Введение к работе
Актуальность темы. Автоматические установки газового пожаротушения (АУГПТ) широко применяются при проектировании систем обеспечения пожарной безопасности на большом количестве объектов с материальными и культурными ценностями музейные и банковские хранилища, фондохранилища и архивы, особо важные помещения, такие как аппаратные, серверные, вычислительные центры, помещения с радиоэлектронным оборудованием, релейные, связевые электрощитовые и кабельные помещения Это обусловлено тем, что после ликвидации пожара или несанкционированного пуска установки пожаротушения газовое огнетушащее вещество (ГОТВ), в отличие от воды, пены, порошка и газоаэрозоля, практически не оказывает вредного воздействия на электронное оборудование, бумажные изделия и другие защищаемые ценности
Широкое применение АУГПТ на основе хладонов сдерживает более высокая их стоимость по сравнению с установками водяного, пенного, порошкового и газоаэрозольного пожаротушения Однако до настоящего времени именно хладоны применялись в АУГПТ для защиты радио- и электронного оборудования на особо важных объектах Министерства обороны, атомной промышленности, а также для защиты редких архивов, в том числе в национальных музеях и библиотеках
Гидравлический расчет таких АУГПТ при проектировании зданий и сооружений весьма сложен и трудоемок и осуществляется в настоящее время либо частично по НПБ 88-2001* (приложение 6, в котором описан только метод расчета массы газа, необходимой для создания огнетушащей концентрации в защищаемом помещении), либо с использованием компьютерных программ компаний-производителей оборудования газового пожаротушения Зарубежные компьютерные программы не утверждены к применению в нашей стране, не получили широкого применения и предназначены для оборудования конкретного производителя Это, в свою очередь, препятствует проектированию АУГПТ российского производства, а также делает невозможной экс-
пертизу принятых параметров систем как отечественных, так и зарубежных производителей
Цель диссертационной работы - повышение точности гидравлического расчета АУГПТ, максимально достоверно определяющего характеристики систем газового пожаротушения на основе хладонов
Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи
анализ достоинств и недостатков существующих моделей, методов и методик расчета потоков двухфазных сред в системах трубопроводов АУГПТ, применяемых при проектировании зданий и сооружений,
метод расчета параметров состояния среды сжимаемой жидкости под давлением газа-вытеснителя (ГВ),
методика определения параметров течения двухфазной среды (жидкость-газ) по системе трубопроводов АУГПТ при проектировании зданий и сооружений
Объект исследования — АУГПТ
Предмет исследования - модели течения двухфазных газожидкостных смесей по разветвленной трубопроводной сети в турбулентном режиме
Методы исследования — системный анализ, математическое моделирование, метод теории напорного движения жидкости, метод теории гидравлических машин, методы решения систем дифференциальных уравнений в частных производных
Основные положения, выносимые на защиту:
метод расчета параметров состояния среды сжимаемой жидкости под давлением газа-вытеснителя,
методика определения параметров течения двухфазной среды (жидкость-газ) по системе трубопроводов АУГПТ,
алгоритм гидравлического расчета АУГПТ при проектировании зданий и сооружений
Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке научно-методического аппарата, позволяющего более точно определить параметры газового огнетушащего вещества (ГОТВ) при прохождении его от ем-
кости по системе трубопроводов до выхода через выпускные насадки в защищаемое помещение Разработанная методика позволяет учитывать сжимаемость смеси ГВ с ГОТВ при движении в трубопроводах, сифонных трубках и рукавах высокого давления (РВД), явление запирания потока ГОТВ при критических расходах, а также факт растворимости ГВ в сжиженном ГОТВ и его выходе в процессе течения смеси по трубам Все это дает возможность проводить расчеты с точностью несогласования с опытом до 5-10%
Достоверность и обоснованность основных положений исследования обеспечена применением современных расчетных методов Корректным использованием гидравлических характеристик сетей, насадков и модулей пожаротушения Непротиворечивостью полученных результатов и апробацией их на практике, проверкой результатов созданной модели на адекватность моделируемым процессам по методу Фишера, а также согласованностью результатов с другими методами расчета и натурными испытаниями
Практическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты могут быть использованы как дополнение к НПБ 88-2001* в части проведения гидравлических расчетов трубопроводов АУГПТ на основе низ-кокипящих огнетушащих жидкостей Это позволит решать задачи проектирования и экспертизы АУГПТ, с одной стороны, с большей точностью, чем это позволяют существующие в России методики, а с другой стороны, будет общедоступной и универсальной
Апробация работы. Научные результаты, полученные в ходе исследования, докладывались на заседаниях кафедры автоматики и сетевых технологий Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России, на международной научно-практической конференции «Здоровье, риск и безопасность сотрудников ГПС МЧС России» в Санкт-Петербургском институте Государственной противопожарной службы МЧС России 22-23 сентября 2005 г
Реализация работы. Результаты внедрены в учебный процесс СПбУ ГПС МЧС России (Методические рекомендации по выполнению курсовых проектов, СПбУ ГПС МЧС России, 2006 г ) Использованы при проектирова-
6 ний систем пожаротушения на объектах ОАО «РЖД» (Акт о внедрении от 05 07 06 ) и при разработке и испытаниях оборудования газового пожаротушения «ОАО Приборный завод «Тензор» (Акт о внедрении от 18 07 07 )
Публикации. Основные положения диссертации отражены в шести печатных трудах, в том числе в 3-х статьях, опубликованных в журналах по перечню ВАК
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав, заключения, списка использованных источников и пяти приложений Общий объем работы - 129 страниц, в тч. 18 рисунков и 8 таблиц
