Моделювання ризиків каскадних аварій на залізничному транспорті в умовах війни

 

Курило Артем Геннадійович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-5139-0278

 

Кустов Максим Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

Зімін Сергій Ігорович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-0514-2238

 

Губенко Андрій Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0009-0007-3647-3909

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-42-9

 

Ключові слова: залізничний транспорт, критична інфраструктура, каскадні аварії, ризики у воєнний час

 

Анотація

 

Дослідження спрямоване на підвищення стійкості залізничного транспорту під час перевезення небезпечних хімічних речовин в умовах воєнного стану. У роботі проведено комплексний аналіз сучасних ризиків для залізничної інфраструктури, виконано порівняння загроз мирного та воєнного часу та ідентифіковано ключові сценарії розвитку аварій. Розроблено бібліотеку каскадних сценаріїв аварій та запропоновано модифіковані моделі оцінки ризиків і поширення токсичних викидів, що враховують специфічні фактори військового часу. Для підвищення точності прогнозування запропоновано використання сomputational fluid dynamics-моделювання. Необхідність роботи полягає у тому що класичні моделі ризику, ефективні в мирний час, не враховують нову природу загроз – цілеспрямовані атаки, обстріли та диверсії. Залізничний транспорт, будучи критичною інфраструктурою, став ціллю для противника, а аварія з небезпечними хімічними речовинами може призвести до катастрофічних наслідків: масштабних пожеж, вибухів, токсичних викидів і каскадних аварій. Встановлено, що ефективність протидії визначається оперативністю виявлення небезпеки та готовністю до координаційних дій в умовах бойових дій. Класичні моделі оцінки ризиків вже не відображають повною мірою нову реальність, де основним чинником аварій є навмисні ворожі дії. Отримані результати та розроблені моделі становлять основу для переходу від реактивного до проактивного управління ризиками. Вони дозволяють розробляти адаптивні плани реагування та алгоритми дій для рятувальних служб, здійснювати превентивну маршрутизацію небезпечних вантажів та укріплювати критичні вузли, а також створювати інтегровану систему управління ризиками. Це спрямовано на мінімізацію людських втрат, екологічних збитків та стратегічних наслідків ураження інфраструктури, що забезпечує стійкість транспортної системи країни в умовах воєнного стану.

 

Посилання

 

  1. Kriachko K., Chupryna O., Maksymov S., Shapoval G., Vdovychenko V., Popova Y. The strategic planning of transport infrastructure and management of logistics solutions in conditions of war. AD ALTA: Journal of Interdisciplinary Research. 2024. Vol. 14. Issue. 1. P. 225–230. doi: 10.33543/j.140141.225230
  2. Butnariu M., Bonciu E. Assessment of Some Hazards Associated with Dangerous Chemicals. 1st ed. Boca Raton; London; New York; Delhi: Apple Academic Press. 2022. Chapter 1. P. 37. doi: 10.1201/9781003277279-1
  3. Capra G. S. Protecting Critical Rail Infrastructure: The Vulnerability of the United States Railroad System to Terrorist Attacks. Washington, D.C.: U.S. Department of Justice, Office of Justice Programs; USAF Counterproliferation Center, 2006, NCJ Report № 221986. P. 57. URL: https://www.ojp.gov/ncjrs/virtual-library/

abstracts/protecting-critical-rail-infrastructure

  1. Бондаренко Н. Вплив військової логістики на сучасні війни. Політ. Сучасні проблеми науки. Військова освіта та наука: Нац. авіац. ун-т. Київ: НАУ. 2024. С. 280–281. URL: http://polit.nau.edu.ua
  2. Liu X., Turla T., Zhang Z. Accident-Cause-Specific Risk Analysis of Rail Transport of Hazardous Materials. Transportation Research Record. 2018. Vol. 2672(10). P. 176–187. doi: 10.1177/0361198118794532
  3. Nowakowski T., Mlynczak M., Jodejko-Pietruczuk A., Werbinska-Wojciechowska S. Safety and Reliability: Methodology and Applications (1st ed.). CRC Press. 2014. P. 408. doi: 10.1201/b17399
  4. Kriachko K., Chupryna O., Maksymov S., Shapoval H., Vdovychenko V., Popova Y. The Strategic Planning of Transport Infrastructure and Management of Logistics Solutions in Conditions of War. AD ALTA: Journal of Interdisciplinary Research. 2024. Vol. 1. P. 225–230. doi: 10.33543/j.140141.225230
  5. Yazdani M., Pamucar D., Chatterjee P., Chakraborty S. Development of a decision support framework for sustainable freight transport system evaluation using rough numbers. International Journal of Production Research. 2019. Vol. 58(14). P. 4325–4351. doi: 10.1080/00207543.2019.1651945
  6. Bernatik A., Rehak D., Cozzani V., Foltin P., Valasek J., Paulus F. Integrated Environmental Risk Assessment of Major Accidents in the Transport of Hazardous Substances. Sustainability. 2021. Vol. 13(21). P. 11993. doi: 10.3390/su132111993
  7. Wiergowski M., Sołtyszewski I., Sein Anand J., Kaliszan M., Wilmanowska J., Jankowski Z., Łukasik M. Difficulties in interpretation when assessing prolonged and subacute exposure to the toxic effects of chlorine. J Forensic Legal Med. 2018. Vol. 58. P. 82–86. doi: 10.1016/j.jflm.2018.05.003
  8. Мельник О. Г., Мельник Р. П. Вивчення питання хімічної небезпеки під час воєнного конфлікту. Актуальні проблеми діяльності складових сектору безпе-ки і оборони України. Харків: ХНУВС. 2024. С. 150–154. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/
  9. Бедрій Я., Тарнавський Є. Військова логістика. 2024. C. 349. URL: https://jurkniga.ua/contents/viyskova-logistika.pdf
  10. Репіч Т. А., Турчина М. П. Проблеми та перспективи України як транзи-тної держави у післявоєнний час. Ефективна економіка. 2023. № 9. С. 24–49. URL: https://dspace.nuft.edu.ua/server/api/core/bitstreams/73292a2f-9d13-4eb7-bfc2-957e923ed0c2/content#page=24
  11. Young R. R., Gordon G. A., Plant J. F. Railway Security: Protecting Against Manmade and Natural Disasters. Routledge. 2017. P. 224. doi: 10.4324/9781315155296

15. Xin B., Yu J., Dang W. et al. Dynamic characteristics of chlorine dispersion process and quantitative risk assessment of pollution hazard. Environ Sci Pollut Res. 2021. Vol. 28. P. 46161–46175. doi: 10.1007/s11356-020-11864-z

 

Mathematical modeling of the process of fine water mist generation by shock waves

 

Dubinin Dmytro

National University of Civil Protection of Ukraine

https://orcid.org/0000-0001-8948-5240

 

Korytchenko Kostiantyn

National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"

https://orcid.org/0000-0002-1005-7778

 

Nuianzin Oleksandr

National University of Civil Protection of Ukraine

https://orcid.org/0000-0003-2527-6073

 

Hovalenkov Serhii

National University of Civil Protection of Ukraine

https://orcid.org/0000-0001-5610-814X

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-42-8

 

Keywords: system, fire extinguishing, fire, fine water mist, mathematical model, simulation, generation, atomization

 

Аnnotation

 

The conducted studies made it possible to identify the features of the process of fine water mist generation from the nozzle of a fire-extinguishing system under the action of shock waves and to substantiate a mathematical model describing this process. Mathematical modeling was carried out using specialized simulation software based on the Volume of Fluid model. According to the results, the generation of fine-dispersed water at the outlet of the fire-extinguishing nozzle under the influence of shock waves occurs within 1.13–1.73 ms, followed by a transition to steady-state atomization and dispersion within 2.02–2.41 ms. At 5.11–5.24 ms, the process terminates due to the depletion of water in the nozzle. The most intense atomization was recorded at 1.73 ms, while the maximum spread of the water mist cloud occurred at 2.02 ms, defining the key stages of generation and process efficiency. The main parameters of water mist generation and delivery were determined, including the total volume, number of droplets, and density within the computational domain. The mist cloud was found to have a cylindrical shape with a water volume of 1.37 L(1.37×10-3 m3), and the average water density in the air-water flow was 0.343 kg/ m3. For water droplets of various dispersities, their main parameters were determined. Thus, for droplets with a diameter of 5 µm, the volume of a single droplet is 6.54×10-17 m3, the total number of droplets is 7.2 million, and the droplet density within the fine water mist is 5.26×109 drops/m3. For droplets with a diameter of 50 µm, these parameters are 6.54×10-14 m3, 7.2 thousand, and 5.26×106 drops/m3, respectively; while for droplets of 100 µm, the corresponding values are 5.24×10-13 m3, 900, and 6.57×105 drops/m3. Mathematical modeling made it possible to investigate the process of fine water mist generation by the fire-extinguishing system under the influence of shock waves. The obtained parameters of fine-dispersed water determine the potential for its application in extinguishing fires of various classes, including under conditions of armed aggression.

 

References

  1. Дії підрозділів ДСНС України в умовах воєнного стану. URL: https://dsns.gov.ua/upload/1/9/2/4/3/5/9/diyi-dsns-objednana-kniga-compressed.pdf
  2. Shi J., Xu Y., Ren W., Zhang H. Critical condition and transient evolution of methane detonation extinction by fine water droplet curtains. Fuel. 2022. 315. Р. 123133. doi: 10.1016/j.fuel.2022.123133
  3. Watanabe H., Matsuo A., Chinnayya A., Matsuoka K., Kawasaki A., Kasahara J. Numerical analysis on behavior of dilute water droplets in detonation. Proceedings of the Combustion Institute. 2021. 38(3). Р. 3709–3716. doi: 10.1016/j.proci.2020.07.141
  4. Xu Y., Zhang H. Interactions between a propagating detonation wave and circular water cloud in hydrogen/air mixture. Combustion and Flame. 2022. 245. Р. 112369. doi: 10.1016/j.combustflame.2022.112369
  5. Yuan Y., Wu S., Shen B. A numerical simulation of the suppression of hydrogen jet fires on hydrogen fuel cell ships using a fine water mist. International Journal of Hydrogen Energy. 2021. 46(24). Р. 13353–13364. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.01.130
  6. Liu Y., Wang X., Liu T., Ma J., Li G., Zhao Z. Preliminary study on extinguishing shielded fire with water mist. Process Safety and Environmental Protection. 2020. 141. Р. 344354. doi: 10.1016/j.psep.2020.05.043
  7. 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. 2/10(92). Р. 8–43. doi: 10.15587/1729- 4061.2018.127865
  8. Korytchenko K., Sakun O., Dubinin D., Khilko Y., Slepuzhnikov E., Nikorchuk A., Tsebriuk I. Experimental investigation of the fire-extinguishing system with a gasdetonation charge for fluid acceleration. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. 3/5(93). Р. 47–54. doi: 10.15587/1729-4061.2018.134193
  9. Rossano V., Cittadini A., De Stefano G. Computational Evaluation of Shock Wave Interaction with a Liquid Droplet. Applied Sciences. 2022. 12(3). Р. 1349. doi: 10.3390/app12031349
  10. Shibue K., Sugiyama Y., Matsuo A. Numerical study of the effect on blast-wave mitigation of the quasi-steady drag force from a layer of water droplets sprayed into a confined geometry. Process Safety and Environmental Protection. 2022. 160. Р. 491–501. doi: 10.1016/j.psep.2022.02.038
  11. Zhao J. X., Liu S. H., Yu W. X., Jiang L. Numerical study on blast mitigation by a water mist: impact of the mean droplet diameter and volume fraction. Journal of Applied Fluid Mechanics. 2024. 17(4). Р. 844856. doi: 10.47176/jafm.17.4.2230
  12. Xu S., Jin X., Fan W., Wen H., Wang B. Numerical investigation on the interaction characteristics between the gaseous detonation wave and the water droplet. Combustion and Flame. 2024. 269. Р. 113713. doi: 10.1016/j.combustflame.

2024.113713

  1. Li Y., Bi M., Zhou Y., Gao W. Hydrogen cloud explosion suppression by micron-size water mist. International Journal of Hydrogen Energy. 2022. 47(55). Р. 2346223470. doi: 10.1016/j.ijhydene.2022.05.132
  2. Дубінін Д. П., Коритченко К. В., Криворучко Є. М., Рагімов С. Ю., Тригуб В. В. Особливості процесу заповнення водою ствола установки пожежогасіння періодично-імпульсної дії. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. № 38. С. 69–79. doi: 10.52363/2524-0226-2023-38-5
  3. Dubinin D., Korytchenko K., Krivoruchko Y., Tryfonov O., Sakun O., Ragimov S., Tryhub V. Numerical studies of the breakup of the water jet by a shock wave in the barrel of the fire extinguishing installation. Sigurnost. 2024. 66(2). Р. 139–150. doi: 10.31306/s.66.2.4
  4. ANSYS_Fluent_Theory_Guide. URL: https://dl.cfdexperts.net/cfd_resources/

Ansys_Documentation/Fluent/Ansys_Fluent_Theory_Guide.pdf

 

Розробка математичної моделі теплового пожежного сповіщувача з термопарою

 

Дурєєв Вячеслав Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

Олійник Володимир Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

Бондаренко Сергій Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

Антошкин Олексій Анатолійович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

Маляров Мурат Всеволодович

Національний університет цивільного захисту України

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

 

Мурін Михайло Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-9898-0128

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-42-6

 

Ключові слова: сповіщувач, чутливий елемент, математична модель, термопара, постійна часу, параметри спрацьовування, інерційність

 

Анотація

 

Розроблено математичну модель теплового пожежного сповіщувача чутливим еле-ментом якого є термопара, що ураховує залежність електрорушійної сили від температу-ри. Отримані динамічні рівняння ураховують параметри конвекційного теплообміну, термоелектричні показники спаїв, залежність електропровідності та електрорушійної сили термопари від температури, склад, форму, структуру матеріалу чутливого елементу на параметри його роботи. Математичною моделлю є система рівнянь теплового балансу та рівняння залежності електрорушійної сили від температури. Характерною особливістю моделі є урахування впливу складу, форми та структури матеріалу чутливого елементу сповіщувача на параметри його роботи. Рівняння ідентифікуються як реальні пропорційні ланки. Електрорушійна сила та температура навколишнього середовища представлені у вигляді відносних змінних, а інерційність сповіщувача та його параметр посилення виступають постійними коефіцієнтами. Динамічні рівняння є зручними при проведенні досліджень роботи та параметричних розрахунків характеристик спрацювання теплових пожежних сповіщувачів з термопарою, з урахуванням залежності електрорушійної сили спаю термопари від температури. Результати отримані по представленій моделі роботи  сповіщувача підтверджують справедливість прийнятої гіпотези, а розраховані параметри спрацювання сповіщувача мають якісне співпадіння з експериментальними даними. Обмеженням застосування моделі є використання при відомих даних температурних залежностей електропровідності спаю термопари, параметрів та умов температурного впливу та визначених характеристик складу, форми та структури чутливого елементу. Рекомендацією покращення характеристик спрацювання є збільшення площі та зменшення маси спаю термопари для покращення умов конвекційного теплообміну, для покращення інерційності, часу та температури спрацювання.

 

Посилання

 

  1. Дуфанець М., Плевачук Ю., Склярчук В. Електропровідність і термоерс високоентропійних сплавів системи AlCoCrCuFeNi у рідкому стані. Journal of phisicfl studies. 2021. Vol. 25(3). P. 36011–36017. doi: 10.30970/jps.25.3601
  2. Loskutov S. V., Mishchenko V. H , Hreshta V. L., Seidametov S. V., Kharchenko A. O. Dependence of Thermoelectric Characteristics on the Structural Parameters of Metals, Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 2024. Vol. 46(12). Р. 1149–1161. doi: 10.15407/mfint.46.12.1149
  3. Xue Y., Wang Y., Lei D., Sun Y. A Study on the Interface Diffusion of In2O3/ITO Multilayer Thin-Film Thermocouple. Key Engineering Materials Submitted. 2021. Vol. 905. Р. 174–183. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.905.174
  4. Hu T., Wang J., Xi Y., Sun Y. Research on Failure Mechanism and Thermal Stress of Thin-Film. Thermocouple at High Temperature. Key Engineering Materials Submitted. 2021. Vol. 905. Р. 184–191. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.905.184
  5. Xi Y., Sun Y., Hu T., Zhao G. Thermal and Vibration Mechanical Reliability of Multicoat Compound Thin-Film Thermocouple. Key Engineering Materials Submitted. 2021. Vol. 881. Р. 57–63. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.881.57
  6. Козир О. В. Підвищення точності вимірювання температури коротких теплових імпульсів: дис. ... кандидата техн. наук: 05.01.02 / Козир Олег Васильович, 2021. 164 с. Url: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/8888af1f-34d3-4cb4-87ac-18ee3865f298/content
  7. Tuz Y., Kozyr O. Voltage spectral structure of the thermocouple with temperature dependent wires. Український метрологічний журнал. 2021. № 2. С. 73–76. doi: 10.24027/2306-7039.2.2021.236102
  8. Tuz Y., Kozyr O., Samartsev Y. Features of temperature measurement of short thermal pulses. Український метрологічний журнал. 2021. № 1. С. 46–52. doi: 10.24027/2306-7039.1.2021.228237
  9. Козир О. В., Туз Ю. М. Дослідження моделей перехідної характеристики термопари. Інформаційні системи, механіка та керування. 2019. № 20. С. 13–22. doi: 10.20535/2219-3804202019194307
  10. Xu C., Hao X., Pei P.,Wei T., Feng S. Research on Time Constant Test of Thermocouples Based on QNN-PID Controller. Sensors. 2025. Vol. 25. Р. 3819. doi: 10.3390/s25123819
  11. Kou Z., Wu R., Wang Q., Li B., Li C., Xunyan Y. Heat transfer error analysis of high-temperature wall temperature measurement using thermocouple Case Studies in Thermal Engineering. Vol. 59. 2024. Р. 104518. doi: 10.1016/j.csite.2024.104518
  12. 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. doi: 10.52363/2524-0226-2023-37-3
  13. Забара С. Моделювання систем у середовищі MATLAB. Університет «Україна», 2015. 137 с. Url: https://www.yakaboo.ua/modeljuvannja-sistem-u-seredovischi-matlab.html

 

 

Інформаційні технології, охорона праці й творча реабілітація для підвищення якості навчання

 

Жигулін Олександр Андрійович

Міжнародний університет

https://orcid.org/0000-0003-1532-2806

 

Усачев Дмитро Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-1140-9798

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-42-7

 

Ключові слова: активна система, інформаційні технології, охорона праці, інтелектуальна, психологічна, фізична реабілітація

 

Анотація

 

Дослідження зосереджене на розробці «Методології активної системи управління впровадженням інформаційних технологій, охорони праці й творчої реабілітації для підвищення якості підготовки фахівців ІТ-спеціальностей під час воєнного стану», яка складається з безперервного процесу інтелектуальної, психологічної й фізичної реабілітації викладачів і здобувачів освіти з використанням ресурсів штучного інтелекту, методів доповненої, уявної реальності та інформаційної дуальності. Інтелектуальна реабілітація полягає у перевиданні підручників і навчальних посібників з використанням ресурсів штучного інтелекту та рекомендацій представників бізнесу у форматі стандартів дуальної освіти. Саме бізнесмени є найкращими консультантами щодо можливості впровадження світових інформаційних інновацій на підприємствах України. Психологічну реабілітацію учасників освітнього процесу рекомендується проводити через участь у творчих заходах. Оскільки програмування відноситься до галузей креативної індустрії, то розвиток креативу учасників освітнього процесу є обов’язковим. Фізичну реабілітацію викладачів можна організовувати через спартакіаду та інноваційні засідання кафедр на тему «Здорове тіло – наполегливість і ясний розум». Штучний інтелект, методи доповненої, уявної реальності та інформаційної дуальності допомагають швидко уяснити суть проблеми, уявити певну проблему та оперативно (протягом місяця) прийняти ефективне рішення для її вирішення. Оцінку ефективності Методології рекомендується проводити за показником, який враховує сталість і стан розвитку підприємства. Апробація Методології проводилася у навчальних закладах півночі, сходу й півдня України й дала позитивні результати. Якість навчання у середньому підвищилася на 15 %, що дало змогу щорічно нарощувати контингент студентів на 3–5 % під час воєнного стану.

 

Посилання

 

  1. Карп’як А. О., Рибицька О. М. Освітня складова проблем кадрового забезпечення ринку інформаційних технологій. SMEU. 2022. 4(1). С. 88–98. doi.org/10.23939/smeu2022.01.088
  2. Boychenko N. V. Implementation of system methods of occupational hazard management. Technology Audit and Production Reserves. 2014. (4). Р. 25–33. doi: 10.15587/2312-8372.2014.25393
  3. Ліщук М. Є., Московчук А. Т. Система управління охороною праці в Україні: аналіз стану та перспектив її реформування. Економічні науки. Серія: Регіональна економіка: збірник наукових праць. Луцьк: ІВВ Луцького НТУ. 2020. С. 66–74.
  4. Онищенко А., Сізова Н. Інтелектуальні інформаційні технології для проак-тивного управління підприємством. Комунальне господарство міст. Серія: Техні-чні науки та архітектура. 2024. Том 4. № 185. С. 185–192. doi: 10.33042/2522-1809-2024-4-185-7-12
  5. Крайнюк О., Буц Ю., Барбашин В., Яцюк М. Використання штучного інте-лекту для управління безпекою праці. Комунальне господарство міст. Серія: Еко-номічні науки. 2023. Том 6. № 180. С. 180–207. doi: 10.33042/2522-1809-2023-6-180-207-213
  6. Samoilovych A., Popelo O., Kychko I., Olyfirenko I. Management of Human Capital Development in the Era of the Digital Economy. Journal of Intelligent Management Decision. 2022. 1(1). Р. 56–66. doi: 10.56578/jimd010107 ACADlore
  7. Hanapi M. S., Saniff S. M. Human Performance Measurement in the Human Development Index (HDI): An Analysis of Adequacy From the Perspective of the Islamic-Based Development Worldview. Sains Humanika. 2023. № 4(2). doi: 10.11113/sh.v4n2.564 Sainshumanika
  8. Yumashev A., Slusarchyk B., Kondrashev, S., Mikhaylov, A. Global Indicators of Sustainable Development: Evaluation of the Influence of the Human Development Index on Consumption and Quality of Energy. Energies. 2020. 13(11). Р. 2768. doi: 10.3390/en13112768 MDPI
  9. Жигулін О. А., Махмудов І. І., Попа Л. М. Логістика в управлінні конкуре-нтоспроможністю бізнесу при виході економіки із стану глобальної кризи: моног-рафія. Ніжин, 2021. 544 с.

10. Жигулін О. А., Баранов І. Г., Кушнір О. І. Логіка, методологія та етика наукового пізнання: навчальний посібник. Ніжин: НДУ ім. Миколи Гоголя, 2024. 199 с.

 

Обґрунтування параметричного температурного режиму в захисних спорудах трансформаторів

 

Пальчиков Роман Володимирович

Інститут державного управління та наукових

досліджень з цивільного захисту

https://orcid.org/0009-0004-7959-571X

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-42-5

 

Ключові слова: вогнестійкість, межа вогнестійкості, клас вогнестійкості, температурний режим, трансформатор, критична інфраструктура

 

Анотація

 

У роботі результати дослідження демонструють, що за умов російської агресії впровадження сучасних підходів до обмеження поширення пожежі на трансформаторному обладнанні є одним із пріоритетних завдань захисту економіки і національної безпеки країни. Здійснено вибір розрахункового сценарію дослідження температурного режиму під час пожежі на трансформаторі, який розміщено в захисній конструкції, проведено за двома сценаріями виникнення та поширення пожежі. Побудовані розрахункові моделі для проведення дослідження. За результатами теоретичного дослідження продемонстровано зміни температури в захисній конструкції під час горіння трансформатора за даними датчика температури, що встановлено на висотах 1 м, 10 м та 18 м над місцем виникнення горіння, коли у захисній конструкції відсутня автоматична система пожежогасіння та у випадку, коли у захисній конструкції наявна автоматична система пожежогасіння. Отримані результати засвідчили, що із наявністю у захисній конструкції автоматичної системи пожежогасіння спостерігається певне зниження температури після двохсотої секунди дослідження, що пояснюється охолодження водяними потоками будівельних конструкцій захисної споруди, для обґрунтування температурного режиму під час пожежі трансформаторів приймались умови найбільшого впливу температури на будівельні конструкції. Проведена статистична обробка результатів досліджень. Представлені результати дослідження щодо обґрунтування модифікованого температурного режиму під час пожежі на трансформаторах, що розташовані в середині захисних споруд, який доцільно в подальшому використовувати для оцінки класу вогнестійкості будівельних конструкцій таких захисних споруд та встановлено нормований час за якого будівельні конструкції захисних споруд мають витримувати вплив модифікованого температурного режиму. Надані пропозиції щодо подальших досліджень у зазначеному напрямку.

 

Посилання

 

  1. Nekora V., Sidnei S., Shnal T., Nekora O., Dankevych I., Pozdieiev S. Determination of Features of Composite Steel and Concrete Slab Behavior under Fire Condition / Eastern European Journal of Enterprise Technologies. 2021. Vol. 6. № 7(114). P. 59–67. doi: 10.15587/1729-4061.2021.246805
  2. Novgorodchenko A., Pozdeev S., Fedchenko S. Determining the behavior of a glass panel under heating conditions during a fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2025. Vol. 1. № 1(133). P. 52–61. doi: 10.15587/1729-4061.2025.320431
  3. Shnal T., Pozdieiev S., Yakovchuk R., Nekora O. Development of a Mathematical Model of Fire Spreading in a Three-Storey Building Under Full-Scale Fire-Response Tests. Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. Vol. 100 LNCE. P. 419–428. doi: 10.32447/20786662.36.2020.14
  4. EN 1992-1-2:2023 Eurocode 2 – Design of concrete structures – Part 1-2: Structural fire design. European Committee for Standardization, 2023. URL: https://
    eurocodes.jrc.ec.europa.eu/sites/default/files/2021-12/BD_EN_1992-1-2_rev2.pdf
  5. Zubkova M., Boschetti L., Abatzoglou J., Giglio L. FireRegions as Environmental Niches: A New Paradigm to Define Potential Fire Regimes in Africa and Australia. Journal of Geophysical Research. Biogeosciences. 2022. Vol. 127. Art.: e2021JG006694. doi: 10.1029/2021jg006694
  6. Klymas R., Nizhnyk V., Nekora O., Nekora V., Stylyk I. Justification of minimum parameters of gravel backfill of the oil receiver of the transformer substation. The Scientific heritage. 2021. Vol. 1. № 79. P. 36–44. doi: 10.33042/2522-1809-2021-4-164-158-165
  7. Perehin A., Nuianzin O., Zaika N., Vedula S. Technique for creating the prototype of a compact fire plant for tests to determine the fire resistance of reinforced concrete structures. The Scientific Heritage. 2021. Vol. 78(1). P. 37–43. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/21405
  8. ДБН В.1.2-7:2021. Основні вимоги до будівель і споруд. Пожежна безпека. – Київ: Мінрегіон України, 2021. 47 с. URL: https://e-construction.gov.ua/
    laws_detail/3074797473579927547?doc_type=2
  9. Palchykov R., Nizhnyk V., Mykhailov V., Linchevskyi Y., Loik V., Lozynskyi R., Sukach R., Voytovych D., Peleshko M., Myroshkin V. Application of Time/Temperature Fire Curves for the Estimation of Fire Resistance of Transformer within Protective Structures. Metallurgical & materials engineering. 2025. Vol. 31(4). P. 34–39. doi: 10.63278/1393
  10. Іллюченко П., Ніжник В., Нікулін О. Методика експериментальних досліджень та обґрунтування параметрів теплообмінної системи для зниження температури трансформаторного масла нижче температури спалаху. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2023. № 1(15). С. 116–127. URL: https://nvcz.undicz.org.ua/index.php/nvcz/article/view/201/131
  11. Ballo Y., Yakovchuk R., Kovalchuk V., Nizhnyk V., Veselivskyi R. Investigation of the fire-preventing eaves effectiveness to prevent the fire spreading by vertical building structures of high-rise buildings. AIP Conference Proceedings. 2023. Vol.2684. Art.: 030005. doi: 10.1063/5.0119998
  1. Куценко Л. М., Іщук М. В., Калиновський А. Я., Коваленко Р. І. Геометричне моделювання спорядження дирижабля для ліквідації масштабних лісових пожеж. С. 58-68.
  2. Кірєєв О. О., Гапон Ю. К., Чиркіна-Харламова М. А., Даник О. М., Русенко К. О. Визначення ефективності нових засобів під час гасіння спиртовмісних моторних палив. С. 45-57.
  3. Неклонський І. М., Смирнов О. М. Модернізація процесу утилізації капсульних втулок до артилерійських пострілів. С. 26-44.
  4. Басманов О. Є., Карпова Д. І., Бенедюк В. С., Зазимко О. В., Володченко М. А. Побудова моделі нагріву стінки резервуара з нафтопродуктом, що горить. С. 4-25.