РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВНЕДРЕНИЮ ИННОВАЦИОННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ПОЖАРОТУШЕНИЯ НА КРУПНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

DEVELOPMENT OF RECOMMENDATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF INNOVATIVE AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHING SYSTEMS AT LARGE INDUSTRIAL ENTERPRISES

Alexander Lyah

student, Institute of Engineering and Environmental Safety, Togliatti State University,

Russia, Togliatti

АННОТАЦИЯ

Актуальность и научная значимость настоящего исследования обуславливается тем, что пожарная безопасность является критически важным аспектом общественной безопасности, особенно на крупных промышленных предприятиях. Последствия пожаров могут быть разрушительными, приводя к гибели людей, повреждению имущества и значительным экономическим последствиям.

Первоначально пожарная наука и технологии широко изучались в области мониторинга пожарной безопасности и раннего обнаружения загораний. Решение проблем пожарной безопасности требует сотрудничества в различных областях, включая инженерию, городское планирование, управление чрезвычайными ситуациями и психологию.

Междисциплинарные подходы могут привести к инновационным решениям, которые улучшают профилактику, обнаружение и реагирование на пожары. Объединяя знания и методологии из разных областей, эксперты могут разрабатывать более комплексные стратегии для снижения пожарной опасности.

ABSTRACT

The relevance and scientific significance of this study is determined by the fact that fire safety is a critical aspect of public safety, especially in large industrial enterprises. The consequences of fires can be devastating, resulting in loss of life, property damage and significant economic consequences. Initially, fire science and technology were widely studied in the field of fire safety monitoring and early fire detection. Solving fire safety problems requires collaboration across disciplines, including engineering, urban planning, emergency management and psychology. Interdisciplinary approaches can lead to innovative solutions that improve fire prevention, detection and response. By combining knowledge and methodologies from different fields, experts can develop more comprehensive strategies to reduce fire hazards.

Ключевые слова: пожарная безопасность, безопасность крупных промышленных предприятий, система пожаротушения.

Keywords: fire safety, safety of large industrial enterprises, fire extinguishing system.

В работе разработаны рекомендаций по внедрению инновационных автоматических установок пожаротушения Salgromatic на крупных промышленных предприятиях.

Модули пожаротушения с контролем давления сухого порошка включает в себя резервуар для азота, резервуар для сухого порошка и группу клапанов привода управления давлением. Метод реализации можно обобщить следующим образом: азот высокого давления, выпускаемый резервуаром для азота, понижается до установленного значения давления через соответствующую группу клапанов, а пониженный азот регулируется электромагнитным пропорциональным клапаном для достижения постоянного давления азота на входе в резервуар для сухого порошка. Когда давление в резервуаре для сухого порошка достигает установленного значения, электрический управляющий шаровой клапан на его выходе открывается, направляя сухой порошок к соплу для впрыска сухого порошка. Объем баллона с азотом 3 л, начальное давление 15 МПа; объем баллона с сухим порошком 8 л, внутренний диаметр 160 мм; внутренний диаметр клапана 10 мм.

Для системы пожаротушения сухим порошком с контролируемым давлением и для связанных с ней устройств пожаротушения с впрыском сухого порошка, работающих на азоте, давление впрыска, диаметр трубы впрыска, форма сопла и соотношение нагрузки может оказывать влияние на эффект впрыска сухого порошка системы. Это важные параметры при проектировании и разработке модулей пожаротушения определяются посредством настройки редуктора давления впрыска робота, выбора диаметра трубы и конструкции сопла. Однако механизм двухфазного взаимодействия газа и твердого тела и характеристики потока впрыска частиц сухого порошка, работающих на азоте, а также влияние связанных параметров на эффект впрыска пока не ясны. Это не способствует оптимизации и проектированию пожаротушения с контролируемым давлением впрыска сухого порошка.

Мы создали экспериментальную модель распыления сухого порошка для исследования эффекта распыления сухого порошка при тушении. Эффект распыления сухого порошка исследуется при различных давлениях подачи, диаметрах труб, конфигурациях сопел и соотношениях загрузки.

Результаты исследований могут послужить теоретическим и техническим обоснованием для проектирования и разработки систем порошкового пожаротушения с регулируемым давлением и связанных с ними устройств пожаротушения с распылением сухого порошка, работающих на азоте.

Прибор, используемый в этом эксперименте, в основном включает в себя коробку для сбора сухого порошка (Д× Ш×В: 17×11×4 см), воронку, высокоскоростную камеру, рулетка. Высокоскоростная камера используется для записи распыления сухого порошка, рулетка используется для измерения расстояния. Огнетушащий агент, используемый в экспериментах по распылению сухого порошка, представляет собой огнетушащий агент, с размером частиц 50 мкм и насыпной плотностью 0,5 г/мл.

Взяв в качестве объекта исследования трубу и сопло огнетушащего устройства для сухого порошка, мы построили геометрическую модель пропорционально фактическому размеру устройства для пожаротушения с регулируемым давлением. Модель состоит из входного отверстия давления, двух труб для сухого порошка, сопла и внешнего поля потока. Среди них вертикальная труба для сухого порошка соединена с горизонтальной трубой для сухого порошка через прямоугольное колено, а горизонтальная труба для сухого порошка соединена с соплом. Внешнее поле потока представляет собой расчетную область выходного отверстия сопла.

По результатам исследования видно, что когда сопло трехотверстного типа, скорость частиц сухого порошка относительно мала, примерно 200 м/с; диапазон распределения частиц наименьший; и распределение частиц внешнего слоя относительно дисперсное. Когда сопло o fa s прямого типа горловины скорость частиц сухого порошка относительно высока, приблизительно 310 м/с, и существует определенная разница в скорости частиц между областью сердцевины и внешним слоем. Распределение частиц сухого порошка во внешнем слое относительно рассеяно, что может быть связано с неравномерным распределением радиальной скорости газовой фазы и статического давления на выходе из сопла и полученной сильной ударной волной. Когда используется сопло, скорость частиц относительно равномерна, приблизительно 260 м/с, с широким распределением частиц, которое более равномерно для внешних частиц сухого порошка. Из карты распределения облака скорости частиц в двухфазном потоке можно увидеть, что когда используется сопло, его эффект распыления сухого порошка является наилучшим и наиболее благоприятным для тушения пожара.

В ходе экспериментальной проверки установлено, что при подаче азота под давлением 0,3 МПа, диаметре трубы для сухого порошка 8 мм, сопле и коэффициенте загрузки сухого порошка 1.

На электроподстанции для тушения одного трансформатора тока ТРГ-110-УХЛ1 необходимо разместить 29 газопорошковых модулей SMAG-35 с диаметром сопла подачи порошка 8 мм и давлением газа 0,3 МПа.

Эффективная максимальная дальность действия огнетушащего устройства составляет 414,5 см, а эффективная площадь тушения пожара огнетушащего устройства составляет 11033 см².

В качестве рекомендаций по внедрению инновационных автоматических установок пожаротушения на крупных промышленных предприятиях предлагается:

• производить расчёты по проектированию инновационных автоматических установок пожаротушения согласно результатов экспериментальных исследований научно-технических учреждений по данному виду средства тушении;
• проектировать инновационные автоматические установки пожаротушения на объекте основываясь на рекомендации завода-изготовителя данных средства тушении;
• при внедрении инновационных автоматических установок пожаротушения на объекте предлагается разрабатывать и утверждать СТУ с обоснованием определённых в проектах технических решений и характеристик средств пожаротушения, подкрепляя их результатами экспериментальных исследований научно-технических учреждений по данному виду средства тушении и рекомендациями завода-изготовителя данных средства тушении.

Список литературы:

1. Gabor T., Akin S., Jun, M. Numerical studies on cold spray gas dynamics and powder flow in circular and rectangular nozzles // J. Manuf. Process. 2024. V. 114. P. 232-246.
2. Sung W. C., Kim, J. Y., Chung S. W., Lee D. H. Effect of particle size distribution on hydrodynamics of pneumatic conveying system based on CPFD simulation. Adv. Powder Technol. 2021. V. 32. P. 2336-2344.