Введение к работе
Актуальность диссертации. Обеспечение сохранности материальных ресурсов в народном хозяйстве является одним из главных направлений в деятельности хозяйственных субъектов. Огромный урон сельскому хозяйству приносят пожары: гибнут люди, скот, уничтожается автотракторная техника и оборудование, урожай сельскохозяйственных культур, производственные и жилые строения. Для борьбы с этим стихийным бедствием используются подразделения Государственной противопожарной службы (ГПС), добровольные пожарные дружины (ДПД), ведомственные пожарные команды (ВПК) и проживающее население. Основными техническими средствами пожаротушения являются пожарные автомобили, которые на 90% укомплектованы газоструйными вакуумными аппаратами (ГВА), обеспечивающими забор воды из открытых водоисточников. При тушении пожаров в условиях низких температур окружающего воздуха минус 20 С и ниже во время забора воды из открытых водоисточников происходит замерзание воды в трубке, соединяющей ГВА и вакуум-кран центробежного насоса. Для разогрева перемерзшей трубки паяльными лампами, что запрещено наставлениями по технической эксплуатации, требуется 15...20 мин. С учетом значительных расстояний до сельских населенных пунктов и сельскохозяйственных объектов от места дислокации ДПД и ВПК, а также снежных заносов дорог в зимний период года, потеря такого количества времени при тушении пожара недопустима. Поэтому повышение надежности ГВА специальных автомобилей при работе в условиях низких температур является весьма актуальной задачей.
Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований Восточно-Сибирского института Министерства Внутренних Дел Российской Федерации (ВСИ МВД России) №7.2/48 «Исследование эффективности функционирования пожарного автомобиля в условиях низких температур и разработка комплекса мероприятий по ее повышению» и Иркутской Государственной Сельскохозяйственной академии (ИрГСХА) по разделу 1.3 темы №15К «Научное обеспечение эффективности эксплуатации техники аграрных товаропроизводителей».
Целью настоящей диссертационной работы является повышение надежности ГВА системы водозаполнения центробежного насоса специальных автомобилей в условиях низких температур за счет предотвращения замерзания воды в трубке, соединяющий ГВА и вакуум-кран насоса.
Объект исследования - ГВА системы водозаполнения центробежного насоса.
Предмет исследования - влияние низких температур окружающего воздуха на процесс охлаждения воды в трубке ГВА.
Методы исследования. Работа выполнена с применением комплекса экспериментальных и аналитических методов исследования, в том числе методов математического моделирования с использованием ЭВМ, математиче-
ской статистики, физического моделирования, а также экспериментальных методов.
Научная новизна диссертации.
1. Аналитическое решение дифференциального уравнения нестацио
нарной теплопроводности для цилиндрической системы координат примени
тельно к трубке ГВА.
-
Графическая интерпретация метода Биндера-Шмидта применительно к численному решению дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности.
-
Численное моделирование процесса охлаждения воды в трубке ГВА .методом конечных разностей.
-
Статистическая оценка влияния процесса перемерзання живого сечения трубки ГВА на надежность последнего,
Практическая значимость. На основании теоретических и экспериментальных исследований предложена конструкция электронагревательного устройства, позволяющая повысить надежность ГВА системы водозаполне-ния центробежных насосов. Предложенный способ предотвращения замерзания воды можно также использовать и для всасывающих систем водяных насосов сельскохозяйственных машин, используемых в нештатных ситуациях.
Результаты исследований и конструкция электронагревательного устройства могут быть применены в НИИ и конструкторских бюро заводов по выпуску пожарной техники, а также в учебном процессе при подготовке инженеров пожарной безопасности и профессиональных пожарных.
Реализация работы. Предложенная конструкция электронагревательного устройства, повышающая надежности ГВА системы водозаполнения центробежных насосов в зимний период эксплуатации, позволит получить экономический эффект в размере 24900 рублей в год.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на международной научно-практической конференции «Проблемы борьбы с преступностью в современных условиях» ИВШ МВД РФ г. Иркутск, 1995 г., на второй открытой межвузовской научно-практической конференции ИВШ МВД РФ «Проблемы деятельности правоохранительных органов и противопожарной службы» г. Иркутск, 1996 г., на первой Сибирской научно-практической конференции «Проблемы деятельности ГПС регионов Сибири и Дальнего Востока» ВСИ МВД РФ, г. Иркутск, 1998 г., на Региональной межвузовской научно-практической конференции «Перспективы совершенствования деятельности органов внутренних дел и государственной противопожарной службы», ВСИ МВД РФ, г. Иркутск, 1999 г., на Всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием «Взаимодействие общества и природы: история современности и проблемы безопасности», ИрГТУ, г. Иркутск, 1999 г., на научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Иркутской ГСХА 2000 г. Результаты исследований выставлялись также на смотре-конкурсе
НИРС в МИПБ МВД РФ г. Москва и на Российским смотре-конкурсе НИРС в Московском технологическом университете.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 работ общим объемом 3,8 условных печатных листа, подана заявка на изобретение.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Она изложена на 149 с. машинописного текста, включает 133 библ. наимен. 30 табл., 60 рис., 7 приложений.
