DOI: https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.241120.148.710

До питання розроблення засобів контролю, випробування теплозахисних матеріалів для захисту працівників ДСНС України

V. A. Shalomov, Ye. E. Strezhekurov, S. Yu. Ragimov, V. I. Prikhodchenko

Анотація


Постановка проблеми. Наразі необхідне розроблення засобів контролю, випробування теплозахисних матеріалів, які використовуються для виготовлення засобів індивідуального захисту, як існуючих, так і на стадії створення нових. Теплозахисні матеріали для спеціального одягу повинні проходити випробування за номенклатурою показників якості. Ми розглянули найважливіші, пов'язані із впливом високоінтенсивного теплового випромінювання і високої температури. Результати. Запропоновано розв’язок наближеного значення області існування методу випробування. В основу методу покладено два способи. Попередній: у рамці затискається зразок для випробовування і поблизу його поверхні проводиться електрозварювання. Краплі розплавленого металу потрапляють на поверхню зразка і залишають сліди у вигляді пропалів, прилиплих частинок. Досліджуються глибина пропалу, ступінь липкості тощо. Нині застосовується більш прогресивний метод − метод розплавлення зварювального електрода з дуттям на поверхню випробуваного матеріалу. Однак обидва способи дозволяють отримати розпечені краплі різних розмірів, різної ваги, різного спрямування щодо досліджуваного матеріалу і неконтрольованої температури нагріву розпеченої краплі, що не дозволяє отримати високу достовірність результатів дослідження. Ми пропонуємо пристрій, який дозволяє контролювати розмір краплі, кінетичну енергію удару, напрямок польоту і температуру розпеченої частинки. Це визначило напрямок роботи зі створення методики дослідження цих параметрів і, як випливає звідси, потребу створення установки, яка забезпечувала б сталість таких параметрів як маса, швидкість польоту, температура і траєкторія польоту нагрітих частинок металу з можливістю контрольованої зміни цих параметрів. Для визначення області існування критеріїв дослідження пропонованим методом необхідно розв’язати задачу з такими припущеннями: форма краплі металу взята у вигляді ідеальної кулі; розмір краплі взятий як середньо-статистичний; крапля підвішена на нетеплопровідній тонкій нитці у повітрі; рух повітря виключено; теплопередача за рахунок теплопровідності виключена з розрахунку; в розрахунку не врахований процес окиснення поверхні розжареної краплі й утворення окалини; не враховано час кристалізації металу. Процес впливу розпеченої металевої кульки на досліджуваний матеріал умовно поділений на три етапи: нагрів кульки до заданої температури і її контроль; політ кульки в повітряному середовищі з її подальшим охолодженням; удар кульки об поверхню зразка з передачею кінетичної і теплової енергії. Крім того, необхідно контролювати силу і задавати напрямок удару частинки відносно випробуваного матеріалу. Розрахунок процесів теплопередачі – складна математична задача, що включає розв’язання багатьох систем нелінійних рівнянь. Із використанням певних припущень приймаємо два механізми теплопереносу − молекулярний і конвективний. Наукова новизна. Пропонується новий метод випробування теплозахисних матеріалів що дозволяє доповнити існуючі та отримати більш достовірні результати. Практична значимість. Розроблено установку для дослідження теплозахисних матеріалів на іскростійкість.



Ключові слова


теплове випромінювання; робочі місця; термічні процеси; датчик теплового потоку; номограма; моделювання

Повний текст:

PDF

Посилання


Аmetistov E.V. Osnovyi teorii teploobmena [Bases of theory of heat exchange]. Moscow : MEI, 2011, 242 р. (in Russian)

Zigel' R. and Khauehll Dzh. Teploobmen izlucheniem [Heat exchange by a radiation]. Moscow : Mir Publ., 2005, 934 р. (in Russian)

Ragimov S., Sobyna V., Vambol S., Vambol V., Feshchenko A., Zakora A., Strejekurov E. and Shalomov V. Physical modeling of changes in the energy impact on a worker taking into account high-temperature radiation. International Scientific Journal / Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. Vol. 91/1, 2018, pp. 27–33.

Belikov A.S., Ragimov S.Yu. and Shalomov V.A. Issledovanie termodinamicheskoy napryazhennosti na rabochih mestah pri vozdeystvii vyisokih temperatur [The study of thermodynamic tension in the workplace under the influence of high temperatures]. Dnipro : Litograf Publ., 2016, 163 p. (in Russian)

Makino Т., Kunitomo Т. and Sakai I. Thermal radiation properties of ceramic materials Heat Transfer − Japanese Research. 2014, vol. 13, no. 74, pp. 33–50.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


 Аметистов Е. В. Основы теории теплообмена. Москва : МЭИ, 2011. 242 с.


Зигель Р., Хауэлл Дж. Теплообмен излучением. Москва : Мир, 2005. 934 с.


Ragimov S., Sobyna V., Vambol S., Vambol V., Feshchenko A., Zakora A., Strejekurov E., Shalomov V. Physical modeling of changes in the energy impact on a worker taking into account high-temperature radiation.  International Scientific Journal. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. Vol. 91/1. 2018. Pp. 27–33.


Беликов А. С., Рагимов С. Ю., Шаломов В. А. и др. Исследование термодинамической напряженности на рабочих местах при воздействии высоких температур : монография. Днипро : Литограф, 2016. 163 с.


Makino Т., Kunitomo T., Sakai I. Thermal radiation properties of ceramic materials. Heat Transfer − Japanese Research. 2014. Vol. 13, № 74. Pp. 33–50.