Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Modelʹ teplovogo sostoâniâ požarnogo v zaŝitnoj odežde

Bolibrukh B. V., Chmiel M., Mazur Yu.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

2016

Vol. 41, nr 1

37--46

Aim: The purpose of this study is to develop and verify a mathematical model, which identifies the thermal condition of a firefighter whilst wearing heat protective clothing at different temperature levels. The model is intended for predicting and analyzing the thermal condition of the body and determination of a firefighter’s maximum operating endurance. Introduction: The work of a firefighter is accompanied by considerable risk to health and life. Effects from heat and physical exertion often reach critical limits of human endurance. Similarly, materials used in protective clothing may become ineffective beyond certain parameters. Consequently, exposure beyond such parameters leads to overheating of the body and causes burns. In order to increase the firefighter’s operational safety, it is important to know endurance limits for specified operating conditions, within which a firefighter is expected to perform and not exceed such limits. The time constraint is dependent on a range of factors, such as: characteristics of heat protective clothing (amount, type of material used and thickness of layers), temperature, humidity, speed of airflow surrounding the clothing and work load. Methods: The simultaneous modelling of a firefighter’s body temperature and clothing intended to protect from the effects of heat, allows for an evaluation of many aspects relating to the work of a firefighter and factors which influence the thermal condition of his/her body. This kind of modelling facilitates the determination of a firefighter’s maximum performance duration in given circumstances and to develop a configuration of new clothing providing protection against the effect of heat. Simultaneously, it is possible to analyze comfort levels and parameter limits for human body temperatures, which on average range within 37,2-38°C. Additionally, modelling will enable a reduction in the number of expensive tests for textile content of protective clothing, performed for different environmental conditions and nature of work of a firefighter during operations. Results: Reported study results relating to temperature levels in spaces beneath layers of protective clothing for volunteers taking part in research, who performed physical exercises of varying intensity, were utilised to verify the proposed model. Body temperature test results, for volunteers attired in protective clothing and engaged in physical activity at room temperature of varying degrees, were very close to the results obtained from model calculations. Variations did not exceed 2°C. Conclusion: The study facilitated the development of a two dimension model revealing the heat exchange in protection clothing, taking into account thermal processes and thermoregulation mechanisms of the human body, at different physical exertion levels, including internal heat release, permeability of textiles, and heat dissipation through breathing and perspiration.

Wprowadzenie: Gaszenie pożarów wiąże się z dużym ryzykiem dla życia i zdrowia strażaków. Temperatura i obciążenie fizyczne, które oddziałują na strażaków osiągają często wartości krytyczne dla organizmu człowieka oraz materiałów, z których wykonane jest ubranie chroniące przed wpływem ciepła. Przekroczenie tych wartości doprowadza do przegrzania ciała lub poparzeń. Aby zwiększyć bezpieczeństwo pracy strażaków, należy znać granice czasowe, w jakich strażak może pracować w określonych warunkach podczas gaszenia pożaru i nie dopuszczać do ich przekroczenia. Maksymalny czas zależy od czynników takich jak: charakterystyka ubrania chroniącego przez oddziaływaniem ciepła (liczba, materiał i grubość warstw), temperatura, wilgotność i prędkość owiewu ubrania przez otaczające powietrze oraz poziom obciążenia. Cel: Celem artykułu jest opracowanie i weryfikacja modelu obliczeniowego stanu cieplnego ciała strażaka w ubraniu chroniącym przez oddziaływaniem ciepła w różnych warunkach termicznych. Model posłuży dla prognozowania i analizy stanu cieplnego oraz określenia maksymalnego/granicznego czasu pracy strażaka. Metody: Jednoczesne modelowanie stanu cieplnego ciała strażaka oraz ubrania chroniącego przed oddziaływaniem ciepła pozwoli na przeanalizowanie wielu warunków pracy strażaka, oraz czynników wpływających na stan cieplny jego organizmu. Tego rodzaju modelowanie pozwala określać maksymalną długość pracy strażaka w danych warunkach oraz opracować konfigurację nowego ubrania chroniącego przed oddziaływaniem ciepła. Jednocześnie można będzie analizować poziom komfortowych i granicznych temperatur ciała człowieka, które wynoszą średnio 37,2-38°С. Modelowanie pozwoli również ograniczyć liczbę drogich badań w warunkach rzeczywistych nad materiałami odzieży ochronnej, przeprowadzanych dla różnych warunków środowiskowych i charakteru pracy strażaka podczas gaszenia pożaru. Wyniki: Przedstawione wyniki badań eksperymentalnych stanu cieplnego w przestrzeni pod ubraniem ochotników uczestniczących w badaniach, wykonujących ćwiczenia fizyczne o zróżnicowanym natężeniu, zostały wykorzystane do zweryfikowania prezentowanego modelu. Wyniki uzyskane podczas eksperymentalnych pomiarów temperatury ciała ochotników ubranych w odzież ochronną i wykonujących prace w temperaturze pokojowej o różnym stopniu natężenia były bardzo zbliżone do wyników obliczeń modelowych. Różnice nie wynosiły więcej niż 2°С. Wnioski: Efektem prac jest opracowany dwumiarowy model wymiany ciepła w ubraniu ochronnym, uwzględniający procesy termiczne i mechanizmy termoregulacji przy różnych poziomach obciążenia fizycznego, w tym wewnętrzne wydzielanie ciepła, zmienną przepuszczalność tkanin, odprowadzanie ciepła przez wydzielanie potu i oddychanie.

Разработка и верификация расчетной модели теплового состояния теплозащитной одежды пожарного при различных видах испытаний

Bolibrukh B. V., Chmiel M.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

2015

Nr 2

53--61

Введение: Работа пожарного при тушении пожаров сопряжена с большим риском для жизни и здоровья. Тепловое воздей- ствие и физические нагрузки при этом часто граничат с предельными уровнями для человека и материалов теплозащитной одежды или превышают их. Так, материал теплозащитной одежды пожарного (ТЗОП) может перегреваться либо прожи- гаться, что может вызвать возникновение ожогов. Повышение температуры в подкостюмном пространстве может привести также к тепловому удару. Для увеличения безопасности работы крайне важно знать предельное безопасное время работы пожарного (ПВРП) в тех или иных условиях тушения пожаров и не допустить его превышения. Цель: Целью является разработка и верификация расчетных тепловых моделей теплозащитной одежды пожарного в раз- личных условиях тепловых испытаний для прогнозирования и анализа теплового состояния и определения предельного времени работы пожарного в такой теплозащитной одежде. Методы: Существует ряд методов и установок для экспериментальных исследований защитных свойств одежды, в которых испытываемый образец подвергается тепловой нагрузке от различных источников теплоты. Поскольку натурные испы- тания представляют собой достаточно сложную и дорогостоящую процедуру, то в настоящее время при проектировании теплозащитной одежды пожарных все больше используется метод моделирования теплового состояния теплозащитной одежды без или совместно с телом пожарного. Моделирование за счет своей оперативности дает возможность анализировать большее количество условий работы пожарного, а также факторов влияющих на тепловое состояние ТЗОП. Моделирование позволяет проводить многократные расчеты теплового состояния для различных материалов ТЗОП в поисках оптимального сочетания слоев материалов с наилучшими теплозащитными свойствами при наименьшем весе и цене. Результаты: Разработанные модели могут быть использованы для определения предельного времени работы пожарного, анализа степени влияния различных факторов на тепловое состояние теплозащитной одежды и пожарного, а также могут помочь при разработке новой теплозащитной одежды с применением других материалов. Выводы: Проведен анализ существующих работ по моделированию теплового состояния защитной одежды пожарного, который показал необходимость их усовершенствования для применения в различных условиях воздействия опасных факторов пожара. Разработана и по данным тепловых испытаний проверена расчетная модель теплового состояния трех- слойной теплозащитной одежды пожарного в условиях теплового испытания. Разработанная модель может быть применена для определении оптимальных параметров защитного костюма и определения предельного времени работы пожарного в различных условиях тушения пожаров.

Introduction: The work of a firefighter, during fire incidents, is fraught with significant health risks and potential for loss of life. Often, such work results in exposure to heat bordering on acceptable limits of endurance for humans and exceeding norms for materials used in the manufacture of thermal protective clothing. Materials used in the manufacture of protective clothing may overheat or catch fire and cause burns. An excessive temperature increase for humans may also cause heat stroke. In order to increase the safety of a firefighter, it is important to establish a safe working period, for specific operational conditions, and not permit for such limits to be exceeded. Aim: The purpose of this treatise is to develop and verify mathematical models dealing with thermal properties of firefighter’s protective clothing, for different tests conditions, with the view of predicting and analyzing thermal conditions as well as determining maximum operating periods for firefighters equipped with such clothing. Methods: There are a number of methods and experimental study approaches to determine the properties of protective clothing, in which test samples are exposed to heat from different sources. Because full-scale tests are quite complicated and expensive, consequently, at the design stage, an increasingly frequent use is made of thermal mathematical models with or without the participation of a firefighter. Modelling, because of its operability, allows for an analysis of a larger volume of working conditions as well as influences on the temperature of protective clothing. Modelling facilitates numerous thermal calculations for different materials used in manufacture of protective clothing with the purpose of identifying an optimal link between appropriate layers of materials used and best thermal protection whilst achieving the least weight for the garment and lowest production cost. Results: Developed mathematical models can be used to determine maximum operating periods for firefighters. They facilitate an analysis of the degree of influence, for a range of factors, on the physical condition of a firefighter as well as that of clothing which should protect from the effects of heat. Such models may also help in the development of new manufacturing technology with use of other materials. Conclusion: An analysis of accessible projects engaged with modelling of thermal protective clothing properties revealed the need to improve modelling methods so that an application may be found for different fire hazard conditions. Developed, in compliance with data for thermal studies, and tested the mathematical model for determining the thermal condition of a three layered protective garment in a thermal test environment. The developed model can be used to determine the optimum parameters for a protective suit and the maximum operating time for a firefighter in different operating circumstances.

Wprowadzenie: Praca strażaka podczas działań gaśniczych obciążona jest dużym ryzykiem dla jego życia i zdrowia. Często towarzyszą jej graniczne lub ponadnormowe wartości oddziaływania ciepła i obciążenia fizycznego przyjęte dla organizmu człowieka oraz materiałów odzieży chroniącej przed czynnikami termicznymi. Materiał, z którego wykonane jest ubranie, może ulec przegrzaniu lub zapalić się, powodując oparzenia. Wzrost temperatury pod ubraniem może również doprowadzić do udaru cieplnego. Aby zwiększyć bezpieczeństwo funkcjonariusza straży pożarnej, należy koniecznie określić bezpieczny limit jego czasu pracy dla określonych warunków działań gaśniczych i nie dopuścić do jego przekroczenia. Cel: Celem artykułu jest opracowanie i weryfikacja obliczeniowych modeli cieplnych ubrania strażackiego chroniącego przed czynnikami termicznymi dla różnych rodzajów badań termicznych w celu prognozowania i analizy warunków termicznych oraz określenia maksymalnego czasu pracy strażaka w ubraniu tego typu. Metody: Istnieje wiele metod i stanowisk eksperymentalno-badawczych do pomiaru właściwości ochronnych ubrań, w których badana próbka poddawana jest obciążeniu cieplnemu pochodzącemu z różnych źródeł ciepła. O ile badanie w pełnej skali wiąże się z dość skomplikowaną i kosztowną procedurą, w dzisiejszych czasach, przy projektowaniu ubrania chroniącego przed czynnikami termicznymi dla strażaków, coraz częściej wykorzystuje się metodę modelowania cieplnego ubrania bez lub z udziałem ciała strażaka. Modelowanie dzięki swojej operatywności pozwala analizować większą skalę warunków pracy strażaka, jak również czynników wpływających na temperaturę ubrania ochronnego. Modelowanie pozwala na przeprowadzanie wielokrotnych obliczeń stanu cieplnego różnych materiałów ubrania chroniącego przed czynnikami termicznymi, których celem jest znalezienie optymalnego połączenia odpowiednich warstw materiałów i najlepszych właściwości ochronnych przed ciepłem, przy zachowaniu jak najmniejszej wagi i ceny ubrania. Wyniki: Opracowane modele mogą być wykorzystane do określenia maksymalnego czasu pracy strażaka, analizy stopnia wpływu różnych czynników na stan cieplny strażaka oraz ubrania strażackiego chroniącego przed czynnikami termicznymi i strażaka, a także jako pomoc przy opracowywaniu nowej technologii wytwarzania ubrań tego typu przy wykorzystaniu innych materiałów. Wnioski: Przeprowadzona analiza dostępnych prac na temat modelowania stanu cieplnego ubrania ochronnego strażaka wykazała konieczność doskonalenia metod modelowania, aby znalazły zastosowanie w różnych warunkach oddziaływania niebezpiecznych czynników pożaru. Opracowano i, zgodnie z danymi na temat badań cieplnych, sprawdzono model obliczeniowy stanu cieplnego trójwarstwowego ubrania strażackiego chroniącego przed czynnikami termicznymi podczas badania termicznego. Opracowany model może być zastosowany do określenia optymalnych parametrów ubrania ochronnego i określenia maksymalnego czasu pracy strażaka w różnych warunkach prowadzonej akcji gaśniczej.