Search academic texts

Registration Number

0823U101014, PhD dissertation

Title

Substantiation of the impulse method for determining fire detectors' time parameters with a thermal resist sensitive element.

Author

Yaroslav Y. Kozak,

popup.head Olena E. Vasylieva
popup.opponent Yaroslav V. Ballo
popup.opponent Viacheslav O. Durieiev
popup.review Andrii F. Havryliuk
popup.review Andrii P. Kushnir

Status

Доктор філософії, 261, Пожежна безпека

Date

27-12-2023

Description

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального наукового завдання обґрунтуванню імпульсного методу визначення часових параметрів – постійної часу та часу спрацьовування – пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом. Несвоєчасне виявлення пожежі на початковій стадії супроводжується значним розповсюдженням небезпечних факторів пожежі, що може призвести до виникнення загроз для життя та здоров’я людей, значних матеріальних збитків, поширення вогню на великі площі, що, в свою чергу, призводить до ускладнень під час її ліквідації. Первинним елементом виявлення пожежі є пожежний сповіщувач, з певними технічними характеристиками та параметрами, який є не від’ємною складовою будь-якої системи автоматичної пожежної сигналізації та системи оповіщення. Пожежний сповіщувач залежно від призначення виявляє небезпечні фактори пожежі та здійснює інформування контрольно – приймального приладу, який в свою чергу передає сигнал на пульт цілодобового спостереження з подальшим повідомленням пожежно-рятувальних підрозділів та здійснює оповіщення людей про виникнення пожежі, що сприяє своєчасній евакуації людей з приміщень та можливості ліквідації пожежі на початковій стадії до прибуття пожежно- рятувальних підрозділів, а це суттєво зменшує матеріальні збитки. Належне функціонування автоматичних систем пожежної сигналізації, зокрема датчиків первинної інформації – пожежних сповіщувачів, визначення їхніх основних технічних характеристик та їх вдосконалення є невід’ємною складовою пожежної безпеки об’єктів різного призначення. Тому, метою роботи є вдосконалити визначення технічних характеристик пожежних сповіщувачів із терморезистивним елементом, які орієнтовані на їх реалізацію при об’єктових випробуваннях. Під час виконання досліджень використовувався комплексний метод, який побудований на аналізі та узагальненні відомих на сьогодні способів випробувань пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом, виявлення їх недоліків та розроблення методів їх покращення. Часові параметри теплових пожежних сповіщувачів пов’язані між собою. Відношення постійної часу пожежного сповіщувача до часу його спрацьовування може становити до 20 % при швидкості зміни температури навколишнього середовища 0,5 С0с-1. Для визначення часових параметрів пожежних сповіщувачів використовуються випробування, які розділюються на стаціонарні або автономні та оперативні або об’єктові. Недоліком стаціонарних випробувань за допомогою теплових камер є несиметричність розподілу повітряного потоку і температури, а недоліком таких випробувань за допомогою стандартних осередків горіння є те, що параметри теплового впливу на чутливий елемент пожежного сповіщувача не нормуються. Показано, що в першому випадку величина постійної часу пожежних сповіщувачів не визначається, а в другому випадку здійснюється лише контроль часу спрацьовування за допусковим критерієм. При проведенні об’єктових випробувань в основному здійснюється тепловий вплив на чутливий елемент пожежних сповіщувачів за допомогою невеликих теплових камер і метою таких випробувань є перевірка працездатності пожежних сповіщувачів без оцінювання їхніх часових параметрів. Показано, що тепловий вплив на чутливий елемент пожежних сповіщувачів може здійснюватись за допомогою як зовнішніх, так і внутрішніх джерел тепла. Другий варіант характерний для пожежних сповіщувачів із терморезистивним елементом і грунтується на використанні ефекту Джоуля- Ленца. У цьому випадку відкриваються нові можливості для підвищення ефективності системи експлуатації пожежних сповіщувачів такого типу. Теплові процеси в терморезистивному чутливому елементі пожежних сповіщувачів при протіканні через нього електричного струму описуються неоднорідним рівнянням математичної фізики із граничними умовами третього роду. Для вирішення такого диференційного рівняння використовується інтегральне перетворення Ханкеля. Із використанням формули зведення одержано загальний вираз для температури терморезистивного чутливого елемента пожежних сповіщувачів за умови протікання через нього електричного струму без обмежень на його параметри. Цей вираз представлено у вигляді ряду функцій Бесселя, який швидко сходиться і є основою для переходу до інших математичних моделей терморезистивного чутливого елемента. Із використанням інтегрального перетворення Лапласа одержано вираз для передаточної функції такого чутливого елемента і показано, що з похибкою, величина якої не перевищує 4,6 %, вона описується передаточною функцією аперіодичної ланки. Коефіцієнт передачі терморезистивного чутливого елемента пожежних сповіщувачів включає дві мультиплікативні складові, одна з яких є його постійною часу.