Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Primenenie lazernyh i optovolokonnyh tehnologij dlâ povyšeniâ èffektivnosti raboty sovremennyh optiče

Ivanov Y. S., Lushchik A. P., Kitsak A. I.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2018

|

Vol. 49, iss. 1

86--92

EN

Objective: The aim of the study is to demonstrate the possibility of increasing the sensitivity, resistance to electromagnetic interference and response speed of point smoke detectors on the basis of using laser processing and fibre optics technology. Project and methods: In order to achieve the above goal an optical point smoke detector was designed and produced. The detector uses a laser radiation source and fibre-optic communication line with a radiation receiver. Results: The combined laser-based fire alarm device which includes two smoke detection methods (controlling the intensity of radiation scattered by smoke particles and passed through the smoke without scattering) and carbon monoxide detector are produced. The tests of the fire detector to determine its basic functional parameters and the performance of detecting the test fire sources in accordance with standard SТB 16.03-2009. The minimum threshold quantity of optical smoke density detected in the control channel of the intensity of scattered radiation is 0.05 dB/m. The minimum threshold quantity of optical smoke density detected in the control channel of the intensity of radiation passing through the smoke without scattering is about 0.9 dB/m for controlled optical length 25 mm. The minimum concentration of carbon monoxide detection by the CO gas detector is 40 ppm. The testing results of combined laser-based fire alarm device on the detection efficiency of the standardised fire source bear record to its hypersensitivity for different types of smoke and a higher speed of detection of fires in comparison with single-channel point smoke detector. The tests of the combined laser fire detector to determine the efficiency of the fire detection model point to its increased sensitivity to different types of smoke and fire detection speed in comparison with a conventional single-channel point smoke detector. Using fibre optics for recording radiation getting through smoke without dissipation showed us the possibility of developing a point smoke detector on the linear principle of smoke detection with signal processing at a distance from the controlled zone in a well-screened box, for instance, inside a fire alarm control panel. Obviously, the signaling device will be highly resistant to electromagnetic interference due to the reliable screening of the sensitive elements of the electronic signal processing system and the lack of wiring connected to the fire alarm control panel. Conclusions: The advanced functional characteristics of the fire alarm device are provided thanks to the application of a laser source with a high intensity and a low divergence of radiation. The unique properties of laser radiation in the sensor’s structure made it possible to apply a number of design and technical solutions which provided a substantial increase in the sensitivity and fire detection rate of the sensor compared to the currently used traditional LED smoke detectors.

PL

Cel: Celem pracy jest przedstawienie możliwości zwiększenia wrażliwości i odporności na interferencje elektromagnetyczne optycznych (punktowych) czujek dymu oraz poprawienia ich szybkości zadziałania poprzez zastosowanie technologii laserowych i światłowodowych. Projekt i metody: W celu osiągnięcia powyższego celu zaprojektowano i wyprodukowano optyczną punktową czujkę dymu wykorzystującą laserowe źródło promieniowania i połączenie światłowodowe z odbiornikiem promieniowania, a także przebadano jej charakterystyki użytkowe. Wyniki: Opracowano laserową czujkę dymu wykorzystującą dwie metody wykrywania dymu (kontrolę intensywności promieniowania rozproszonego cząsteczkami dymu oraz promieniowania przechodzącego przez dym bez rozproszenia) oraz czujnik tlenku węgla (CO). Przeprowadzono badania czujki mające na celu określenie jej podstawowych parametrów użytkowych oraz skuteczność wykrywania testowych źródeł pożaru zgodnie z normą STB 16.03-2009. Minimalna wartość progowa gęstości dymu wykrywana w komorze kontroli intensywności promieniowania rozproszonego wynosi 0,05 dB/m. Z kolei minimalna wartość progowa gęstości dymu w kanale kontroli intensywności promieniowania przechodzącego przez dym bez rozproszenia wynosi 0,9 dB/m przy kontrolowanej odległości 25 mm. Minimalne stężenie tlenku węgla, na które reaguje czujnik tlenku węgla to 40 ppm. Wyniki badań laserowej „łączonej” czujki pożarowej pod kątem skuteczności wykrywania przez nią testowych źródeł pożaru świadczą o jej zwiększonej wrażliwości na różne rodzaje dymu i szybszym wykrywaniu pożaru, w porównaniu ze standardową jednokanałową punktową czujką dymu. Zastosowanie światłowodów do rejestracji promieniowania przechodzącego przez dym bez rozproszenia wiązki pokazało, że możliwe jest opracowanie punktowej czujki dymu na jednej „liniowej” zasadzie wykrywania dymu i jednoczesne przetwarzanie sygnału w oddalonym od kontrolowanej strefy osłonionym bloku, na przykład wewnątrz centrali sygnalizacji pożarowej. Oczywiście, dzięki właściwej osłonie wrażliwych elementów układu elektronicznego przetwarzającego sygnał i rezygnacji z przewodów elektrycznych do połączeń z centralą, czujka tego typu będzie charakteryzowała się wysoką odpornością na zakłócenia elektromagnetyczne. Wnioski: Wysokie właściwości użytkowe czujki były możliwe do osiągnięcia dzięki zastosowaniu źródła laserowego o wysokiej intensywności i małej dywergencji promieniowania. Unikalne cechy promieniowania laserowego w konstrukcji czujki pozwoliły na zastosowanie wielu rozwiązań konstrukcyjnych i technicznych, które znacznie zwiększyły wrażliwość czujki i szybkość wykrycia pożaru w porównaniu z konwencjonalnymi diodowymi pożarowymi czujkami dymu.

2

Dinamika častic ognetušaŝego poroška na puti k očagu požara pri impulʹsnom sposobe podači ego v zonu goreniâ

Kitsak A. I.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2018

|

Vol. 49, iss. 1

76--85

EN

ABSTRACT Objective: Currently, the pulse-type dry chemical extinguishing system (DCES) is extensively used for extinguishing fires. These units generally consist of a control junction and powder extinguishing modules (PEM) filled with fire extinguishing powder and gas pumped into the module under the high pressure. Giving extinguishing powder from the PEM in the fire source is carried out when exposed to the heated air of the thermal column generating lift. The magnitude of this force depends on the power of fire and intensity of air change in the room. The efficiency of fire extinguishing with the DCES in these conditions will be determined not only by the powder extinguishing ability but also its dynamic characteristics when approaching the fire. In the design of pulse-type fire extinguishing systems using PEMs it should be considered that during testing PEMs the dynamics of the gas powder mixture released from the module is impacted by the air resistance and the lift of the heated gases from the thermal column from the fire source. Aim: The aim of this work is to determine the ratio of the unit weight of dry chemical extinguishing powder depending on the distance from the nozzle of the DCES for the defined pneumatic and loading characteristics of the system, disperse parameters of dry chemical powder and the fire power. Project and methods: To reach the aim of the study, a mathematical model approach was applied for the flow process the extinguishing substance from the DCES and its movement in open-air space towards the fire. Results: A mathematical model was developed to calculate the movement dynamics of the gas-powder mixture in an open-air space towards the fire source under specific performance parameters of the DCES and the power of the fire. A correlation for estimating the extinguishing powder particle velocity at different distances from the DCES nozzle during their movement towards the fire of a given power was obtained. An experimental study of the dynamics of the front of the powder mixture ejected from the pulse-type PEM was performed. The analysis of the results showed their satisfactory level of compliance with numerical calculations. Conclusions: The obtained results can be used for analyses of pulse-type PEMs with a goal of assessing the spatial and energy parameters of fires which can be extinguished using this method. The results can be used during the design of such installations in order to specify the pneumatic and load parameters of the module associated with the given technical characteristics of the extinguishing agent, the assumed power level of the fire source and the height of the PEM.

PL

Wprowadzenie: W obecnych czasach modułowe proszkowe instalacje gaśnicze typu impulsowego są powszechnie wykorzystywane do gaszenia pożarów. Instalacje te składają się zazwyczaj z modułów sterowania oraz modułów gaszenia proszkowego, które wypełnione są proszkiem gaśniczym i gazem pod wysokim ciśnieniem. Na proszek gaśniczy podawany z modułów gaszenia proszkowego do ogniska pożaru oddziałuje nagrzane powietrze komina termicznego, generujące siłę nośną. Wielkość tej siły zależy od mocy pożaru i intensywności wentylacji pomieszczenia. W takich warunkach efektywność gaszenia pożaru za pomocą instalacji proszkowej będzie zależna nie tylko od skuteczności gaśniczej proszku, lecz także od jego charakterystyk dynamicznych, podczas gdy przemieszcza się w stronę źródła pożaru. Przy projektowaniu modułowych proszkowych instalacji gaśniczych typu impulsowego, a także podczas badań modułów gaszenia proszkowego należy uwzględniać, że na dynamikę ruchu mieszaniny gazowo-proszkowej wyzwalanej z modułu wpływają oporność powietrza oraz siła nośna rozgrzanych gazów komina termicznego ze źródła pożaru. Cel: Celem pracy jest wyznaczenie zależności między prędkością jednostkowej masy proszku gaśniczego a lokalizacją otworu wylotowego modułu gaszenia proszkowego typu impulsowego w warunkach określonych charakterystyk pneumatycznych i obciążeniowych modułu, parametrów dyspersji proszku i mocy pożaru. Projekt i metody: Aby zrealizować wyznaczony cel, zastosowano metodę modelowania matematycznego ubytku środka gaśniczego po jego wyzwoleniu oraz jego ruchu w kierunku źródła pożaru w przestrzeni otwartej. Wyniki: Opracowano model matematyczny dynamiki ruchu mieszaniny gazowo-proszkowej, odbywającego się na przestrzeni otwartej w kierunku źródła pożaru oraz w określonych warunkach parametrów pracy modułów gaszenia proszkowego oraz energii pożaru. Otrzymano zależność do oceny prędkości cząsteczek proszku gaśniczego w różnych odległościach od otworu wylotowego modułu gaszenia proszkowego, podawanego w stronę pożaru o określonej mocy. Przeprowadzono badania eksperymentalne dynamiki przemieszczania się frontu gazowo-proszkowej mieszaniny wyrzucanej przez moduły gaszenia proszkowego typu impulsowego. Analiza otrzymanych wyników świadczy o zadowalającej zgodności z obliczeniami numerycznymi. Wnioski: Otrzymane wyniki mogą być wykorzystane przy przeprowadzaniu badań modułów gaszenia proszkowego typu impulsowego mających na celu ocenę parametrów przestrzennych i energetycznych pożarów, które mogą być nimi ugaszone. Rezultaty można wykorzystać również podczas projektowania tego rodzaju instalacji w celu określenia parametrów pneumatycznych i obciążeniowych modułu związanych ze znanymi technicznymi charakterystykami środka gaśniczego, zakładanych wartości mocy źródła pożaru i wysokości umieszczenia modułu gaszenia proszkowego.

3

Soveršenstvovanie normativnoj metodiki opredeleniâ inercionnogo intervala vremeni srabatyvaniâ orositelâ

Kitsak A. I.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2016

|

Vol. 42, nr 2

81--86

EN

Objective: The most important standard indicator which is determined during the sprinkler testing is the time of their reaction. This parameter is used to determine thermal sensitivity of the sprinkler triggering element and determines the speed of its activation. Analysis of modern standard methods for determining the parameters of sprinkler response time showed that the use of the heating mode of the heating sprinkler element when determining the factor of thermal conductivity does not provide the condition of stationary heat transfer for the heating elements, which is necessary to obtain correct results when evaluating this parameter. In the European standard EN 12259-1:1999 and international standard ISO/FDIS 6182 sprinkler reaction time is defined only at the direction of the heat flow perpendicular to an axis of the sprinkler thermal element. It is known that convective heat transfer occurs at the normal body component of the heat flow. Consequently, the heat transfer coefficient of thermal elements and sprinkler reaction time depend on the direction of the heat flow. The purpose of this article is the improvement of a standard technique of sprinkler reaction time by specifying the measurement procedure of the heat leakage factor from the sprinkler heat element towards the body of the sprinkler and including the dependence between sprinkler reaction time and the direction of airflows on the thermal element. Project and methods: In order to achieve the set objective, applied was a mathematical and experimental of method of modeling of processes of heating sprinkler thermal element using airflows of different temperatures and directions. Results: The theoretical analysis of the process of the heating sprinkler thermal element of heat flow with linearly time-varying temperature, was conducted. The conditions of heating, in which the relation used in the existing standards for the evaluation of thermal conductivity of factor C were determined. A significant increase in sprinkler reaction time under the influence of heat flow along the axis of its heating elements was experimentally determined. Conclusions: In order to increase the accuracy of evaluation of conductivity coefficient of the thermal element of the sprinkler, it is necessary to carry out heating of the sprinkler in the heating chamber in a constant manner using linearly varying temperature starting from the assembly temperature to the operational temperature. In order to properly classify sprinklers according to their response time, the evaluation of the indicator of the response time should be carried out also when heat is directed along the axis of the thermal element of the sprinkler, regardless of its type.

PL

Cel: Najważniejszym normatywnym parametrem, ocenianym podczas badań tryskaczy, jest ich czas zadziałania. Parametr ten służy do wyznaczania czułości termicznej elementu tryskacza oraz określenia szybkości jego zadziałania. Analiza obowiązujących metod normatywnych do określenia parametrów czasu zadziałania tryskaczy wykazała, że stosowana w nich technika nagrzewania elementu termoczułego podczas wyznaczania współczynnika przewodności cieplnej nie zapewnia całkowitego spełnienia restrykcyjnego warunku stacjonarności wymiany ciepła między elementem termoczułym, który jest niezbędny do uzyskania prawidłowych wyników w ocenie tego parametru. Europejski standard EN 12259-1:1999 i międzynarodowy standard ISO/FDIS 6182 opisują badanie wyznaczenia czasu zadziałania tryskaczy wyłącznie poprzez skierowanie strumienia nagrzanego powietrza w kierunku prostopadłym do osi elementu termoczułego tryskacza. Wiadomo, że przekazanie ciepła przez konwekcję zachodzi według normalnej składowej strumienia ciepła. Dlatego też współczynnik wymiany ciepła do elementu termoczułego i czas zadziałania tryskacza zależą od kierunku strumienia ciepła. Celem pracy jest udoskonalenie metody normatywnej do wyznaczania czasu zadziałania tryskacza poprzez doprecyzowanie procedury pomiaru współczynnika odpływu ciepła od elementu termoczułego w stronę korpusu tryskacza i uwzględnienia zależności między czasem zadziałania tryskacza a kierunkiem strumieni powietrza oddziałujących na element termoczuły. Projekt i metody: W celu realizacji postawionego celu wykorzystano metodę matematycznego i eksperymentalnego modelowania procesów nagrzewania elementu termoczułego tryskacza strumieniami powietrza o różnej temperaturze i kierunku. Wyniki: Przeprowadzono analizę teoretyczną procesu nagrzewania elementu termoczułego tryskacza podczas działania strumienia powietrza ze zmieniającą się temperaturą. Określono warunki nagrzewania, przy których otrzymuje się prawidłowy wynik zależności stosowanej w aktualnych normach w celu wyznaczenia współczynnika przewodności cieplnej C. W sposób eksperymentalny wykazano znaczne zwiększenie czasu zadziałania tryskacza przy oddziaływaniu ciepła wzdłuż osi jego elementu termoczułego. Wnioski: W celu zwiększenia dokładności oceny współczynnika przewodności C elementu termoczułego tryskacza nagrzewanie tryskacza należy przeprowadzać w komorze cieplnej w sposób stały, temperaturą zmieniającą się liniowo zaczynając od temperatury montażowej do temperatury zadziałania. W celu poprawnej klasyfikacji tryskaczy według czasu zadziałania ocenę wskaźnika czasu zadziałania RTI, należy przeprowadzać również przy działaniu ciepła wzdłuż osi elementu termoczułego tryskaczy, niezależnie od ich typu.

4

Povyšenie èffektivnosti raboty sovremennyh točečnyh optičeskih dymovyh izveŝatelej

Kitsak A. I., Lushchik A. P., Yesipovich D. L., Kaval'chuk I. V.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2014

|

Nr 4

125--130

EN

Aim: Optical point smoke detectors have a number of significant drawbacks. The foremost are: dependence on the sensitivity of average smoke particle size, of different smoke variety, detection of the smoke emission path, dispersed by given particles, and reaction lead time, determined by the speed of convective air flow and design characteristics of the smoke detector chamber. These drawbacks are absent in linear optical smoke detectors, where the reaction to a fire is determined by the control of flow intensity of transmitted rays (non-dispersed) from smoke emissions. The purpose of this research is to improve the optical design of laser smoke detectors by exploiting traditional fire detection methods (intensity level of rays dispersed by smoke particles), and techniques used by linear smoke detectors. Methods: The project aim is realized with the aid of mathematical techniques and experimental modeling of energy transfer processes, by recording light beam expansion in an optically disparate environment, using aerosol smoke. Results: A two-channel laser smoke detector model was produced and tested for effectives. The main focus of tests was on the sensor’s sensitivity threshold. Tests were conducted in a flow through smoke chamber, with transverse dimensions of 500-500 mm2. The optical smoke density in the channel was controlled by a smoke control block. Sawdust was applied to create smoke. The lowest average unit value of optical smoke density during tests revealed a stable deviation for measured signals in both channels of the sensor. During an absence of smoke the value was identified as 0.11 dB/m. The optical smoke density measurements in the testing chamber, for dispersed ray emissions of the test model, revealed a reading of 0.065 dB/m.. Conclusions: Sensitivity research results for the enhanced laser smoke detector confirmed the potential for improving reliability, by increasing the proportion of detected emissions dispersed at small angles. The special structure of the detector light beam allows for the creation of an effective algorithm used for processing of registered signals, thus improving the sensor’s resistance to noise interference.

PL

Cel: Punktowe optyczne czujki dymu, jak wiadomo, mają wiele istotnych wad. Główne z nich to: 1) zależność czułości od średnich rozmiarów cząsteczek różnorodnych dymów i kierunku rejestrowania promieniowania, rozproszonego przez dane cząsteczki; 2) zależność czasu reakcji od prędkości strumieni konwekcyjnych powietrza i właściwości konstrukcyjnych komory dymowej czujki. Wymienione niedoskonałości nie dotyczą liniowych optycznych czujek dymu, których reakcja na rozgorzenie pożaru polega na kontroli intensywności przechodzącego (nierozproszonego) przez dym promieniowania. Celem pracy jest udoskonalenie optycznego schematu laserowej punktowej czujki dymu, pozwalającego na jednoczesne zastosowanie tradycyjnej metody wykrywania pożaru charakterystycznej dla czujek tego typu (stopień intensywności promieniowania rozproszonego przez cząsteczki dymu) oraz metody stosowanej w liniowych czujkach dymu. Projekt i metody: Aby zrealizować ten cel, wykorzystano metodę matematycznego i eksperymentalnego modelowania procesu przenoszenia i rejestrowania wiązek świetlnych poprzez optycznie niejednorodne środowisko typu aerozol dymowy. Wyniki: Przygotowano model punktowej dwukanałowej laserowej czujki dymu, na którym przeprowadzono badanie jej skuteczności. Podstawową badaną cechą modelu czujki była jej czułość progowa. Badania prowadzono w dymowej komorze przepływowej o rozmiarach poprzecznych 500 x 500 mm2. Optyczna gęstość dymu w komorze była kontrolowana przez blok kontroli zadymienia. Do wytworzenia dymu zastosowano trociny. Najmniejsza średnia wartość jednostkowej optycznej gęstości dymu w komorze badawczej, przy której odnotowano stabilne odchylenie wartości sygnałów mierzonych w obu kanałach modelu czujki od ich średnich wartości przy braku dymu, wyniosła 0,11 dB/m. Przy tym optyczna gęstość dymu mierzona w kanale rejestrowania rozproszonego promieniowania modelu czujki wyniosła 0,065 dB/m. Wnioski: Wyniki badania czułości udoskonalonego modelu laserowej dymowej czujki świadczą o możliwości poprawienia jej niezawodności poprzez zwiększenie udziału rejestrowanego promieniowania rozproszonego na małe kąty. Specjalna struktura wiązki świetlnej w czujce pozwala na sformułowanie skutecznego algorytmu przetwarzania rejestrowanych sygnałów w celu poprawy odporności czujki na zakłócenia.