Повышение эффективности системы водозаполнения насосных агрегатов пожарных автомобилей

• Автор: Синельникова, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 189 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Ы.Системы водозаполнения пожарных машин

1.2.0бзор конструкций и анализ работы насосов вакуумных систем

1.2.1. Общие положения

1.2.2.Системы с газоструйными вакуум-насосами

1.2.3. Системы с поршневыми вакуум-насосами

1.2.4. Системы с водокольцевыми вакуум-насосами

1.2.5. Системы с шиберными вакуум-насосами

1.3.Анализ конструкций вакуумных систем центробежных

насосов пожарных автомобилей

1.3.1. Общие положения

^ 1.3.2. Автоматические системы водозаполнения центробежных
пожарных насосов
1.3.3.Выбор типа вакуумной системы для пожарно-насосного
агрегата
1.4. Методы расчета и испытания насосов
1.4.1. Работа вакуумного насоса на сеть
1.4.2. .Расчет насосов. Теория подобия
1.4.3. Испытательные стенды
1.5. Задачи исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ И -г) ИСПЫТАНИЯ ВАКУУМНОЙ СИСТЕМЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ
НАСОСОВ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
2.1. Физическое моделирование вакуумной системы и всасывающей рукавной линии. Критерии подобия
2.1.1. Общие представления
2.1.2. Условия подобия движения жидкости по всасывающим рукавным линиям
2.1.3. Общие требования к моделям
2.1.4. Правила приближенного моделирования
2.2. Вакууметрическая высота всасывания пожарного насоса
2.3.Теоретический расчет вакуумной системы пожарно-насосного агрегата
2.3.1. Основные расчетные показатели
2.3.2. Пропускная способность элементов вакуумной системы
2.3.3. Определение характеристик и размеров элементов вакуумной системы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТЕНДЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Стенд для определения коэффициента гидравлического сопротивления всасывающей сетки
3.2. Стенды, методики испытаний и экспериментальные исследования макетных образцов

3.2.1. Экспериментальные исследования макетных образцов
3.2.2. Определение расходных характеристик макетных образцов вакуумного насоса
’’’ 3.2.3. Определение самовсасывающей способности вакуумных
насосов
3.2.4. Испытания системы автоматического отключения и включения
вакуумного насоса
3.3. Основные параметры вакуумной системы водозаполнения
пожарно-насосного агрегата
3.3.1. Оптимизация параметров насосно-рукавных линий
3.3.2. Расчет производительности вакуумной системы
3.3.3. Расчет геометрических размеров вакуум-насоса
3.3.4. Определение мощности, потребляемой вакуум-насосом
3.3.5. Расчет фрикционного привода вакуум-насоса
^ 3.4. Обобщение результатов экспериментальных исследований
3.4.1. Обработка результатов экспериментальных исследований основных параметров всасывающих насосно-рукавных линий
3.4.2. Оценка погрешности результатов определений
3.5. Стенд испытаний пожарных насосных агрегатов и
гидравлического оборудования
3.5. 1 Общие положения
3.5.2. Стенд СИ-2(189/4500) для испытания пожарно-технического оборудования
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ НАСОСНОГО АГРЕГАТА ^ С ВАКУУМНОЙ СИСТЕМОЙ ВОДОЗАПОЛНЕНИЯ
4.1. Схема, устройство и рабочие характеристики вакуумной
системы пожарно-насосного агрегата
4.2. Опытный образец автономной вакуумной системы водозаполнения
4.2.1. Схема и устройство автономной вакуумной системы водозаполнения
4.2.2. Результаты испытаний АВС
4.3. Насосные агрегаты нового поколения с автоматической вакуумной системой водозаполнения, вакуумный насос АВС-01Э
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
^ ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Технические характеристики испытательного стенда,
свидетельство об аттестации
Приложение 2. Программа и методика испытаний, протоколы
испытаний автоматической системы водозаполнения
Приложение 3. Результаты разработки и внедрения пожарнонасосных агрегатов с высокоэффективной системой водозаполнения,
акты внедрения
Приложение 4. Сертификаты изделий
На современном этапе развития России пожарная безопасность приобретает масштабы «национальной проблемы» /1/. По данным /2/ только в 2003 году в России ежедневно происходило более 600 пожаров, при которых погибало 60 человек и 41 получали травмы. В последнее время число жертв от пожаров неуклонно растет: в 2000г. погибло 14 тыс. человек; в 2001г. - 16 тыс. человек; в 2002 г. - 18 тыс., а за первое полугодие 2003 г. более 10 тыс. человек.
Для успешной борьбы с пожарами и их трагическими последствиями наряду с целым комплексом мер обеспечения пожарной безопасности необходимо решать задачу совершенствования пожарной техники, и в том числе - повышать эффективность работы пожарных автомобилей - автоцистерн и автонасосов - основных технических средств при ликвидации возникшего пожара, находящихся на вооружении пожарной охраны. Это обстоятельство подтверждается глубоким анализом состояния пожарной техники /3/.
Основной задачей насосных установок пожарных автомобилей (ПА) считается обеспечение требуемой подачи и напора воды и водных растворов пенообразователя, необходимых для эффективного тушения пожара. Отечественные ПА комплектуются в основном центробежным насосом ПН-40, выпускаемым с семидесятых годов ОАО «Ливенский машиностроительный завод». Кроме этого, отечественные ПА не оборудованы автоматическими системами водозаполнения. Используемые в пожарной технике центробежные насосы могут начать подачу воды в пожарные рукава только после предварительного заполнения водой их рабочей полости и всасывающей линии. Вместе с тем в нашей стране более чем на 30% всех пожаров подача воды ПА производится из открытого водоисточника. Заливка и пуск насоса ПА, определяющие во многом время подачи воды на пожаротушение, не автоматизированы и слагаются в общей сложности из
ния. Для этого необходимо сформулировать правила совместного моделирования насосов и сети.
Преимущества физического моделирования как метода исследования отмечается в работах /77,84/. Этот метод основан на теории подобия и физического моделирования, разработанных отечественными и зарубежными учеными. По существу теория подобия является научной основой постановки эксперимента. Она формулирует правила, позволяющие результаты исследования, полученные в одних условиях, переносить на другие и распространять на всю область аналогичных явлений и объектов.
Впервые в изучении процессов гидродинамики и теплопереноса теория подобия была применена М.В. Кирпичевым, еще в 1930 году сформулировавшим основную теорему подобия /89/. В настоящее время этот метод широко применяется в области исследования гидродинамических процессов. Однако использование наработанных методик физического моделирования без их глубокого анализа может привести к некорректным результатам. Такое положение объясняется тем, что на практике используются приближенные методы, допускающие в зависимости от конкретно поставленной задачи пренебрежение отдельными сторонами явления или осреднение определенных параметров. Причем «методы подобия и моделирования нацелены именно на выделение из сложной системы того, что является важным при изучении (в данной конкретной постановке задачи) ее свойств» /90/. Этим и объясняется различие методов моделирования, встречающихся в публикациях, даже если они относятся к одному классу исследуемых явлений.
Согласно теории подобия два физических явления считаются подобными, если в сходственных точках реального объекта (натуры) и модели в сходственные моменты времени величины, характеризующие состояние системы в натуре, пропорциональны соответствующим величинам модели. Такое физическое состояние двух систем осуществимо, когда подобны условия однозначности натуры и модели, а одноименные определяющие