Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. Актуальные вопросы безопасности при формировании культуры безопасной жизни

1 n

Из полученных в результате расчета КПП выберем минимальное время. Рассчитаем необходимое время эвакуации людей из рассматриваемого помещения:

Решение задач в среде MathCAD на основе моделирования динамики опасных факторов пожара в помещениях подробно рассмотрены в работах [2-4].

Литература

1.Кошмаров, Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении [Текст]: учеб.пособие / Ю.А. Кошмаров. - М.: 2000. - 118 с.

2.Михневич, И.В.Исследование влияния теплового воздействия на прочностные характеристики бетона [Текст] / И.В. Михневич, С.Д. Николенко // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2017.- № 3(47). - С. 43-51.

3.Сазонова, С.А. Расчет коэффициента теплопотерь на начальной стадии пожара с применением информационных технологий [Текст] / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко // Моделирование систем и процессов. - 2016. - Т. 9. - № 4. - С.

63-68.

4.Сазонова, С.А. Численное решение задач в сфере пожарной безопасности [Текст] / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко // Моделирование систем и процессов. - 2016. - Т. 9. - № 4. - С. 68-71.

5.Николенко, С.Д. Автоматизация расчетов по интегральной математической модели времени эвакуации людей при пожаре [Текст] / С.Д. Николенко, С.А. Сазонова // Моделирование систем и процессов. - 2017. - Т. 10.- № 1. - С.

43-49.

«Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Россия

S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, E.M. Loktev

CALCULATION OF THE TIME FOR EVACUATION OF PEOPLE DURING

A FIRE USING NUMERICAL METHODS

In calculations, an integral mathematical model of the fire at the initial stage of the fire is applied. In the mathcad environment, the critical duration of the fire was calculated using an analytical mathematical model for rooms with a small number of areas. The calculation of the time necessary for the evacuation of people from the premises

"Voronezh state technical University", Voronezh, Russia

211

УДК 614.837.2

А. А. Мифтахутдинова, С. О. Столяров, Г. К. Ивахнюк

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ В УСЛОВИЯХ СТАБИЛИЗАЦИИ НАНОЖИДКОСТЕЙ НА ОСНОВЕ УГЛЕВОДОРОДОВ

Целью настоящего исследования было установление условий стабилизации углеродных наночастиц в жидкостях, для обеспечения условий безопасной транспортировки ЛВЖ, на примере этанола. Установлено, что при возрастании концентрации MWCNT в жидкости наблюдается снижение ее удельного сопротивления на 48%. При электрофизическом воздействии рост значений удельного электросопротивления жидкости замедляется, что связано с более медленным процессом агломераций наночастиц при электрофизическом воздействии

Хранение, перекачка и перевозка являются основными технологическими операциями при транспорте легковоспламеняющихся жидкостей (далее ЛВЖ). Наиболее вероятными последствиями возникновения аварийных ситуаций при транспорте ЛВЖ является образование горючей среды в результате испарения жидкости при разгерметизации аппаратов и трубопроводов, воспламенение парогазовой смеси от различных источников зажигания, в том числе – разрядов статического электричества (далее СЭ).

Одним из основных направлений обеспечения пожарной безопасности технологических процессов, связанных с обращением углеводородных жидкостей, является соблюдение условий взрывозащиты в условиях опасных проявлений статического электричества (СЭ), связанных с электризацией жидкостей.

Одними из способов снижения пожарной опасности процессов транспорта ЛВЖ является разработка технических и технологических решений по изменению теплофизических и электрофизических свойств жидкостей путем безреагентной модификации [1], либо депонированием в базовую жидкость углеродных наноструктур [2, 3].

К способам стабилизации наножидкостей можно отнести применение по- верхностно-активных веществ, химическую функционализацию наноматериалов (обработка наноматериалов химическими реагентами), в том числе содержащих многослойные углеродные нанотрубки, а также электростатическую стабилизацию [4].

В качестве объектов исследования были выбраны углеродные наноматериалы, содержащие MWCNT (l=10…20 мкм, d=10…30 нм), которые были получены методом каталитического пиролиза на установке «CVDomna» [6]. В качестве базовой жидкости использовался этанол (ГОСТ 18300-87).

Наножидкости получены путем диспергирования наноматериалов с MWСNT в базовой жидкости (с концентрацией 0,5 и 1,0 масс. %) при воздействии источника ультразвука с частотой 100 кГц в течение 1 часа при температуре 40 °С. В ходе экспериментов отдельные образцы наноматериалов подвергались электрофизическому воздействию [5] с параметрами переменного частот- но-модулированного потенциала 56 В, 50 Гц. Осаждение MWCNT в наножидкостях наблюдалось в течение 240 минут. Можно отметить, что в наножидко-

212

стях при воздействии ПЧМП наблюдается меньшее количество крупных агломераций наноматериала, что характеризует данные жидкости, как более стабильные.

Рис. 1. Наножидкости с MWCNT в наножидкости через 240 мин. после диспергирования: а) 0,5 масс.% немодифицированные; б) 0,5 масс.% при воздействии ПЧМП; в) 1,0 масс.% немодифицированные; г) 1,0 масс.% при воздействии ПЧМП

Исследование зависимости электропроводности наножидкостей от условий стабилизации в ней наночастиц − многослойных углеродных нанотрубок (далее MWCNT) проводилось в измерительной ячейке тераомметра Е6-13А [7]. Предварительно подготовленную наножидкость помещали в измерительную ячейку, где проводили изменение ее удельного электросопротивления каждые 30 мин в течение 4 часов. По результатам измерений можно сделать вывод, что при возрастании концентрации MWCNT в жидкости наблюдается снижение ее удельного сопротивления на 48%. С течением времени значение удельного сопротивления наножидкости возрастает и становится сходным с базовой жидкостью в течение 2 час, что обусловлено оседанием частиц в жидкости. В условиях воздействия переменного частотно-модулированного потенциала (далее ПЧМП) происходит более медленный (до 3 час) рост значений удельного электросопротивления жидкости, что связано с более медленным процессом агломерации наночастиц при электрофизическом воздействии. Можно сделать вывод, что решающим фактором стабилизации наножидкости является наличие одноименного электрического заряда на поверхности наночастиц, что снижает процесс их агломерации [5].

Рис. 2. Зависимость удельного сопротивления наножидкости на основе этанола от времени стабилизации MWCNT, в условиях электрофизического воздействия

213

Наножидкости с MWCNT, полученными в условиях электрофизического воздействия, характеризуются более высокой стабильностью и пониженной (до 50 %) электропроводностью. Процесс агломерации наночастиц, приводящий к увеличению удельного сопротивления наножидкости, происходит медленнее при воздействии ПЧМП и составляет порядка 3 часов.

Применение углеродных наночастиц в качестве присадок для снижения интенсивности испарения жидкостей в сочетании с электрофизическим воздействием позволяет снизить пожарную опасность процессов хранения и транспортировки легковоспламеняющихся жидкостей. Выявленные временные ограничения сохранения свойств наножидкостей с заданными эксплуатационными характеристиками позволят обосновать применение технологических решений по дополнительной стабилизации наночастиц при транспортировке ЛВЖ.

Литература

1.Гарифулин Р.Р., Зыков А.В., Симонова М.А., Иванов А.В. Оценка воздействия электрофизической обработки на физико-химические свойства нефтепродуктов // Ecology and development of society № 1 (7) 2013. — С. 29.

2.Иванов А.В., Ивахнюк Г.К.Применение электрофизического метода управления процессами парообразования легковоспламеняющихся жидкостей в условиях модификации углеродными нанокомпонентами // Вестник СанктПетербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России. — 2015. — № 3. — 9 с. URL: http://vestnik.igps.ru/wp-content/ uploads/V73/l.pdf (дата обращения: 28.04.2016).

3.Иванов А.В., Ивахнюк Г.К., Медведева Л.В. Методы управления свойствами углеводородных жидкостей в задачах обеспечения пожарной безопасности // Пожаровзрывобезопасность. — 2016. Т. 26, № 9. — С. 30-37. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.09.30-37.

4.Yu W., Xie H. A review on nanofluids: preparation, stability mechanisms, and applications //Journal of Nanomaterials. – 2012. – Т. 2012. – С. 1. DOI: 10.1155/2012/435873.

5.Патент РФ № 2479005. Способ и устройство управления физикохимическими процессами в веществе и на границе раздела фаз. [авторы: Ивахнюк Г.К. (RU), Матюхин В.Н. (RU), Клачков В.А. (RU), Шевченко А.О. (RU), Князев А.С. (RU), Ивахнюк К.Г. (RU), Иванов А.В. (RU), Родионов В.А. (RU), Опубликовано: 10.04.2013. Бюл. № 10 Федеральной службы по интеллектуальной собственности] URL: http://www.freepatent.ru/patents/2479005 (дата обращения: 10.06.2016).

6.Захарченко В.В., Крячко Н.И., Мажара Е.Ф., Севриков В.В., Гаврилен-

ко Н.Д. Электризация жидкостей и ее предотвращение. М., Химия, 1975. С. 128

7. Бобринецкий И.И. Технология производства углеродных нанотрубок методом каталитического пиролиза из газовой фазы этанола // Химическая технология. – 2007. – № 2. – С. 58–62.

214

Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России,г. Санкт-Петербург

A. A. Miftakhutdinova, S. O. Stolyarov, G. K. Ivakhnyuk

INVESTIGATION OF ELECTRICAL CONDUCTIVITY IN CONDITIONS OF STABILIZATION OF HYDROCARBON NANOFLUIDS

The purpose of this study was to establish the conditions for the stabilization of carbon nanoparticles in fluids, to ensure safe transport conditions of flammable liquids, for example ethanol. It was found that when the MWCNT concentration increases in the liquid, its resistivity decreases by 48%. In the case of electrophysical influence, the growth of the specific resistivity of the liquid slows down, which is associated with a slower process of nanoparticle agglomerations under electrophysical influence

St.-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia, St. Petersburg, Russia

УДК 614.849

Г. А. Сикорова, Ю. Д. Моторыгин, А. М. Конурбаев

СПОСОБ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЯ ПОСЛЕ ПОЖАРА

В работе предлагается для определения степени термического воздействия на стальные конструкции автомобиля после пожара использовать результаты совместного применения метода ультразвуковой дефектоскопии и измерения коэрцитивной силы. Такой подход позволит более эффективно выявлять зоны максимального термического повреждения холоднодеформированных стальных изделий при исследовании пожаров на транспорте

Конструкции из металлов и сплавов практически всегда присутствуют на месте пожара, кроме того, под воздействием тепла в них происходят существенные структурные превращения, приводящие к изменениям свойств, которые можно проследить с помощью линейки различных приборов, в том числе и портативных, позволяющих получать информацию на месте происшествия в реальном времени [1-3]. Большим изменением под воздействие высоких температур подвержены холоднодеформированные стальные изделия, к которым относятся крупные кузовные элементы автотранспорта. Сложность исследования таких объектов связана со сложной геометрией их поверхности, что затрудняет использование отдельных приборов. Например, при оценке степени теплового воздействия на стали используется изучение коэрцитивной силы, для правильной эксплуатации коэрцитиметра требуется плотное прилегание электродов. В случае деформированных поверхностей автомобиля это не всегда можно реализовать, что приводит к недостаточной достоверности получаемых результатов измерения. Для подтверждения получаемых данных необходимо комплексное применение нескольких приборов, что повысит правильность экспертных выводов. В составе комплексных методик уже опробовалось различное сочетание таких методов как магнитный анализ, вихретоковый анализ и исследование

215