Комитет по чрезвычайным ситуациям мвд республики казахстан



жүктеу 2.24 Mb.
Pdf просмотр
бет3/11
Дата06.03.2017
өлшемі2.24 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11








Покой – средней тяжести  0,90  2,3 
0,053 
46 
0,37 
2,01 
Средней тяжести – весь 
комплекс работ в ТДК 
0,46 
2,3 
0,069 
46 
8,11 
2,01 
Тяжелая – вынос 
«пострадавшего» из ТДК 
0,56 
2,3 
0,122 
46 
1,96 
2,01 
Очень тяжелая – вынос 
«пострадавшего» из ТДК 
1,72 
2,3 
0,162 
46 
7,55 
2,01 
 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
17 
С  целью  выбора  конкретной  методики  расчета  t-критерия  [10]  вначале 
была  проверена  гипотеза  о  равенстве  дисперсий.  В  качестве  критерия  для 
проверки ноль-гипотезы  
 
2
q
2
q
0
2
1
:
H



                                                               (9) 
 
был выбран F-критерий 
 
2
2
2
1
F



,                                                                      (10) 
где 
2
1

 – большая из оценок дисперсий в двух выборках. 
 
При  этом  критическое  значение 
кр
F
,  которое  при  уровне  значимости 

=0,05 и числе степеней свободы  
 
23
1
n
q
q




,                                                                (11) 
 
где  
24
n
q

 
– количество испытуемых, у которых определялся расход кислорода 
в РДА при выполнении каждого рассматриваемого вида работ, равно [10]. 
   
3
,
2
F
F
табл
кр


.                                                            (12) 
 
Видно  (см.  столбцы  2  и  3  табл.  2),  что  в  рассмотренных  случаях 
правомерной признается ноль-гипотеза (7) и допускается равенство дисперсий 
при выполнении работ, относящихся [3] к одинаковой степени тяжести. 
Исходя  из  этого,  стандартная  ошибка  разности 
q
S
,  с  учетом  того,  что 
выборки малого размера (<30), и число степеней свободы 

 при вычислении t-
критерия рассчитываются [10] следующим образом  
 
;
n
1
n
1
2
n
n
)
1
n
(
)
1
n
(
S
2
1
2
1
2
2
2
2
1
1
q


















                                      
(13) 
 
46
2
n
n
2
1



.                                                         (14) 
В результате  
.
S
q
-
q
t
q
2
1
набл

                                                       (15) 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
  
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
18 
Видно (см. столбцы 6 и 7 табл. 2), что в большинстве случаев при уровне 
значимости 

=0,05 можно говорить о совпадении значений расхода кислорода, 
полученных  при  выполнении  заданий,  характеризующихся  одинаковой 
степенью тяжести, на свежем воздухе и в ТДК. Это свидетельствует о том, что 
стандартная  нагрузка  [3]  достаточно  адекватно  отражает  нагрузку,  с  которой 
сталкиваются спасатели  в процессе подготовки с использованием ТДК. 
Исключение составляет учебная ситуация с выносом манекена. Ее можно 
объяснить  тем,  что  (как  это  имеет  место  и  при  проведении  аварийно-
спасательных  работ,  не  связанных  со  спасением  людей)  происходит 
естественное 
чередование 
выполнения 
очень 
тяжелой 
работы 
с 
непродолжительными периодами отдыха. 
В обобщенном виде функции распределения расхода кислорода в РДА с 
комбинированной  подачей  могут  быть  представлены  в  виде,  приведенном  на 
рис. 1. 
 
 
 
Рисунок 1 - Функции распределения расхода кислорода в РДА 
 
Видно, что при нахождении в покое, а также выполнении работ легких и 
средней  степени  тяжести  можно  считать,  что  подача  кислорода  может 
рассматриваться равной 1,4 л/мин., что, учитывая комбинированную подачу [5] 
кислорода  в  используемой  при  проведении  исследований  модификации  РДА 
типа  КИП-8 фактически  соответствует  постоянной  подаче редуктора  [9].  В  то 
же  время,  при  выносе  пострадавшего  из  ТДК,  который,  как  предполагалось, 
соответствует  выполнению  очень  тяжелой  работы,  подача  кислорода 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
19 
фактически  соответствовала  той,  которая  должна  быть  при  выполнении 
тяжелой  работы.  Это  может  быть  объяснено  тем,  что  газодымозащитники, 
использующие  РДА,  хорошо  знают  об  очень  хороших  характеристиках  этих 
аппаратов  (по  времени  защитного  действия)  по  сравнению  с  АСВ,  и  могут 
позволить  себе  чередование  выполнения  очень  тяжелой  работы  (переноски 
пострадавшего)  с  паузами  отдыха.  Аналогичная  ситуация  имеет  место  и  в 
случае  рассмотрения  всего  комплекса  работ  в  ТДК,  когда  происходит 
чередование тяжелых работ с паузами отдыха.  
Аналогичная  ситуация  (см.  рис.  1)  имеет  место  и  в  процессе 
использования РДА при проведении аварийно-спасательных работ на станциях 
метрополитена. В [4, 11] показано, что в этом случае для всего комплекса работ 
плотность распределения подачи кислорода имеет вид 
 
 


2
2
09
,
0
2
98
,
1
q
e
2
09
,
0
1
q
f









,                                                  (16) 
 
где 
мин
/
л
98
,
1
q


  –  математическое  ожидание  подачи  кислорода  в  РДА  при 
выполнении  всего  комплекса  аварийно-спасательных  работ  на  станциях 
метрополитена; 
.
мин
/
л
09
,
0
q



  –  среднеквадратическое  отклонение  подачи 
кислорода  в  РДА  при  выполнении  всего  комплекса  аварийно-спасательных 
работ на станциях метрополитена; 
а для подъема пострадавшего без сознания: 
 
 


2
2
13
,
0
2
6
,
2
q
e
2
13
,
0
1
q
f









,                                                (17) 
 
где 
мин
/
л
6
,
2
q


  –  математическое  ожидание  подачи  кислорода  в  РДА  при 
подъеме пострадавшего без сознания; 
13
,
0
q



  л/мин.  –  среднеквадратическое 
отклонение подачи кислорода в РДА при подъеме пострадавшего без сознания. 
Полученные  результаты  показывают,  что  РДА  обеспечивают  более 
экономное  расходование  запаса  газовоздушной  смеси  не  только  за  счет 
использования  конструктивных  особенностей  таких  аппаратов,  но  и  в 
результате  того,  что  при  поверхностном  дыхании,  характерном  при 
выполнении  тяжелых  работ,  сокращается  количество  углекислого  газа,  от 
которого необходимо очистить воздух в регенеративном патроне аппарата. 
Выводы:  особенностью  расхода  кислорода  при  использовании 
регенеративных  дыхательных  аппаратов  является  то,  что  рассматриваемый 
показатель  с  5%-ым  уровнем  значимости  описывается  нормальной  функцией 
распределения  для  всех  режимов  работы  газодымозащитников.  При  этом 
подача кислорода в РДА равна: 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
  
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
20 

 
при  нахождении  в  покое,  а  также  выполнении  работ  легких  и  средней 
степени тяжести 1,4 л/мин; 

 
при выполнении всего комплекса работ в непригодной для дыхания среде 
2  л/мин,  что  соответствует  расходу  газовоздушной  смеси  в  40 л/мин,  а  при 
выносе  пострадавшего  2,6 л/мин  –  легочной  вентиляции  при  выполнении 
тяжелой работы (60 л/мин). 
 
Список литературы 
 
1.
 
Основи  створення  та  експлуатації  апаратів  на  стисненому  повітрі  / 
[Ковальов  П.А.,  Стрілець  В.М.,  Єлізаров  О.В.,  Безуглов  О.Є.]  –  Х.  :  АЦЗУ, 
2005. – 359 с.  
2.
 
Настанова  з  організації  газодимозахисної  служби  в  підрозділах 
Оперативно-рятувальної  служби  МНС  України:  Наказ  МНС  України  №  1342 
від 16 грудня 2011р. : М-во надзв. сит. України, 2011. – 56 с. – (Нормативний 
документ МНС України. Настанова).  
3.
 
Засоби  індивідуального  захисту  органів  дихання.  Автономні 
резервуарні  дихальні  апарати  зі  стисненим  повітрям.  Вимоги,  випробування, 
маркування:  ДСТУ  EN  137:2002  –  [Чинний  від  2003-05-10].  –  К.: 
Держспоживстандарт України, 2003. – 55 с. 
4.
 
Стрілець В.М. Закономірності діяльності рятувальників при проведенні 
аварійно-рятувальних  робіт  на  станціях  метрополітену:    моногр.  / 
В.М. Стрілець, П.Ю. Бородич, С.В. Росоха; НУЦЗУ. – Х.: НУЦЗУ, КП «Міська 
друкарня», 2012. – 112 с.  
5.
 
Основи  створення  та  експлуатації  засобів  індивідуального  захисту  / 
[Стрілець В.М., Ковальов П.А., Бородич П.Ю., Росоха С.В.] – Харків : НУЦЗУ, 
2014. – 360 с.  
6.
 
Стрелец  В.М.  Сравнительный  анализ  закономерностей  расхода  запаса 
воздуха при работе спасателей в аппаратах на сжатом воздухе / В.М. Стрелец // 
Збірник  наукових  праць  Харківського  університету  повітряних  сил.  –  2014.  – 
Випуск 4 (41). – С.150-153. 
7.
 
Стрелец В.М. Раскрытие закономерностей расхода запаса  воздуха при 
работе спасателей в аппаратах на сжатом воздухе / В.М. Стрелец, П.А. Ковалев, 
П.Ю. Бородич  //  Проблемы  пожарной  безопасности.  –  2014.  –  №  36.  –  С.236-
242.  –  Режим  доступа:  http://nuczu.edu.ua/sciencearchive/  ProblemsOfFireSafety 
/vol36/strelec_borodich_tarahno.pdf 
8.
 
Статистические  методы.  Проверка  отклонения  распределения 
вероятностей  от  нормального  распределения  :  ГОСТ  Р  ИСО  5479-2002.  – 
[Действующий  от  2002-07-01].  Москва:  Госстандарт  России,  2002.  –  31  с.  – 
(Государственные стандарты России). 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
21 
9.
 
Изолирующие  дыхательные  аппараты  и  основы  их  проектирования. 
Учебное пособие. / [Гудков С.В., Дворецкий С.И., Путин С.Б., Таров В.П] – М. : 
«Машиностроение», 2008. – 190 с. 
10.
 
Халафян А.А.  SТАТISТIСА  6  Статистический  анализ  данных  / 
А.А. Халафян. – М.: 000 «Бином-Пресс», 2007. — 512 с.  
11.
 
Бородич  П.Ю.  Закономерности  деятельности  в  системе  "спасатель  – 
экстремальная  среда"  на  станциях  метрополитена:  дис.  …  канд.  техн.  наук: 
05.01.04  / Бородич Павел Юрьевич. – Харьков, 2009. – 217 с. 
 
Ковалев П.А., Стрелец В.М., Ищук В.М. 
Азаматтық Қауіпсіздігінің улттық университеті, Харьков қ., Украина 
 
ҚҦТҚАРУШЫЛАРДЫҢ 
РЕГЕНЕРАЦИЯЛЫҚ 
ДЕМАЛУ 
АППАРАТТАРЫМЕН    ЖҦМЫС  КЕЗІНДЕ    ОТТЕГІНІҢ  ШЫҒЫНДАЛУЫН 
АШУ ЗАҢДЫЛЫҒЫ 
 
       Тәжірибелік  нәтижелердің  талдауы  5%  деңгейлі  мәнді  регенерациялық 
демалу  аппараттарымен  жҧмыс  кезінде  оттегі  шығысының  заңдылығы 
қарастырылып отырған кӛрсеткіштің таңдалған жҧмыс режимі ішіндегі бӛліну 
қызметі  болып  табылады.          Бҧл  кезде,  демалуға  жарамсыз  ортадағы  барлық 
жҧмыс кешенін жҥргізу кезіндегі оттегіні беру  оттегіні беру 2 л/мин тең.  
Негізгі сөздер: РДА, оттегі шығыны, жҧмыс режимі 
 
Kovalev P.A., Strelec V.M., Ishuk V.M. 
National university of civil protection of Ukraine 
 
DISCLOSURE  OF  LAWS  OXYGEN  CONSUMPTION  BY  RESCUERS  AT 
WORK IN REGENERATIVE BREATHING APPARATUS 
 
Analysis  of  the  experimental  results  showed  that  the  regularity  of  oxygen 
consumption  when  operating  in  regenerative  breathing  apparatus  with  a  5% 
significance level is a normal function of the distribution of this indicator within the 
selected  mode.  At  the  same  time  the  supply  of  oxygen  in  the  performance  of  the 
whole complex of works in untreatable environments equal to 2 L/min. 
Keywords: regenerative breathing apparatus, oxygen consumption modes 
 
 
 
 
 
 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
  
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
22 
УДК 656.13:614.846 
 
В.В. Соколянский - старший научный сотрудник научно-исследовательского 
отдела техногенной безопасности 
Научно-исследовательский институт горноспасательного дела, пожарной 
безопасности и гражданской защиты «Респиратор», г. Донецк, Украина 
 
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ 
ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ ПОЖАРА НА КАБИНУ ПОЖАРНОГО 
АВТОМОБИЛЯ 
 
Предложены  методики  исследования  поведения  элементов  кабины 
автомобиля  при  стендовых  испытаниях  и  крупномасштабных  натурных 
экспериментах.  Основное  внимание  уделено  натурным  экспериментам, 
позволяющим  получить  наиболее  точную  оценку  приспособленности  кабин 
пожарных автомобилей к воздействию теплового излучения пожара. 
Ключевые  слова:  кабина  пожарного  автомобиля,  тепловое  излучение 
пожара, экспериментальные исследования 
 
  ВВЕДЕНИЕ 
Пожарные  автомобили  создаются  на  шасси  серийных  грузовых 
автомобилей.  Их  узлы  и  детали  проектируются  и  изготавливаются  для 
эксплуатации  в  условиях  воздействия  солнечной  радиации,  определенной 
температуры  окружающей  среды,  ветра  и  осадков  (влажности).  Вместе  с  тем 
условия  работы  пожарных  автомобилей  могут  кардинально  отличаться  от 
условий работы автомобилей народнохозяйственного назначения. 
Наиболее  часто  тушение  пожаров  с  помощью  пожарных  автомобилей 
производится  путем  подачи  огнетушащих  средств  по  развернутым  до 
необходимой  длины  рукавным  линиям.  В  этих  случаях  пожарные  автомобили 
устанавливаются  на  большом  расстоянии  от  зоны  горения.  Однако  при 
ликвидации  крупных  промышленных  аварий  и  тушении  открытых  пожаров 
(лесобирж, объектов нефтепереработки, нефтяных и газовых фонтанов, средств 
авиатранспорта,  и  т.п.)пожарные  автомобили  часто  необходимо  приближать  к 
фронту пламени и подавать огнетушащие средства лафетными стволами. 
Расстояние  от  работающих  пожарных  автомобилей  до  фронта  пламени 
ограничивается  максимальной  длиной  струи  огнетушащих  средств.  Так,  при 
подаче  воды  лафетными  стволами  автоцистерн  длина  струи  достигает  60 м,  а 
пены – до  30 м.  Подача  порошка  производится  на  расстояние  30–35 м,  а  для 
автомобиля  газоводяного  тушения  эта  величина  составляет  всего  10–15 м.  На 
таком  расстоянии  тепловое  излучение  от  фронта  пламени  в  10–50 раз  может 
превышать  уровень  солнечной  радиации.  Также  значительно  (до  100–150 
o
C) 
может  повышаться  температура  окружающей  среды.  К  такому  мощному 
тепловому 
воздействию 
пожарные 
автомобили 
оказываются 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
23 
неприспособленными и не могут выполнить поставленную задачу, а нередко и 
выходят из строя. 
Особо уязвимым местом в пожарном автомобиле является его кабина [1]. 
Водитель  может  маневрировать  автомобилем  в  зоне  пожара,  управлять 
стационарным  лафетным  стволом,  установленным  на  крыше,  в  случае 
опасности  вывести  автомобиль  из  опасной  зоны  только  до  тех  пор,  пока  в 
кабине автомобиля поддерживается безопасный микроклимат. 
Тем не менее, до настоящего времени вопросам тепловой защиты кабины 
пожарного  автомобиля  уделяется  недостаточно  внимания.  Кабина  и  салон 
боевого  расчета  автомобиля  рассчитываются  на  прочность,  в  них  стремятся 
обеспечить  эргономические  требования,  а  защита  от  внешних  тепловых 
воздействий сводится, как и для автомобиля в целом, к защите от стандартных 
климатических условий. 
Заключительным  этапом  при  создании  кабины  нового  автомобиля 
являются  ее  испытания.  От  полученных  результатов  зависит  правильность 
оценки  примененных  средств  обеспечения  необходимых  микроклиматических 
условий  в  ней,  достигнутого  уровня  безопасности  и  задачи  для  дальнейшей 
работы. 
Методика  испытания  автомобилей  народного  хозяйства  получила 
всеобщее распространение и применяется при оценке условий труда в кабинах 
на  различных  стадиях  создания  машины  (заводские,  ведомственные, 
междуведомственные  и  государственные  испытания  новых  образцов, 
контрольные  испытания  серийной  продукции  и  т.п.).  Однако  эти  испытания 
позволяют зафиксировать уже достигнутые результаты. 
В  связи  со  спецификой  использования  пожарных  автомобилей,  при 
разработке  новых  конструкций  кабин  необходима  другая  методика, 
позволяющая  охватывать  большее  число  параметров,  влияющих  на 
микроклимат в ней. 
При экспериментальном исследовании необходимо анализировать: 
1) характер и особенности теплового воздействия пожара на автомобиль; 
2) температурные поля в ограждающих конструкциях кабины; 
3) поведение  ограждающих  конструкций  при  мощном  тепловом 
воздействии; 
4) параметры микроклимата в кабине и салоне боевого расчета; 
5) эффективность  способов  тепловой  защиты  кабины  пожарного 
автомобиля. 
Испытания  кабины  производятся  в  три  этапа:  лабораторные  опыты, 
стендовые  и  натурные  испытания.  Особое  внимание  при  этом  уделяется 
натурным экспериментам, несмотря на их трудоемкость и большую стоимость. 
Это  вызвано,  во-первых,  невысокой  корреляцией  лабораторных  опытов  с 
натурными и, во-вторых, необходимостью сокращения сроков внедрения новой 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
  
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
24 
техники,  новых  средств  защиты.  Испытания  могут  проводиться  как  на 
реальных объектах, так и на их уменьшенных моделях. 
Стоимость  крупномасштабных  испытаний  ограничивает  их  число  и 
снижает  общность  выводов.  Поэтому  необходимо  развивать  комплексные 
работы,  основанные  на  результатах  лабораторных,  стендовых  и  натурных 
испытаниях. 
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АВТОМОБИЛЬ 
Основными условиями моделирования теплового воздействия пожара на 
пожарный  автомобиль  либо  пожара  автомобиля  от  внешних  или  внутренних 
источников нагревания (зажигания) являются: 
- геометрическое подобие модели и натуры; 
- подобие теплофизических свойств материала модели и натуры; 
- подобие  конфигурации  и  спектрального  состава  падающего  излучения 
на модель и натуру. 
Рассмотрим подробнее эти условия. 
Геометрическое  подобие  модели  (м)  и  натуры  (н)  обеспечивается 
пропорциональностью всех размеров (длина, ширина, высота, толщина и т.п.) и 
равенством всех углов (наклона лобового стекла, въезда и т.п.): 
 




н
м
н
1
м
1
н
м
н
3
м
3
н
2
м
2
н
1
м
1
  
...;
  
;
;
M
...
i
i
i
i
l
l
l
l
l
l
l
l







 
(1) 
 
где   l
i
 – соответствующий размер i-й стенки модели (м) и натуры (н); 
 
M – масштаб моделирования; 
 

i
 – соответствующий угол модели (м) и натуры (н). 
Кроме  того,  геометрическое  подобие  модели  и  натуры  обеспечивается 
подобием  геометрии  тепловых  воздействий,  определяющих  подвод  теплоты 
[2,3]. 
Минимальный  размер  модели  определяется  из  условия  автомодельности 
конвективного теплообмена, которое, в свою очередь, зависит от того, является 
ли  источник  нагревания  (зажигания)  внешним  по  отношению  к  модели  или 
находится внутри нее. 
Внешний  источник  нагревания  (зажигания).  Минимальный  характерный 
линейный  размер  модели  кабины  автомобиля  при  нагреве  тепловым 
излучением  или  пламенем  определяется  из  условия  автомодельности 
конвективного теплообмена [2]: 
- для свободной конвекции 


Pr
Gr
Nu



n
C
 
(2)
 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
25 
- для вынужденной конвекции 
 
 
Re
Nu
m
A


 
(3) 
где   Nu – критерий Нуссельта, 


l


Nu

 
Gr – критерий Грасгофа, 


2
3
Gr
l
t
d
g







 
Pr – критерий Прандтля, 

a

Pr

 
Re – критерий Рейнольдса, 

l
v


Re

 
CAnm – эмпирические коэффициенты; 
 

 – коэффициент теплоотдачи, Вт·м
-2
·K
-1

 
l – характерный линейный размер модели, м; 
 

 – коэффициент теплопроводности воздуха, Вт·м
-1
·K
-1

 
a – коэффициент температуропроводности воздуха, м
2
·с
-1

 

 – кинематическая вязкость воздуха, м
2
·с
-1

 
g – ускорение свободного падения, 9.81 м·с
-2

 

 – коэффициент температурного расширения воздуха, 
о
C
-1

 

t – разность температур между облучаемой стенкой и средой, 
о
C; 
 
v – скорость приземного ветра, м·с
-1

Параметры  воздуха  должны  соответствовать  средневероятностным 
значениям,  а  температура  окружающей  среды,  скорость  ветра  и,  при 
необходимости, 
интенсивность 
солнечной 
радиации – нормативным 
показателям, соответствующим данной климатической зоне (данному региону) 
[4]. 
 Характерный  минимальный  линейный  размер  модели  l
min
  определяется 
по значениям Gr, Pr, и Re. Если Gr·Pr ≥ 10
9
 и Re ≥ 10
5
, то l
min
 определяется при 
условиях Gr·Pr = 10
9
 и Re = 10
5

Внутренний 
источник 
нагревания 
(зажигания)
Минимальный 
характерный 
линейный 
размер 
модели 
определяется 
из 
условий 
автомодельности  конвективного  теплообмена  среды  с  поверхностями 
ограждающих конструкций [2]. В случае Gr·Pr ≥ 10

 


t
v
l
l
00515
,
0
0
,
6
min



(4) 
 
где   t
v
 – среднеобъемная температура в кабине автомобиля, 
о
C. 
Определив  значения  l
min
  из  выражений  (2–4),  выбирается  один  из  них, 
кратный  масштабу  M  в  формуле  (1),  а  по  нему  определяется  промежуточная 
модель  между  моделью  с  минимальным  характерным  линейным  размером  и 
натурным образцом. 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
  
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
26 
Подобие  теплофизических  свойств  материала  модели  и  натуры 
определяется как: 
const
const
const
c
c
3
н
м
2
н
м
1
н
м
     
;
     
;








(5) 
где   c – теплоемкость материала модели (м) и натуры (н), Дж·кг
-1
·K
-1

 

 – плотность материала модели (м) и натуры (н), кг·м
-3

Абсолютные  значения  этих  констант  влияют  лишь  на  масштаб  времени 
протекания  процесса  в  модели.  Материал  модели  в  принципе  может  быть 
любым,  но  чтобы  зависимости 

=f(t),  c=f(t), 

=f(t)  для  модели  и  натуры  были 
одинаковы.  При  оценке  микроклимата  по  скорости  выделения  токсичных 
веществ горючие материалы модели и натуры должны быть идентичными. 
Условие  теплообмена  на  нагреваемой  поверхности  ограждения  F  для 
внешнего источника нагревания [2]: 
 





















V
c
F
q
V
c
F
q
t
t




н
м
 
(6) 
Условие теплообмена на ненагреваемой поверхности ограждения: 
 

 

Fo
Bi
Fo
Bi
н
м



 
(7) 
 
где   Fo – критерий Фурье, 

2
Fo
t
a


 
Модель  кабины  автомобиля,  выполненная  в  масштабе  к  примеру  1:10, 
требует  применения  материала  толщиной  порядка  0,1 мм,  а  лакокрасочных 
покрытий  соответствующей  толщины  не  существует.  Соответствующие 
допуски на изготовление должны быть на линейный размер меньше натурных. 
Изготовление  элементов кабины  автомобиля  (стекло,  резиновые  уплотнения и 
т.п.)  с  заданными  допусками,  их  сборка  с  применением  сварки  представляют 
собой  сложную  технологическую  задачу,  а  стоимость  их  изготовления  может 
превысить  стоимость  натуры.  Возникает  задача  установить  возможность 
приближенного  моделирования  элементов  кабины  по  толщине.  Обоснование 
такой возможности вытекает из анализа изменения температуры по толщине в 
тонко-  или  толстостенных  элементах  (при  значении  критерия  Bi < 0,1  или 
Bi > 0,1). 
Для  обеспечения  идентичности  теплового  воздействия  на  пожарный 
автомобиль  модельного  (м)  и  реального  (н)  пожаров  необходимо  выполнение 
ряда условий: 
- равенство интегральных тепловых потоков; 
- равенство начальных условий; 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
27 
- равенство условий проведения эксперимента: 
T
T
E
E
d
q
d
q
˜
н
м
н
м
н
м
н
м
ст
ст
н
м
   
;
   
;
;














 
(8) 
Подобие  конфигурации  и  состава  падающего  излучения  обеспечить 
сложнее всего. Дело в том, что многие исходные параметры носят случайный 
характер:  например,  условия  окружающей  среды,  герметичность  салона 
автомобиля  (положение  стекол  и  дверей),  пожарная  нагрузка  и  т.п.  Поэтому 
при  испытаниях  используется  метод  статистического  моделирования  [5,6], 
заключающийся  в  том,  что  из  всей  совокупности  возможных  значений 
исходных  параметров  выбирается  одно  из  случайных  сочетаний,  и  для  него 
моделируется  пожар.  Повторение  этой  операции  для  других  сочетаний  дает 
возможность находить общие закономерности поведения кабины автомобиля в 
условиях теплового воздействия пожара. 
ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ 
К лабораторным относятся испытания материалов автомобиля на тепло- и 
огнестойкость, пожароопасность, дымообразование, теплопроводность и т.п. 
Условия  испытаний  отличаются  от  реальных,  поэтому  испытания  носят 
сравнительный  характер.  Одной  из  причин  этого  является  то,  что  материалы 
исследуют  при  конвективном  нагреве,  в  то  время  как  в  реальных  условиях 
происходит и лучистый перенос теплоты от пламени и конвективная передача 
теплоты.  Еще  одной  причиной  является  оценка  в  каждом  испытании  только 
одного параметра пожарной опасности материала, а по некоторым показателям 
вообще не существует методик оценки пожарной опасности. 
Такие  исследования  заложены  в  методику  огневых  испытаний 
материалов для отделки автотранспортных средств [7]. 
СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ 
К 
стендовым 
относятся 
испытания 
элементов 
конструкции 
автомобиляиих фрагментов (кабина, дверь, остекление). Стендовые испытания 
проводят при тепловых потоках, соответствующих испытаниям автомобильных 
материалов  на  огнестойкость,  дымообразование  и  другие  показатели 
пожароопасных свойств. 
В результате проведения стендовых испытаний получают температурные 
поля  в  элементах  автомобиля,  подвергающихся  воздействию  теплового 
излучения  от  модельного  источника.  При  этом  исследуется  поведение 
конструктивных  элементов  в  неподвижном  относительно  излучающей 
поверхности автомобиле. 
Исследованиями теплостойкости  фрагментов ограждающих конструкций 
кабин пожарных автомобилей (двери, остекление, кабина в целом) проводятся 
на установке инфракрасного излучения, аналоге разработанной в НИИ охраны 
труда  г.Тбилиси  [3,8].  Установка  позволяет  менять  плотность  излучаемого 
теплового  потока  в  пределах  0,1–25 кВт·м
-2
.  При  этом  основная  часть  общего 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
  
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
28 
лучистого  потока  (более  90%)  приходится  на  инфракрасную  часть  спектра  в 
интервале длин волн 0,77–8 мкм. 
При  разработке  методики  реализованы  следующие  требования, 
позволяющие обеспечить достоверность экспериментальных исследований: 
- диапазон  воздействующих  значений  q
r
  соизмерим  с  длинами  волн 
инфракрасного излучения пожаров; 
- имитация  скорости  ветра  и  изменения  температуры  среды  между 
источником излучения и объектом исследования; 
- однотипность измерительной аппаратуры; 
- возможность  регулирования  неравномерности  воздействующего  на 
объект теплового потока. 
При  проведении  стендовых  испытаний  в  различных  условиях 
принимается следующая последовательность работ: 
1) установка  исследуемой  модели  на  передвижной  стенд.  Подключение 
датчиков измерительных приборов; 
2) проверка надежности работы измерительного оборудования; 
3) установка  стенда  на  необходимое  расстояние  от  излучающих  панелей 
для  получения  заданной  величины  падающего  на  объект  инфракрасного 
излучения; 
4) включение измерительной аппаратуры, замер начальных параметров; 
5) включение 
панелей 
инфракрасного 
излучения. 
Контроль 
измерительной аппаратуры и визуальное наблюдение за ходом эксперимента; 
6) отключение  панелей  излучения.  Остывание  объекта.  Отключение 
измерительной аппаратуры; 
7) визуальная оценка изменений, происшедших в результате опыта; 
8) повторение эксперимента после устранения обнаруженных изменений. 
 
НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ 
Достоинствами  натурных  испытаний  на  полномасштабных  моделях 
являются достоверность имитации фактических случаев воздействия пожара на 
автомобиль  (как  внешнего,  так  и  возникшего  внутри  автомобиля),оценка 
результатов исследования поведения отдельных материалов при лабораторных 
испытаниях, совершенствование методов испытаний
Для  моделирования  теплового  воздействия  пожара  на  пожарный 
автомобиль  построен  специальный  стенд  (рис. 1),  аналогичный  стенду, 
описанному  в  [2,3].  Основным  конструктивным  элементом  испытательного 
стенда  являются  емкости  с  горючей  жидкостью,  образующие  в  плане  П-
образный  контур  вокруг  площадки,  на  которую  устанавливается  объект 
испытаний. 
Для  получения  различной  интенсивности  излучения  и  для  испытания 
различной  пожарной  техники  размеры  внутреннего  контура  емкостей  могут 
меняться.  Для  испытания  средств  активной  тепловой  защиты  объекта  стенд 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
29 
оборудован  системой  трубопроводов  для  подачи  воды  с  возможностью 
установки оросителей (распылителей) различных типов. 
В случае загорания элементов (агрегатов) объекта во время испытаний он 
буксируется на участок тушения. 
Объект  исследования  при  проведении  эксперимента  должен  быть 
полностью  укомплектован.  Это  требуется  для  создания  реальной  пожарной 
нагрузки.  Для  оценки  влияния  на  микроклимат  возможных  неисправностей 
перед испытанием обязательно проводится техосмотр автомобиля. В результате 
тепловых  испытаний  получают  температурные  поля  в  элементах  кабины 
автомобиля  при  воздействии  теплового  потока.  Испытания  заканчиваются 
после того, как во всех элементах устанавливается равновесный температурный 
режим, либо произойдет воспламенение конструкций. 
О
т 
н
ас
ос
а
1
3
4
5
1
1
2
6
 
 
Рисунок 1  -  Схема  стенда  для  проведения  специальных  огневых 
испытаний  пожарной  техники.  1 – емкости  с  горючей 
жидкостью,  2 – объект  испытаний,  3 – промышленная 
канализация,  4 – система  защиты  автомобиля,  5 – участок 
тушения, 6 – пульт управления стендом 
 
В  ходе  эксперимента  воздействию  теплового  излучения  могут 
подвергаться:  передняя  часть  кабины  автомобиля  (рис. 2, а),  боковая  сторона 
(рис. 2, б),  две  боковые  стороны  или  одна  сторона  и  передняя  часть  кабины 
(рис. 2, в).  Плотность  потока  теплового  излучения  регулируется  за  счет 
изменения  количества  зажженных  емкостей  и  расстояния  R  от  автомобиля  до 
фронта пламени. 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
  
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
30 
1
2
а)
R
R
R
R
1
1
2
в)
R
1
R
2
1
2
б)
R
R
R
 
Рисунок  2 - Схемы проведения испытаний пожарного автомобиля: 
а) подъезд  к  фронту  пламени;  б) объезд  места  пожара; 
в) маневрирование  в  зоне  теплового  воздействия.  1 –
 емкость с горючей жидкостью; 2 – объект испытаний 
 
Программа  проведения  специальных  испытаний  предусматривает  два 
режима  работы  пожарного  автомобиля:  в  стационарных  условиях,  когда  он 
неподвижен  относительно  излучающей  поверхности  пламени;  в  движении 
автомобиля  на  скорости,  при  которой  производится  подача  огнетушащих 
средств через стационарный лафетный ствол (5–10 км/ч), с кратковременными 
остановками (на 10–15 с) и без них. 
Измерение  температур  поверхностей  ограждения  и  воздуха  в  кабине 
производится  при  помощи  термопар,  установленных  в  соответствии  с  рис. 3 
[3,9]. 
Для  повышения  достоверности  эксперимента  некоторые  опыты 
повторяются после устранения обнаруженных неполадок или изменений. 
Одновременно  с  измерением  параметров  микроклимата  в  кабине 
пожарного  автомобиля  производится  измерение  метеорологических  условий: 
наружной  температуры,  относительной  влажности  воздуха,  скорости 
приземного ветра и его направления относительно стенда. 
При  испытаниях  особое  внимание  уделяется  визуальным  наблюдениям, 
которые осуществляются специально подготовленными испытателями; кино- и 
фотосъемкой  объекта  исследования  и  источника  теплового  излучения.  Для 
записи  наблюдений  используются  магнитофоны,  включаемые  одновременно 
при  зажигании  горючей  жидкости  в  емкостях,  при  этом  время  совершения 
событий  определяется  по  скорости  записи  и  секундомеру.  Характерные 
события  и  время  их  совершения  записываются  через  микрофон:  поджигание 
горючей  жидкости;  стабилизация  размеров  пламени;  начало  экспонирования 
автомобиля;  начало  пиролизалакокрасочного  покрытия  кабины;  загорание  в 
кабине;  загорание  автомобиля  и  т.п.  Визуальными  наблюдениями  в  кабине 
автомобиля  оцениваются:  пиролиз  покрытий  интерьера;  место  разрушения 
остекления; видимость из кабины и т.п. 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
31 
 
 
Рисунок   3  -  Схема  размещения  термопар  на  поверхности  и  в 
объеме  кабины  пожарного  автомобиля  АЦ-40(130)  63  а  в 
соответствии с ГОСТ 12.2.002-91 
 
При 
проведении 
экспериментов 
принимается 
следующая 
последовательность работ: 
1) установка автомобиля на площадку для испытаний; 
2) проверка надежности работы измерительного оборудования; 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
  
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
32 
3) измерение метеорологических и начальных параметров; 
4) проверка готовности средств обеспечения опыта и защиты; 
5) огневой опыт, видеозапись эксперимента, измерения; 
6) оценка изменений, происшедших в результате теплового воздействия; 
7) повторение опыта после устранения обнаруженных изменений. 
 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 
Тактико-технические  возможности  пожарных  автомобилей  при  решении 
некоторых  задач  на  пожаре  определяются  их  приспособленностью  к 
воздействию  теплового  излучения.  Этим  же  определяется  и  безопасность 
работы личного состава в кабине автомобиля. 
В  настоящее  время  не  имеется  достаточно  надежных  методик 
определения эффективности средств обеспечения безопасного микроклимата в 
кабинах  пожарных  автомобилей  при  воздействии  мощных  тепловых  потоков. 
Поэтому  основное  внимание  при  создании  таких  систем  необходимо  уделять 
экспериментальной проверке их эффективности при разработке. 
В  данной  работе  предлагаются  методики  экспериментального 
исследования  поведения  конструкций  и  систем  кабины  автомобиля  при 
стендовых и крупномасштабных натурных опытах. Причем основное внимание 
уделено  именно  натурным  экспериментам,  несмотря  на  их  сложность  и 
значительную  стоимость.  Объясняется  это  тем,  что  только  при 
крупномасштабном  эксперименте  возможно  получить  точные  данные  о 
поведении конструкции в целом, как системы взаимозависимых элементов. 
 
Список литературы 
 
1. Соколянский  В.В.,  Исхаков  Х.И.,  Кошмаров  Ю.А.  Микроклимат  в 
кабине  пожарного  автомобиля  //  Проблеми  пожежної  безпеки:міжнар.  наук.-
практ.конф. – Київ: МВС України, 1995. – С. 162-163. 
2. Исхаков  Х.И.,Пахомов  А.В.,  Каминский  Я.Н.Пожарная  безопасность 
автомобиля – М.: Транспорт, 1987. – 88 с. 
3. Исхаков  Х.И.  Защита  автотранспортных  средств  от  воздействия 
тепловых потоков пожара: дис. … доктора техн. наук: 05.05.03, 05.26.01 / Моск. 
гос. техн. ун-т им. Н.Э. Баумана. – М. – 1991. – 338 с. 
4.  СП  131.13330-2012.  Строительная  климатология.  Актуализированная 
редакция  СНиП  23-01-99*. – Введ.  2013-01-01. – М.:  ФАУ  «ФЦС»,  2012. – 120 
с. – (Свод правил). 
5. Налимов  В.В.,  Чернова  Н.А.  Статистические  методы  планирования 
экстремальных экспериментов. – М.: Наука, 1965. – 341 с. 
6. Пустыльник  Е.И.  Статистические  методы  анализа  и  обработки 
наблюдений. – М.: Наука. – 1968. – 288 с. 

Теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
 
 
 
Вестник Кокшетауского технического института КЧС
 
МВД
 
Республики Казахстан. №3 (19), 
2015
 
33 
7. ГОСТ  25076-81.  Материалы  неметаллические  для  отделки  интерьера 
автотранспортных средств. Метод определения огнеопасности. – Введ. 1983-01-
01. – М.:  ИПК  Издательство  стандартов,  2003. – 6  с. – (Межгосударственный 
стандарт). 
8. Сарычев-Чумбуридзе Р.А. и др. Экспериментальные исследования ИК-
излучения в лабораторных условиях. // Безопасность и гигиена труда: сб. науч. 
трудов институтов охраны труда ВЦСПС. – М. – 1985. 
9. ГОСТ  12.2.002-91.  Техника  сельскохозяйственная.  Методы  оценки 
безопасности. – Введ. 1992-07-01. – М.: Издательство стандартов, 1991. – 61 с. –
 (Система стандартов безопасности труда). 
 
Соколянский В.В. 
«Респиратор»    Донецк  қ.,  Украина    қутқарушыларі  ісі  ӛрт  қауіпсіздігі 
және азаматтың қорғанысының ғылыми-зерттеу инситуты 
 
ӚРТТІҢ  ЖЫЛУ  ЛЕГІНІҢ  ӚРТ  АВТОМОБИЛІНІҢ  КАБИНАСЫНА 
ЫҚПАЛ ЕТУІНІҢ ТӘЖІРИБЕЛІ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕМЕСІ 
 
Ӛрт автомобилі кабинасының стендтік сынақ пен ірі кӛлемдегі натуралық 
тәжірибе  кезінде  әрекетін  зерттеу  әдістері  ҧсынылған.      Негізгі  назар  ӛрт 
автомобилі  кабинасының  ӛрттің  жылу  легі  әсертетуіне  бейімделуіне 
нақтығырақ баға алуға мҥмкіндік беретін наруталық тәжірибелерне бӛлінді.  
Негізгі түсініктер:
 
ӛрт автомобилінің кабинасы, ӛрттің жылу шығаруы, 
тәжірибелі зерттеулер. 
 
Sokolianskii V.V. 
The «Respirator» Scientific Research Institute of Mine-rescue Work, Fire Safety 
and civil protection. Donetsk, Ukraine 
 
TECHNIQUE OF THE EXPERIMENTAL STUDY OF INFLUENCE OF 
THERMAL STREAMS OF THE FIRE ON THE CABIN OF THE FIRE FIGHTING 
VEHICLE 
 
Techniques of research of behavior of elements of a cabin of the car at bench 
tests and large-scale natural experiments are offered. The main attention is paid to the 
natural experiments allowing to receive the most exact assessment of adaptations of 
cabins of fire fighting vehicles to influence of thermal radiation of the fire. 
Keywords:  cabin  of  the  fire  fighting  vehicle,  thermal  radiation  of  the  fire, 
experimental studies. 
 


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


©emirsaba.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет