Диплом ЧИСТОВИК ГЛАВНЫЙ. Методика оценки работы гидропультов к ранцевым лесным огнетушителям
 Скачать 0.72 Mb.
|
|
5. Расчёт параметров распыленной струи гидропульта производства ООО НПО «ЛесоСпас» Предложенный нами гидропульт ранцевого лесного огнетушителя (РЛО) позволяет получить тонкораспылённую струю воды с различным размером капель. Измерение среднеарифметического диаметра капель воды достигается за счёт изменения объёма камеры сжатия перед выходным отверстием. Это не противоречит основам теории истечения жидкостей из отверстий и насадок, т.к. при постоянном усилии на штоке, изменение объёма камеры сжатия гидропульта влечёт за собой изменение давления в ней. Причём, чем меньше объём этой камеры, тем будет выше давление в ней и следовательно, меньше средний арифметический размер капель воды и дальность их полёта. Для теоретической оценки дисперсности получаемой распыленной струи использовались известные уравнения [1].  , (5.1) (5.2) , (5.3) , (5.4) , (5.5)d10 = 1,257 dм (5.6) где d10 – средний арифметический диаметр капель воды, м; dм – средний медианный диаметр капель, м; Wе – критерий Вебера, определяющий режим распада струи; р – критерий Лапласа; dнас – диаметр выпускного отверстия насадка, м; ж – плотность воды, кг∙м-3; Vж – скорость истечения воды из гидропульта, м∙с-1; - коэффициент поверхностного натяжения воды; ж - коэффициент вязкости воды; г – плотность воздуха, кг∙м-3; Qж – объёмный расход воды, м3∙с-1 Проведем расчеты среднего арифметического диаметра капель воды d10 по этим уравнениям в зависимости от диаметра сопла (3 мм или 3∙10-3м) и объёмный расход воды Qж = 0,04 л∙с-1 = 4 х10-5 м3∙с-1 [2].  Проведём расчёт для чистой воды, где ж=998 кг∙м-3. Коэффициент натяжения чистой воды = 0,073н∙м2.  Рассчитаем коэффициент отношения плотностей, если г – плотность воздуха 1,2 кг∙м3.  Определим критерий Лапласа, если коэффициент вязкости чистой воды ж=0,00101 Па∙с.  Тогда, средний медианный диаметр капель будет равен dм = 1,1 ∙ 1313,9-0,3 ∙ 214247,52-0,07 ∙ 831,670,3 ∙ 3∙10-3=12∙10-4 м, т.е. dм =1,2 мм. Найдем средний арифметический диаметр капель воды d10 = 1,257 ∙12 ∙10-4 = 151∙10-5 м, т.е. d10 = 1,51 мм. Произведём расчёт размера капли полученной при работе гидропультом «Ермак-2», который рекламирует ВНИИПОМлесхоз. Диаметр двух выпускных отверстий dнас=42∙10-4м. Объёмный расход воды Qж = 0,04 л∙с = 4∙10-5 м3∙с-1 [2]. То получим следующее:    dм = 1,1 ∙ 479,57-0,3 ∙ 299957,65-0,07 ∙ 831,670,3 ∙ 42∙10-4=226∙10-5 м, т.е. dм =2,26 мм. Найдем средний арифметический диаметр капель воды d10 = 1,257 ∙226 ∙10-5 = 28∙10-4 м, т.е. d10 = 2,8 мм Как видно из полученных результатов средний арифметический диаметр капель, получаемых из гидропульта РЛО производства ООО «Лесоспас» составляет 1,51 мм, что говорит о более высокой эффективности представленного устройства, чем у гидропульта «Ермак-2» (капля 2,8 мм). При этом методика по которой ВНИИПОМлесхоз проводил исследования более чем несовершенная. Основой для испытаний служила методика определения качества работы совершенно другого устройства, для увлажнения потока воздуха воздуходувки. Результаты ВНИИПОМлесхоза некорректные по отношению к продукции ООО «Лесоспас». Единицы измерения, используемые ВНИИПОМлесхозом, не приведены к системе СИ. Данная работа имеет 21 грубое несоответствие методикам, ГОСТам и действительности. Данная работа была получена лишь руководством лесной службы и не была разослана производителям гидропультов и РЛО. Поэтому мы вынуждены предложить свою методику расчёта показателей работы гидропультов. 6. Анализ сравнительных испытаний ВНИИПОМлесхоза. Как сообщалось в главе 3, в 2001 году ВНИИПОлесхозом проводились сравнительные испытания ранцевых лесных огнетушителей. В своей работе группа исследователей под руководством директора института Главацкого Г.Д. не указала методику по которой проводились испытания. На запрос сделанный в лесную службу Министерства Природных Ресурсов был получен ответ, что методику для данной работы поставила Софринская лесная машино-испытательная станция (МИС). Письмо начальнику Софринской машиноиспытательной станции от имени ВСИ МВД РФ №24/4918 «О предоставлении методики проверки гидропультов» [18] было написано 10 декабря 2002 года. В ответ, 16 декабря 2002 года была отправлена запрашиваемая методика «Гидропульт для тушения низовых пожаров. Программа и методика испытаний 213.00.000ПМ» [19], а также сопроводительное письмо [20]. В письме уточнялось, что это есть типовая программа-методика для тушения низовых пожаров. А для испытаний конкретных марок необходимо составить рабочую программу в соответствии с техническим заданием и техническими условиями на данный вид изделия. Методика 213.00.000 ПМ сделана для испытаний гидропультов установленных на воздуходувку ВЛП-20 (ВЛП-20Г)[19]. На рисунке 6.1 изображена воздуходувка ВЛП-20 во время тушения лесного пожара.  Рисунок 6.1 Воздуходувка ВЛП-20 с гидропультом [21]. Воздуходувка ВЛП-20, рисунок 6.1, представляет механизм на базе бензомоторной пилы «Тайна» с 2-х тактным двигателем внутреннего сгорания. Мощность такой воздуходувки 0,9 кВт. В состав гидропульта входят: 1) входной патрубок; 2) колено поворотное; 3) трубопровод; 4) муфта; 5) прямоточная форсунка; 6) сопло-регулятор. Данный гидропульт предназначен для оснащения серийно выпускаемых воздуходувокВЛП-20 и ВЛП-2,5. Гидропульт совместно с воздуходувками должен выполнять следующие виды работ: А) одновременно-раздельное тушение воздушной (воздуходувка) и жидкостной (гидропульт) струей кромки лесного пожара; Б) прокладку опорных полос с одновременным отжигом [19]. В виду того, что ВНИИПОМлесхоз взял за основу испытаний гидропультов к РЛО методику испытаний принципиально не такого устройства, то и показатели данной методики некорректны к гидропультам не производимым институтом. Например, определение кратности пены ВНИИПОМлесхоз проводил путём взвешивания мерной ёмкости (10л) на весах РП-100Ш13 [17]. ГОСТ 50588-93 устанавливает разделение пен по кратности на: пену низкой кратности (не более 20); пену средней кратности (от 20 до 200); пену высокой кратности (более 200). В ГОСТ 50588-93 Пеноообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний [27]. Указывается, что весы нужны для взвешивания ёмкости под пену [27]. Затем после заполнения ёмкости и повторного взвешивания можно по разнице масс вычислить массу пены и зная объём, занимаемый пеной можно установить плотность пены [27]. Для определения устойчивости пены средней кратности используют цилиндрическую емкость для сбора пены (h:d)=1,5 вместимостью (200±0,5) дм3, при этом значение кратности пены должно быть не менее 50[27].  Рисунок 6.2 Схема установки для определения кратности и устойчивости пены по ГОСТ 50588-93. 1 — пенный пожарный ствол; 2 — рукав напорный; 3, 4— патрубок с манометром; 5—насос; 6—рукав всасывающий; 7, 8—емкость; 9 — весы. Электронные весы применяются в методе Смагина В. В. В его методе, ёмкость на весах имеет сливной кран. Когда ёмкость полностью заполнена, нужно зафиксировать время и массу пены. Затем открыть кран и сливать распавшуюся часть пенного раствора до половины массы зафиксированного в начале опытов. Из таблицы 1 «Результатов…» [17] видно, кратность пены колеблется от 5 до 12,7 крат. Значит, пены относятся к пенам низкой кратности. Расчёт кратности таких пен по ГОСТ 50588-93 должен происходить без применения весов [27]. Для низкократной пены емкость заполняют [27]. С помощью линейки с пределом измерения 100 см определяют высоту пены с погрешностью до 1 см и вычисляют объем низкократной пены (V)> в кубических сантиметрах по формуле: V=Hx πx d²/4 6.1 где Н—высота пены, см; d—диаметр емкости для сбора пены, см. Кратность пены (К) вычисляют по формуле K=Vп / Vp 6.2 где Vп—объем пены, дм3; Vp—объем раствора пенообразователя, дм3 , численно равный массе пены, кг. После равномерного заполнения из ГПС емкости пеной фиксируют время разрушения 50 % объема пены. За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух определений. Допустимое расхождение между результатами повторных испытаний, полученных одним оператором при постоянных условиях испытаний с доверительной вероятностью 0,95, не должно превышать 10%. За устойчивость пены принимают ее способность к сохранению первоначальных свойств. Сущность метода определения устойчивости пены заключается в установлении времени разрушения 50 % объема пены или времени выделения 50 % жидкой фазы [27]. Замечание Лукиянчука Л.П. касаются: 1) НЕТ ссылки, по какой Типовой программе-методике составлялась рабочая программа. 2) В отчётах Государственной Лесной Охраны указываются механизмы, работающие на ликвидации пожаров и количество людей. Людские ресурсы поделены на бригады Руководителем Тушения Пожаров на месте. Орудия, которыми работают люди, не указываются. В лесопожарной бригаде обязательно есть лопаты, грабли, Ранцевые Лесные Огнетушители, топоры, пилы двуручные. С недавних пор используются: воздуходувки, минерализаторы, бензопилы. В годовых отчётах авиабаз использование РЛО на 100% пожаров. 3)При измерениях использовались измерительные приборы без ссылок на соответствие ГОСТам и сроков их поверки. 4) Принципиально не верный способ «Определения кратности пены, который проводили путём взвешивания мерной ёмкости (10 л) на весах РП-100Ш13». 5) Если нет распылённой струи (из строки №5 колонка №8 следует, что нет натурально распыленной струи), то как получилась цифра в колонке №8 строке №6? 6) В строке 12 табл. №1 не указан тип пенообразователя, нет ссылки на дату производства или результат проверки Пожарной Лабораторией качества пенообразователя. Наверное, в емкости огнетушителей, к производству которых приложился ВНИИПОМлесхоз был залит «Фос-Чек», а в остальные ПО-6 после длительного хранения и неоднократного замораживания. 7) При заполнении строки №11 в колонке №8 какую ёмкость подключали к ЛГП-2? 8) Каковы единицы измерения кратности пены, если для определения кратности использовались весы РП-100Ш13? 9) Нет хронометража, нет общего времени наработки каждым гидропультом, нет времени работы по видам работ. 10) При «выявлении отказов и неисправностей» ВНИИПОМлесхоз в описании отказов и неисправностей ОР-А рекомендует: «Горловину нужно выполнить быстросъёмной». ЛЕСНОМУ ПОЖАРНОМУ не нужно БЫСТРО СНИМАТЬ ГОРЛОВИНУ ни с огнетушителя ОР-А и даже с РЛО. Ему вообще не нужно снимать горловину. 11) В том же пункте описывает недостаток фильтра ОР-А. ВНИИПОМлесхоз в течении 2001-2003 года поставляет на ряду с быстросъёмными крышками горловины и крышки резьбовые, которые не имеют направляющих, при этом с резьбовыми горловинами ВНИИПОМлесхоз поставляет фильтры, которые по диаметру больше внутреннего опорного кольца горловины. 12) Ошибки при переводе Рабочей скорости (табл. 5, строка №1) из м/с в км/ч. Причём ошибки в сторону увеличения скорости в км/ч сделаны при исследовании гидропультов в производстве которых занят ВНИИПОМлесхоз, либо у тех, кто не является прямым конкурентом из-за уровня продаж (ОР-А) или из-за качества («Вырица» «Из-за отказа снят с испытаний»): РЛО-М + 18 м; ОР-А + 12 м; «Вырица» + 4 м; «Ермак -1» + 18 м; «Ермак-2» + 1 м. Результат исследования рабочей скорости в км/ч гидропульта ЛГП-2 уменьшен на 12 метров. Хотя при определении рабочей скорости (м/с) п 5.3.4.3 замер «пройденного пути оператором должны измерять рулеткой по ГОСТу 7502-98. Количество измерений должно быть не менее 10. Абсолютная погрешность измерений – не более + 10 мм». При этом в табл. 5 строка 5 («с насадкой ВНИИПОМлесхоза») точность скорости посчитана с точностью до 1 м. 13) Производительность за 1 час основного времени (строка №2, табл. 5) рассчитывается не из расчёта расстояния пройденного с основной работой за секунду, а рассчитывается путём деления «объёма работы, выполненный за период наблюдений, измеренный в км» на «время основной работы, ч». «Объёма работ» количество километров пройденных оператором с распылением РЖ не указано. 14) Если гидропульт перестаёт работать в первые минуты работы (строка №9 и №10, колонка 5, табл. 5), то как могут быть получены результаты работы «Вырицы»? 15) Расход рабочей жидкости л/мин (строка №3, табл. 5) не совпадает с Минутным расходом (строка 7, табл. 1) 16) При увеличении рабочей скорости на 23,43%, при работе РЛО-М с насадкой ВНИИПОМлесхоза (строка №5, табл.5 колонка 3) расход РЖ (рабочей жидкости) (строки №8 и №9, табл.5 колонка 3) увеличивается на 88%. А при уменьшении рабочей скорости на 14,29% (строки №4 и №5, табл.5 колонка 7) при работе с «Ермак-2» расход РЖ увеличивается 64,34% (строки №8 и №9, табл.5 колонка 7). Это, что за иррациональная зависимость? 17) Насадка ВНИИПОМлесхоз, которая надевается поверх выпускного отверстия, не может почти в два раза увеличивать объём выдавливаемой насосом жидкости за единицу времени (расход) (строка №9, табл. 5). 18) Не может насадка на гидропульт производства ВНИИПОМлесхоза диаметром 0,05 м (5 см), с высоты распыла около 0,8 метра создавать на поверхности земли равномерную пенную полосу 0,30 (30 см). При разных технических характеристиках на разных гидропультах, при разном давлении, выдавливаемом количестве РЖ, абсолютно одинаковая ширина пенной полосы – 0,30 м быть не может. 19) Расход за единицу времени при одинаковом усилии, затраченном на качение, зависит от внутреннего объёма гидропульта и количества возвратно-поступательных движений штока (расстояния пройденном поршнем внутри штока). Любой пенообразователь создан для уменьшения поверхностного натяжения воды и является поверхностно-активным веществом (ПАВ), а значит, трение между трущимися поверхностями будет меньше и путь, пройденный поршнем внутри гильзы, при том же усилии и том же внутреннем объёме, будет больше. Значит, объём РЖ прокаченной гидропультом будет больше, приблизительно, как при замерах работы «ЛГП-2». Примем расход Рабочей Жидкости без пенообразователя (Поверхностно-Активного Вещества) за 100%. Расход РЖ с ПАВ при прокладке опорных полос гидропультом ЛГП-2 (строка 8, табл.5, колонка 8) больше расхода РЖ без ПАВ (строка 3, табл. 5, колонка 8) на 24,29%. «Ермак-2» (колонка №7) расход с ПАВ в стандартной комплектации выше, чем расход без ПАВ на 24,35%. Теперь сравним те же показатели по другим огнетушителям (строки №8 и №3, табл. 5). При работе РЛО-М (колонка №3) расход РЖ с ПАВ, в серийной комплектации, уменьшился на 10,71%. ОР-А (колонка №4) аналогичный показатель увеличелся на 3,33%. «Ермак-1» (колонка №6) расход с пенообразователем уменьшился на 2,20%.
20) «Запорное устройство» предприятием ООО НПО «Лесоспас» запланировано в самом начале создания гидропульта. Как пользоваться «запорным устройством» написано в инструкции (паспорте), которая во ВНИИПОМлесхозе была. О наличии инструкции можно судить по значениям таблицы №1. 21) ВНИИПОМлесхоз не делает «комплект пеногенерирующих принадлежностей» к «огнетушителям всех марок». Именно потому, что как написано группой ученных под предводительством григория демьяновича главацкого, директора вниипомлесхоза, сейчас он доктор технических наук, в самом начале «результатов сравнительных испытаний ранцевых лесных огнетушителей»: «в последние годы возросла актуальность разработки и внедрения в лесопожарную практику оборудования и технологических приёмов обеспечивающих эффективное выполнение мероприятий по профилактике и тушению лесных пожаров с минимальными затратами финансовых и материальных средств» [17]. Данное исследование не соответствует ГОСТ 2.114-95. Удк 386.6:006.354 группа т 52 Единая система конструкторской документации. Технические условия. В пункте 4.7 ГОСТа 2.114-95 написано: «Методы контроля (испытаний, измерений, анализа) должны быть объективными, четко сформулированы, точными и обеспечивать последовательные и воспроизводимые результаты». Поэтому данное считать удовлетворительным, и я считаю себя вправе, поставить под сомнение научность данных испытаний и справедливость проведённых замеров и опытов. Особенно я не согласен с вытекающими саморекламными выводами, сделанными группой ведущих учённых ВНИИПОМлесхоза. Поэтому я разработал свою методику определения качества работы гидропультов. Для моего метода контроля работоспособности гидропульта к ранцевому лесному огнетушителю, должны быть установлены: - методы отбора проб (образцов); - оборудование, материалы и реактивы и др.; - подготовка к контролю (испытанию, измерению, анализу); - проведение контроля (испытания, измерения, анализа); - обработка результатов [28]. В будущем человечество придёт к единой валюте – Джоулю (1 калория = 4.2 Джоуля). Работу различных механизмов будут также рассматривать через затраты энергии на выполнение одного и того же объёма работ. Работой (механической) называется величина равная произведению модуля постоянной силы на модуль перемещения по направлению действия силы. А=F x S Измеряется энергия и работа в Джоулях (Дж), 1Дж=Н х м (1Дж=кг х м2/с2) Цель данной методики изучить на разных этапах и в разных режимах работы гидропульт к Ранцевому Лесному Огнетушителю (РЛО) через определение: А) количества энергии на перекачивание гидропультом 20 литров воды; Б) расхода воды и водных растворов; В) параметров и формы распыления воды и водных растворов; Г) надёжности гидропульта; Д) эксплуатационно-технических свойств; Е) экономического эффекта эксплуатации. Для достижения этой цели необходимо разработать методику испытаний для гидропульта к ранцевому лесному огнетушителю. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||