Рекомендации по повышению надежности систем наружного противопожарного водоснабжения в районах Крайнего Севера

Сетевое издание «Пожарная и аварийная безопасность»

2017, № 1 (4)

Статья опубликована 31.03.2017

УДК 614.842

Елин Николай Николаевич

ФГБОУ ВО «Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России», Россия, Иваново

Профессор

Доктор технических наук

Профессор

E-mail: yelinnn@mail.ru

РИНЦ SKIN-КОД 8352-3712

ID SCOPUS – 6602881264

WEB OF SCIENCE S-7284-2016

Бубнов Владимир Борисович

ФГБОУ ВО «Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России», Россия, Иваново

Доцент

Кандидат технических наук

Доцент

E-mail: kafppv@mail.ru

Рекомендации по повышению надежности систем наружного противопожарного водоснабжения в районах Крайнего Севера

Аннотация. Разработаны мaтeмaтичecкие мoдeли, пoзвoляющие дocтoвeрнo прoгнoзирoвaть тeплoвoe cocтoяниe систем наружного противопожарного водоснабжения, рaбoтaющих при низких oтрицaтeльных тeмпeрaтурaх, c учeтoм бoльшинcтвa рeшaющих фaктoрoв, включaя oбoгрeв.

Проанализированы недостатки существующих методов расчета нестационарного теплового процесса в противопожарных трубопроводах. Отмечено, что принимаемые в этих методах допущения не способны учитывать изменение параметров окружающей среды, которое в районах Крайнего Севера может происходить достаточно быстро.

Анализ результатов численных исследований позволил определить ресурс времени и мероприятия по его увеличению, которым располагают ремонтные бригады до ее частичного или полного замерзания воды в системах наружного противопожарного водоснабжения при аварийной или плановой установке.

Установлено, что в обогреваемом противопожарном трубопроводе с тепловой точки зрения наиболее выгодным является распределение теплоподвода между «критической точкой» (местом достижения данной температуры) и концом трубопровода.

Поскольку положение «критической точки» зависит от окружающей температуры, обогрев трубопровода рационально вести с помощью независимых продольных секций с независимым же регулированием тепловой мощности.

Разработанная математическая модель позволяет рассчитывать программы регулирования такого подогрева.

Ключевые слова: противопожарное водоснабжение, энергосбережение, надежность, тепловые потери, изоляция, математическая модель, кабельная система, ячеечная модель, трубопровод, теплоподвод.

Список литературы

  1. Дегтярева Е. О. Правила расчета мощности обогрева трубопроводов (по рекомендациям стандартов МЭК 62086 и 62395) // Промышленный электрообогрев и электроотопление. 2011. № 1. С. 12–15.
  2. КузнецовГ.Ф. Тепловая изоляция: справочник. М.: Стройиздат, 1976. 440 с.
  3. Berthiaux H., Mizonov V., Zhukov V. Application of the theory of Markov chains to model different processes in particle technology. Powder Technology. 157 (2005). С. 128–137.
  4. Федоров С. В., Елин Н. Н. Ячеечная модель нелинейной теплопередачи через многослойную стенку. Строительство и реконструкция. 2011. № 6 (38).
  5. Бoлoтoв И. A. Мoдeлирoвaниe тeплoпрoвoднocти в кoльцeвoй oблacти c нecтaциoнaрными крaeвыми уcлoвиями / И. А. Бoлoтoв, П. В. Жукoв, В. Е. Мизoнoв и др. // Известия ВУЗoв. Химия и химичecкaя тeхнoлoгия. 2012. Т. 55. Вып. 1. С. 104–107.
  6. Eлин Н. Н., Кoрягин A. Н. Мaтeмaтичecкoe мoдeлирoвaниe прoцecca рacпрocтрaнeния тeплoвoй вoлны в трубoпрoвoдaх // Прoмышлeннaя энeргeтикa. 2009. № 1. С. 36–40.
  7. Зaйцeв В. A., Мизoнoв В. E., Eлин Н. Н. Мoдeлирoвaниe, oптимизaция и рacчeт тeплoвых прoцeccoв (Oпыт иcпoльзoвaния ячeeчных мoдeлeй): мoнoгрaфия. Ивaнoвo, 2012. 200 c.
  8. Тeoрия тeплoмaccooбмeнa / пoд рeд. А. И. Лeoнтьeвa. М.: Выcшaя шкoлa, 1979. 495 c.
  9. Фeдocoв C. В., Мизoнoв В. E., Пoрoшин Н. Р., Eлин Н. Н. Ячeeчнaя мoдeль нeлинeйнoй тeплoпeрeдaчи чeрeз мнoгocлoйную cтeнку // Cтрoитeльcтвo и рeкoнcтрукция. 2011. № 6 (38). С. 50–56.
  10. Елин Н. Н., Бубнов В. Б., Васильев Ф. С. Исследование влияния конструктивных и режимных факторов на пререходныен и установившиеся тепловые процессы в наружных противопожарных трубопроводах // Актуальные вопросы совершенствования инженерных систем обеспечения пожарной безопасности объектов: сборник материалов III Всероссийской научно-практической конференции. Иваново, 2016. С. 36–39.

Yelin Nikolay Nikolaevich

Federal State budgetary educational Institution of higher Education «Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Ivanovo

E-mail: yelinnn@mail.ru

Bubnov Vladimir Borisovich

Federal State budgetary educational Institution of higher Education «Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Ivanovo

E-mail: kafppv@mail.ru

Recommendations about increase in reliability of systems
of external fire-water supply in the region of the Far North

Abstract. The mathematical models allowing to predict authentically a thermal condition of the systems of external fire-water supply working at low negative temperatures with the accounting of the majority of decisive factors including heating are developed.

Shortcomings of the existing methods of calculation of non-stationary thermal process of fire-prevention pipelines are analysed. It is noted that the assumptions accepted in these methods aren’t capable to consider change of parameters of the environment which in the region of the Far North can happen quickly enough.

The analysis of results of numerical researches has allowed to define a resource of time and an action for his increase which repair crews before her partial or full freezing of water in systems of external fire-water supply at emergency or planned installation have.

It is established that in the warmed fire-prevention pipeline from the thermal point of view the most favorable is distribution of a heatsupply between «a critical point» (the place of achievement of this temperature) and the end of the pipeline.

As the provision of «a critical point» depends on surrounding temperature, it is rational to conduct heating of the pipeline by means of independent longitudinal sections with independent regulation of thermal power.

The developed mathematical model allows to count programs of regulation of such heating.

Keywords: fire-water supply, energy saving, reliability, thermal losses, isolation, mathematical model, cable system, cell-like model, pipeline, heatsupply.

REFERENCES

  1. Degtjareva E. O. Pravila rascheta moshhnosti obogreva truboprovodov (po rekomendacijam standartov MJeK 62086 i 62395) // Promyshlennyj jelektroobogrev i jelektrootoplenie. 2011. № 1. S. 12–15.
  2. 2. Kuznecov G. F. Teplovaja izoljacija: spravochnik. M.: Strojizdat, 1976. 440 s.
  3. Berthiaux H., Mizonov V., Zhukov V. Application of the theory of Markov chains to model different processes in particle technology. Powder Technology. 157 (2005). S. 128–137.
  4. Fedorov S. V., Elin N. N. Jacheechnaja model’ nelinejnoj teploperedachi cherez mnogoslojnuju stenku. Stroitel’stvo i rekonstrukcija. 2011. № 6 (38).
  5. Bolotov I. A. Modelirovanie teploprovodnocti v kol’cevoj oblacti c nectacionarnymi kraevymi uclovijami / I. A. Bolotov, P. V. Zhukov, V. E. Mizonov i dr. // Izvestija VUZov. Himija i himicheckaja tehnologija. 2012. T. 55. Vyp. 1. S. 104–107.
  6. Elin N. N., Korjagin A. N. Matematicheckoe modelirovanie procecca racproctranenija teplovoj volny v truboprovodah // Promyshlennaja jenergetika. 2009. № 1. S. 36–40.
  7. Zajcev V. A., Mizonov V. E., Elin N. N. Modelirovanie, optimizacija i racchet teplovyh proceccov (Opyt icpol’zovanija jacheechnyh modelej): monografija. Ivanovo, 2012. 200 c.
  8. Teorija teplomaccoobmena / pod red. A. I. Leont’eva. M.: Vycshaja shkola, 1979. 495 c.
  9. Fedocov C. V., Mizonov V. E., Poroshin N. R., Elin N. N. Jacheechnaja model’ nelinejnoj teploperedachi cherez mnogoclojnuju ctenku // Ctroitel’ctvo i rekonctrukcija. 2011. № 6 (38). S. 50–56.
  10. Elin N. N., Bubnov V. B., Vasil’ev F. S. Issledovanie vlijanija konstruktivnyh i rezhimnyh faktorov na prerehodnyen i ustanovivshiesja teplovye processy v naruzhnyh protivopozharnyh truboprovodah // Aktual’nye voprosy sovershenstvovanija inzhenernyh sistem obespechenija pozharnoj bezopasnosti ob#ektov: sbornik materialov III Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Ivanovo, 2016. S. 36–39.

Рецензент: профессор, доктор технических наук, старший научный сотрудник А. Л. Никифоров (ФГБОУ ВО «Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России»)

Полный текст статьи