Расчет мобильных установок порошкового тушения

Расчет мобильных установок порошкового тушения производится в следующей последовательности.

Определяется расчетным путем объем емкости - V_Р для порошка:

V_p=G_П/ρ_п+V_c, (4.1)

где G_п - насыпная плотность порошка, кг;

ρ_п - масса огнетушащего порошка, кг;

Vс - объем свободного пространства - 10 %, м³

Масса порошка - G_п, вывозимого на ПА, определяется по формуле, аналогичной формуле:

G_п = k∙F_П∙J∙τ_p, (4.2)

где k - резервный запас порошка, принимается k=2;

F_П - площадь пожара, м²;

J - интенсивность подачи, кг(см²)^-1;

τ_p,- расчетное время тушения, с.

Расчет проводим исходя из максимальной предполагаемой площади пожара, равной для предполагаемых объектов тушения 70 м². Интенсивность подачи принимаем для спирта т.е. 0,3.

Тогда масса порошка определится как:

G_п = 2∙70∙0,3∙30 = 1260 кг

V_Р= 1,1∙1260/1100 = 1,26 м³

Расчет требуемого количества сжатого газа (воздуха) проведем по нижеследующей формуле:

G_газа = G_раб + G_тр. + G_пр., (4.3)

где G_раб. - масса газа, необходимая для создания рабочего давления, кг

G_тр. - масса газа для транспортирование порошка в зону горения, кг;

G_пр- масса газа, необходимая для продувки трубопроводов от оставшегося порошка, кг.

В свою очередь количество газа, необходимое для создания рабочего давления, определим по формуле:

G_раб = V_с∙ρ_Р, (4.4)

где ρ_Р - плотность газа в емкости при рабочем давлении Р_Р. и температуре Т_Р.

ρ_Р = Р_Р/(R∙Тр), (4.5)

где R - газовая постоянная, Дж (кг·К)^-1.

Количество газа, необходимое для транспортировки порошка в зону горения, определим по формуле:

G_тр. = q_п∙τ_тр./k_конц., (4.6)

где q_п - расход порошка (расчетный), кг·с^-1;

τ_тр. - продолжительность транспортирования порошка, с;

k_конц. - коэффициент концентрации газопорошковой смеси для состава марки ПСБ находится в пределах 10...25, (кг порошка / кг газа).

Количество газа, необходимое для продувки коммуникаций составляет:

G_пр = 0,2 ∙ G_раб. (4.7)

По потребному количеству газа определим необходимое для его хранения число баллонов - Z_Б:

Z_Б = G_газа / (V_Б∙ρ_Б), (4.8)

где V_Б – объём баллона, м³

ρ_Б – плотность газа в баллоне при давлении и температуре, кг·м^-3.

G_раб = 0,252∙0,5 = 0,125

ρ_p = 4,3∙10⁴/(287∙293) = 0,5

G_пр. = 0,2∙0,125 = 0,025

G_тр. = 30∙30/15 = 60

Z_Б = (0,125 + 60 + 0,025) / (0,05∙500) = 2,4

Согласно расчетам принимаем с некоторым запасом три баллона.

Окончательный вариант схемы порошковых коммуникаций для сменного модуля, работающего автономно, без отвлечения мощности двигателя базового шасси представлен на рисунке 4.2.

Комплектация модуля включает: три баллона со сжатым воздухом или инертным газом; две катушки с рукавами по 16 м; емкость, рассчитанную на 1,5 м³ и обеспечивающую вывоз 1300 кг порошка.

Таким образом, спроектированный модуль может обеспечивать подачу 30 кг·с^-1 порошка в течение 40...45 с, что достаточно для тушения проектной площади пожара.

Рисунок 4.2 – Схема порошковых коммуникаций сменного модуля

4.2 Разработка модуля газового тушения

Аналогично разработанному порошковому модулю может быть использован модуль газового тушения, предназначенный для тушения пожаров в закрытых объемах с большими материальными ценностями (музеи, банки, склады, архивы), в помещениях объектов спиртовой промышленности, а также в электроустановках и кабельных туннелях.

В целях снижения затрат при разработке модуля газового тушения целесообразно использовать стандартное оборудование. Одним из возможных вариантов может оказаться схема, представленная на рисунке 4.3. Модуль газового или углекислотного тушения содержит: 12 баллонов по 40 л, позволяющих транспортировать 300 кг жидкой двуокиси углерода (высшего и первого сортов по ГОСТ 8050-85), две катушки с возможностью подключения ломов пробойников или раструбов-распылителей с рукавом 25 м.

Рисунок 4.3 – Принципиальная схема углекислого тушения

4.3 Гидравлическая схема подъемного крана

Одной из особенностей разрабатываемой машины является укомплектованность ее грузоподъемные механизмом с гидроприводом. Принципиальная гидравлическая схема работы крана показана на рисунке 4.4. Кран имеет следующие характеристики: максимальный грузовой момент, кНм (т.м.) - 30 (3), вылет стрелы - 6 м, максимальная высота подъема груза - 6 м, угол поворота ± 120 град. Для обеспечения устойчивости АСА при работе подъемного крана машина снабжена управляемыми с помощью гидравлики двумя выдвижными опорами.

Рисунок 4.4 – Схема гидравлическая принципиальная

5 КОМПОНОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОГО

АВТОМОБИЛЯ

5.1 Разработка компоновочной схемы

Разработка компоновочной схемы пожарного автомобиля начинается с определения его собственной (снаряженной) массы без учета массы вывозимого оборудования (надстройки). С учетом коэффициента снаряженной массы, собственная масса снаряженного пожарного автомобиля - m_с определяется как:

, (5.1)

где m_н - номинальная грузоподъемность, кг (масса перевозимого груза, указанная в технической характеристике автомобиля);

q - коэффициент снаряженной массы.

m_с = 8000∙0,65 = 5200 кг.

АСА относится к специальным машинам и требует при определении массы шасси учитывать массу оперения пожарной надстройки. В связи с этим в расчеты вводится поправочный коэффициент (коэффициент надстройки):

m_с = 8000∙0,65∙1,3 = 6760 кг.

Полная масса ПА - m_А (кг) определяется как сумма следующих масс:

m_А = m_н + m_с + 80_z = m_н(1 + ч) + 80_z, (5.2)

где z - число мест в кабине (салоне) боевого расчета, включая водителя.

m_А = 8000 + 6760 + 80∙3 = 15000 кг.

При определении числа осей пожарного автомобиля прежде всего следует учесть единые международные нормы весовых ограничений для автотранспортных средств, обусловленные прочностью дорожных покрытий. Для пожарных автомобилей, относящихся к автомобилям группы Б, предназначенным для эксплуатации по всей сети дорог, допустимая нагрузка на одинарную неуправляемую ось должна быть не более 60 кН, на одинарную управляемую ось - 45 кН. Общее число осей определяем по нижеследующей формуле:

к =(G_А - к_уG_у) / G_ну + к_у, (5.3)

где G_А - полный вес автомобиля G_A = m_A∙g, Н;

g - ускорение свободного падения, м·c^-2;

к_у - число управляемых осей;

G_у - весовая нагрузка на управляемую ось, Н;

G_ну - допустимая весовая нагрузка на неуправляемую ось, Н.

k = (15000∙9,8 – 1∙45000) / 60000 + 1 ≈ 3.

Минимальное число осей – к_min определяется из условия возможности установившегося движения ПА с небольшой скоростью в заданных дорожных условиях по сцеплению:

к_min > G_A· (1-0,3 )/(G_НУ · ), (5.4)

где - максимальное значение коэффициента суммарного сопротивления дороги, для расчетов принимается 0,150;

- расчетный коэффициент сцепления, принимается равным 0,4.

К_min = 3 > 15000∙9,8∙0,150 (1 - 0,3∙0,4)/(60000∙0,4) = 0,8.

Колесная база - L является одним из наиболее важных параметров конструкции ПА. Ее значение определяется в соответствии с формулой:

L = G_н(l_к + Δ + 0,5·1_пл)/(G_н + G_о - G₁), (5.5)

где G_н - номинальный вес груза, Н;

l_К - расстояние от передней оси автомобиля до задней стенки кабины, мм;

Δ - зазор между задней стенкой кабины и кузовом Δ ≈ 100 мм;

l_пл ^- длина грузовой платформы, выбирается по прототипу или в зависимости от габаритов размещаемого оборудования, мм;

G_о, G₁ - весовая нагрузка на переднюю ось автомобиля без груза и с грузом, Н.

L = 8000∙9,8 (360 + 100 + 0,5 ∙ 5840) / (8000∙9,8 + 2700 - 3600) = 3340 мм.

Таким образом, определив основные параметры шасси, предлагаем следующую компоновочную схему пожарного автомобиля: полноприводное повышенной проходимости шасси 6x6, классическая компоновка, кабина над двигателем.

5.2 Определение координат центра масс и нагрузок по осям

Для выбранной компоновочной схемы шасси согласно рисунку 5.1:

G₂ + G₃ = 0,76∙15000 = 11400 => G₂ = G₃ = 5700 кг.

G₁ = G_A – (G₂ + G₃) = 15000 – 11400 = 3600 кг.

G₀ = 0,75∙G₁ = 0,75∙3600 = 2700 кг.

Координаты центра тяжести ПА (мм) определяем как:

Х_Gа = ∑(G_i∙х_i) / G_А; Y_Gа = ∑(G_i∙y_i); Z_Gя = (G_i∙z_i) / G_А, (5.6)

где х_Gа, у_Gа, z_Gа -координаты Центра тяжести ПА по осям Ох, Оу, Оz;

G_i; - вес отдельных элементов конструкции ПА, Н;

G_А- полный вес ПА, равный сумме G_i, Н;

x_i, y_i, z_i - координаты центров тяжести отдельных элементов конструкции ПА по осям Ох, Оу, Оz, мм.

Рисунок 5.1 – Схема весовых нагрузок шасси

а = х_Gа = ∑(G_i∙х_i)/ G_а = 2,57м.

h_g = z_Gа = ∑(G_i∙z_i)/ G_A = 1,29 м

Так как расстояние от передней оси автомобиля до центра масс по оси координат ОХ а = х_Gа, то a = 2,57 м. h_g = z_Gа = 1,29 м.

Полученные расчетным путем координаты центра масс проектируемого автомобиля показывают, что компоновка автомобиля осуществлена удачно, весовые нагрузки на отдельные оси соответствуют рекомендациям завода изготовителя шасси, так как около 74 % массы приводится на заднюю тележку и 26 % - на переднюю управляемую ось. Таким образом, принятая компоновка обеспечивает заданные параметры проходимости, управляемости, устойчивости и безопасности.

6 ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОГО АВТОМОБИЛЯ

Способность ПА в кратчайший срок прибывать к месту вызова оценивается главным образом его тягово-скоростными свойствами. Они предопределяют диапазон скоростей движения и предельные ускорения ПА, возможные на тяговом режиме по техническим характеристикам двигателя и сцеплению ведущих колес с дорогой в различных эксплуатационных условиях.

6.1 Выбор параметров тягового расчета

Для проведения тягового расчета необходимо выбрать типоразмер пневматических шин, относительную радиальную деформацию их профиля, механический КПД трансмиссии, коэффициент обтекаемости машины, коэффициент сопротивления движению и предварительно определить динамический и кинематический радиусы колеса, а также площадь Миделя.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: