеріалів. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2022. Вип. 1(35). С. 297–310. doi: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2022-35-22
  22. 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: https://doi.org/10.4028/p-6v6dmx
  23. 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: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-38-19

 

Оптимальний вибір сил та засобів для локалізації пожежі в резервуарній групі

 

Басманов Олексій Євгенович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6434-6575

 

Максименко Максим Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1888-4815

 

Олійник Володимир Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5193-1775

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-4

 

Ключові слова: пожежа в резервуарі, тепловий вплив пожежі, локалізація пожежі, охолодження водою

 

Анотація

 

Розглянуто оптимальний вибір сил і засобів для охолодження резервуарів в резервуарній групі при пожежі в одному із резервуарів. Під оптимальністю розуміється вибір сил та засобів, які будуть забезпечувати таку інтенсивність подачі води на охолодження стінок і покрівлі резервуарів, що не горять, при якій відповідні частини резервуарів не будуть нагріватися до критичних значень температури. В якості критерію оптимальності можуть бути обрані: мінімальні витрат води, мінімальна кількість особового складу або мінімальна кількість автоцистерн, що забезпечують подання води. Запропонований підхід спирається на модель охолодження резервуара водною плівкою, яка враховує променевий і конвекційний теплообмін стінки або покрівлі резервуара з осередком горіння, водною плівкою, навколишнім середовищем і внутрішнім простором резервуара. Для розв’язання задачі спочатку розраховується така інтенсивність подачі води, що забезпечує охолодження стінки і покрівлі резервуара до безпечних значень температури. Далі, виходячи з характеристик пожежних стволів, розраховується їх кількість, яка забезпечує розраховану інтенсивність подачі води стволами даного типу. Це дозволяє визначити оптимальний вибір сил та засобів за обраним критерієм. Показано, що на найбільшу небезпеку наражається резервуар з навітряного боку відносну резервуара, що горить. При цьому тепловий потік до його покрівлі при горінні горючої рідин сягає максимальних значень при легкому вітрі (1,6÷3,4) м/с, а для легкозаймистих монотонно зростає із зростанням швидкості вітру в діапазоні (0÷10) м/с. Показано, що в залежності від обраного критерію оптимізації (мінімальні витрати води, мінімальна кількість задіяного особового складу або автоцистерн) задача має різні розв’язки. Отримані результати можуть бути використані для побудови плану локалізації і ліквідації пожежі в резервуарній групі з нафтою і нафтопродуктами.

Посилання

 

  1. Abdolhamidzadeh B., Abbasi T., Rashtchian D., Abbasi S. A. Domino effect in process-industry accidents – An inventory of past events and identification of some patterns. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2011. Vol. 24(5). P. 575–593. doi: 10.1016/j.jlp.2010.06.013
  2. Amin M. T., Scarponi G. E., Cozzani V., Khan F. Improved pool fire-initiated domino effect assessment in atmospheric tank farms using structural response. Reliability Engineering & System Safety. 2024. Vol. 242. P. 109751. doi: 10.1016/j.ress.2023.109751
  3. Hou L., Wu X., Wu Z., Wu S. Pattern identification and risk prediction of domino effect based on data mining methods for accidents occurred in the tank farm. Reliability Engineering & System Safety. 2020. Vol. 193. P. 106646. doi: 10.1016/j.ress.2019.106646
  4. Zhou J., Reniers G., Cozzani V. Improved probit models to assess equipment failure caused by domino effect accounting for dynamic and synergistic effects of multiple fires. Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 154. P. 306–314. doi: 10.1016/j.psep.2021.08.020
  5. Ovidi F., Zhang L., Landucci G., Reniers G. Agent-based model and simulation of mitigated domino scenarios in chemical tank farms. Reliability Engineering & System Safety. 2021. Vol. 209. P. 107476. doi: 10.1016/j.ress.2021.107476
  6. Tamascelli N., Scarponi G. E., Amin M. T., Sajid Z., Paltrinieri N., Khan F., Cozzani V. A neural network approach to predict the time-to-failure of atmospheric tanks exposed to external fire. Reliability Engineering & System Safety. 2024. Vol. 245. P. 109974. doi: 10.1016/j.ress.2024.109974
  7. Men J., Chen G., Yang Y., Reniers G. An event-driven probabilistic methodology for modeling the spatial-temporal evolution of natural hazard-induced domino chain in chemical industrial parks. Reliability Engineering & System Safety. 2022. Vol. 226. P. 108723. doi: 10.1016/j.ress.2022.108723
  8. Khan F., Amin M. T., Cozzani V., Reniers G. Domino effect: Its prediction and prevention – An overview. Methods in Chemical Process Safety. 2021. P. 1–35. doi: 10.1016/bs.mcps.2021.05.001
  9. Yang R., Khan F., Neto E. T., Rusli R., Ji J. Could pool fire alone cause a domino effect? Reliability Engineering & System Safety. 2020. Vol. 202. P. 106976. doi: 10.1016/j.ress.2020.106976
  10. Iannaccone T., Scarponi G. E., Landucci G., Cozzani V. Numerical simulation of LNG tanks exposed to fire. Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 149. P. 735–749. doi: 10.1016/j.psep.2021.03.027
  11. Yang J., Zhang M., Zuo Y., Cui X., Liang C. Improved models of failure time for atmospheric tanks under the coupling effect of multiple pool fires. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2023. Vol. 81. P. 104957. doi: 10.1016/j.jlp.2022.104957
  12. Інструкція щодо гасіння пожеж у резервуарах із нафтою і нафтопродуктами. НАПБ 05.02. 2003.
  13. Максименко М. В. Модель охолодження стінки резервуара водою при пожежі в сусідньому резервуарі. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. № 1(37). С. 156–170. doi: 10.52363/2524-0226-2023-37-11
  14. Basmanov O., Maksymenko M. Model for choosing optimal water flow rate for tank wall cooling. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. Vol. 2(38). P. 4–16. doi: 10.52363/2524-0226-2023-38-1
  15. Довідник керівника гасіння пожеж / За заг. ред. В. С. Кропивницького. 2016.

 

Обґрунтування нормативів для оцінювання оперативних розгортань в засобах бронезахисту

 

Белюченко Дмитро Юрійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-7782-2019

 

Стрілець Віктор Маркович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-5992-1195

 

Луценко Тетяна Олексіївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-7373-4548

 

Корчагін Павло Олександрович

ГУ ДСНС України у Луганській області

http://orcid.org/0009-0004-4126-1781

 

Маловик Ігор Вікторович

Департамент запобігання надзвичайним

ситуаціям апарату ДСНС

http://orcid.org/0009-0009-2319-9730

 

Ребров Олександр Володимирович

ГУ ДСНС України у Рівненській області

http://orcid.org/0009-0005-6654-7863

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-2

 

Ключові слова: норматив, оперативне розгортання, пожежно-рятувальний автомобіль, бронезахист

 

Анотація

 

Розроблено науково-методичний апарат обґрунтування нормативів для оцінювання рівня підготовленості пожежних-рятувальників до оперативного розгортання пожежно-рятувальних автомобілів в захисному спорядженні із засобами бронезахисту та визначено нормативні оцінки для типових варіантів. Для цього було вдосконалено існуючий статистичний метод обґрунтування нормативів шляхом визначення середньозважених оцінок ймовірностей попадання часу оперативного розгортання в засобах бронезахисту в інтервали між нормативами. Це дозволило враховувати різноманіття суджень експертів стосовно цього, яке раніше не брали до уваги. Встановлено, що для обґрунтування шуканих нормативних оцінок необхідно визначити зворотну функцію стандартного нормального розподілу з урахуванням як його параметрів (математичного очікування та середньоквадратичного відхилення часу здійснення відповідного оперативного розгортання), так і оцінок ймовірності отримання відповідних оцінок у вигляді середньозважених оцінок відповідних часток (частот) всіх можливих результатів, які попадають в інтервали між (до, після) шуканими нормативними оцінками. У відповідності до розробленого методу обґрунтовано нормативи для оцінювання рівня підготовленості пожежних-рятувальників до подачі двох пожежних стволів з прокладанням магістральної лінії d=77 мм на три рукава та двох робочих ліній d=51 мм на два рукави з установкою пожежно-рятувального автомобіля на пожежний гідрант, а також  для оцінювання рівня підготовленості до подачі переносного лафетного ствола з прокладанням двох магістральних ліній на три рукава d=77 мм з установкою пожежно-рятувального автомобіля на пожежний гідрант. Їх впровадження буде сприяти усуненню протиріччя між умовами застосування пожежно-рятувальних автомобілів, для яких були розроблені існуючі нормативи, та сучасними умовами, коли є необхідність працювати в умовах можливого бойового ураження.

 

Посилання

 

  1. Наказ МВС України від 12.06.2023 № 480 «Про затвердження змін до Порядку організації службової підготовки осіб рядового і начальницького складу служби цивільного захисту».
  2. Державна служба України з надзвичайних ситуацій. URL: https://dsns.gov.ua/
  3. ДСТУ 8782:2018 Засоби індивідуального захисту. Бронежилети. Класифікація. Загальні технічні умови. URL: https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0216774-18#Text
  4. Hazardous waste operations and emergency response. Occupational Safety and Health Standards 1910. 120. URL: https://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document?p_table=STANDARDS&p_id=9765
  5. NFPA 1500 Standard on Fire Department Occupational Safety and Health Program. 2002 Edition. URL: http://www.fsans.ns.ca/pdf/research/nfpa1500.pdf
  6. Tochihara Y., Lee J. Y., Son S. Y. A review of test methods for evaluating mobility of firefighters wearing personal protective equipment. Ind Health. 2022. 60(2). Р. 106–120. doi: 10.2486/indhealth.2021-0157
  7. OSHA 1910.156 Fire brigades. URL: https://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document?p_table=STANDARDS&p_id=9810
  8. NFPA 1033: Standard for Professional Qualifications for Fire Investigator. URL: http://www.nfpa.org/codes-and-standards/all-codes-and-standards/list-of-codes-and-standards?mode=code&code=1033
  9. Texas City Refinery explosion. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Texas_City_Refinery_explosion
  10. Multi-part Document BS EN 1846 - Firefighting and rescue service vehicles. URL: https://doi.org/10.3403/BSEN1846
  11. Morris C., Chander H. The Impact of Firefighter Physical Fitness on Job Performance. A Review of the Factors That Influence Fire Suppression Safety and Success. Safety. 2018. 4(60). Р. 4–11. doi: 10.3390/safety4040060
  12. Skinner T., Kelly V., Boytar A., Peeters G., Rynne S. Aviation Rescue Firefighters physical fitness and predictors of task performance. J Sci Med Sport. 2020. 23(12). Р. 1228–1233. doi: 10.1016/j.jsams.2020.05.013
  13. Белюченко Д. Ю., Стрілець В. М. Багатофакторна оцінка ефективності оперативного розгортання пожежних автомобілів в умовах виникнення надзвичайних ситуацій техногенного характеру. Комунальне господарство міст. 2018. № 156. С. 204–211. doi: 10.33042/2522-1809-2020-3-156-204-211
  14. Stevenson R., Siddall A., Turner P., Bilzon J. Implementation of Physical Employment Standards for Physically Demanding Occupations. Journal of Occupational and Environmental Medicine. 2020. 62(8). Р. 647–653. doi: 10.1097/JOM.0000000000001921
  15. Gumieniak R., Shaw J., Gledhill N., Jamnik V. Physical employment standard for Canadian wildland fire fighters; identifying and characterising critical initial attack response tasks. Ergonomics. (2018). 61/10. Р. 1299–1310. doi: 10.1080/00140139.2018.1464211
  16. Strelec V. M., Stecuk E. I., Shepelev I. V. A statistical method of substantiating standards for evaluating the level of preparedness of pyrotechnicians (on the example of wearing personal protective equipment of a sapper), Military and technical collection. doi: 33577/2312-4458.19.2018.85-93 
  17. Стрелец В. М. Оценка эффективности подготовки спасателей к ликвидации чрезвычайных ситуаций с использованием нормативов. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2014. Вип. № 20. С. 124–131. URL: https://nuczu.edu.ua/sciencearchive/ProblemsOfEmergencies/vol19/19.pdf
  18. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. Наука, 1962. 564 с.
  19. Соловйов І. І., Стрілець В. М., Льовін Д. А. Багатофакторна модель підйому водолазом-сапером вибухонебезпечного предмету. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2021. Вип. № 2(34). С. 272–294. URL: http://pes.nuczu.edu.ua/images/arhiv/34/20.pdf
  20. Статистичне опрацювання даних. Категорії відхилення від нормального розподілу. ДСТУ ISO 5479:2009 (ISO 5479:1997, IDT), 34 с.
  1. Tregubov D., Trefilova L., Minska N., Hapon Yu., Sokolov D. Nonlinearities correlation of n-alkanes and n-alcohols physicochemical properties. C. 4-24.
  2. A. Levterow, Y. Statyvka. Оptimization of the parameers of the placement of elements of the acoustic system for orientation of rescuer's equipment. С. 297-310.
  3. V. Makarenko, О. Kireev, М. Chyrkina-Kharlamova, N. Minska, A. Sharshanov. Study of extinguishing a model fire of class "B" with bulk materials. С. 281-296.
  4. K. Ostapov, Y. Senchykhyn, V. Avetisian, Y. Haponenko, I. Kirichenko. Increasing the effectiveness of extinguishing fires in the undercarriage of the subway with gel-forming compounds. С. 267-280.