автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Повышение эффективности системы водозаполнения насосных агрегатов пожарных автомобилей

На правах рукописи

СИНЕЛЬНИКОВА Елена Анатольевна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ВОДОЗАПОЛНЕНИЯ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Специальность 05 26 03 «Пожарная и промышленная безопасность» (технические науки, отрасль «Машиностроение»)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

(Ш>613

На правах рукописи

СИНЕЛЬНИКОВА Елена Анатольевна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ВОДОЗАПОЛНЕНИЯ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Специальность 05.26.03 «Пожарная и промышленная безопасность» (технические науки, отрасль «Машиностроение»)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

21УШУ

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении «Всероссийский ордена «Знак почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны» МЧС России (ФГУ ВНИИПО МЧС России)

Научный руководитель' доктор технических наук,

профессор Николаев В.М

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Мишуев А.В

кандидат технических наук, с.н.с. Ульянов Н И.

Ведущая организация' Московский государственный технический университет им. Баумана

Защита диссертации состоится «20» мая 2004 года в «10» час «00» мин. на заседании диссертационного совета ДС 205.003.01 при ФГУ ВНИИПО МЧС России по адресу: 143903, Московская обл, Балашихинский р-н, п. ВНИИПО, д. 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ ВНИИПО МЧС России.

Автореферат разослан «19» апреля 2004 г Исх. №

Отзыв на реферат с заверенной подписью и печатью просим направлять в ФГУ ВНИИПО МЧС России по указанному адресу.

Телефон для справок: (095) 521-29-00

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

Е.Ю Сушкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. На современном этапе развития России пожарная безопасность по словам заместителя министра МЧС России генерал-полковника внутренней службы Е.А. Серебренникова приобретает масштабы «национальной проблемы»1. Только в 2003 году в России ежедневно происходило более 600 пожаров, при которых погибало 60 человек и 41 получали травмы. В последнее время число жертв от пожаров неуклонно растет: в 2000г. погибло 14 тыс. человек; в 2001г. - 16 тыс. человек; в 2002 г. - 18 тыс., а за первое полугодие 2003г. более 10 тыс. человек.

Для успешной борьбы с пожарами и их трагическими последствиями наряду с целым комплексом мер обеспечения пожарной безопасности необходимо решать задачу совершенствования пожарной техники, и в том числе - повышать эффективность работы пожарных автомобилей -автоцистерн и автонасосов - основных технических средств при ликвидации возникшего пожара, находящихся на вооружении пожарной охраны.

Это обстоятельство подтверждается глубоким анализом состояния пожарной техники, проведенным проф. А.К. Микеевым .

Основной задачей насосных установок пожарных автомобилей (ПА) считается обеспечение требуемой подачи и напора воды и водных растворов пенообразователя, необходимых для эффективного тушения пожара. Отечественные ПА комплектуются в основном центробежным насосом ПН-40, выпускаемым с семидесятых годов ОАО «Ливенский машиностроительный завод». Кроме этого, отечественные ПА не оборудованы автоматическими системами водозаполнения. Используемые в пожарной технике центробежные насосы могут начать подачу воды в т^ойсарные, рукава только после предварительного заполнения водой их рабочей полости и всасывающей линии. Вместе с тем в нашей стране более чем на 30% всех пожаров подача воды ПА производится из открытого водоисточника. Заливка и пуск насоса ПА, определяющие во многом время подачи воды на пожаротушение, не автоматизированы и слагаются в общей сложности из 11 операций. Это требует высокой тренированности обслуживающего персонала и не исключает ошибок, приводящих к задержке начала подачи воды или к срыву водяного столба на всасывающей линии и прекращению подачи воды на пожаротушение.

1 Серебренников Е.А. Состояние пожарной безопасности на территории РФ, задачи по обеспечению пожарной безопасности Московской области// Пожарная безопасность Московской области- Материалы научно-практической конференции. -М.: Гротек, 2000. -с.25-28.

•• Микеев А.К. Некоторые результаты анализа и оценки пожарной техники// Пожаровзрывобезопасность, №2, 1994 г. -М.: Ассоциация «Пожнаука», 1994. -с.44-52.

В этой связи в последнее время перед отечественными учеными, конструкторами, производителями была поставлена задача создания насосных агрегатов нового поколения, удовлетворяющих современным требованиям по расходно-напорным характеристикам и оборудованных высокоэффективной системой водозаполнения.

В нашей стране разработка высокоэффективных насосных агрегатов началась с середины 90-х годов. Значительный вклад в решение данной проблемы внесли Кузнецов Л.М., Варганов В.А., Майоров В.Е. и другие исследователи. Головной организацией по созданию насосов нового поколения стал Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны (ФГУ ВНИИПО). За этот период институтом совместно с ЗАО «Пожгидравлика» (г. Миасс, Челябинской области) и при непосредственном участии автора была разработана серия насосов типа НЦП (нормального давления, высоконапорных и комбинированных). Однако для создания пожарно-насосного агрегата, соответствующего современным требованиям, пожарные насосы должны быть оборудованы высокоэффективной автоматизированной вакуумной системой водозаполнения.

В связи с этим целью работы является:

- создание и использование общего методологического подхода к исследованию гидродинамических параметров пожарных насосов и систем водозаполнения, основанного на физических аналогиях и теории подобия, позволяющего получать параметры реальных насосно-рукавных систем на физических моделях различного масштаба;

- разработка и внедрение на пожарных автомобилях отечественных пожарно-насосных агрегатов с высокоэффективной системой водозаполнения.

Научная новизна. Впервые разработана методика физического моделирования насосно-рукавных систем, позволяющая на разномасштабных моделях получать реальные характеристики пожарных насосов, работающих совместно с всасывающими рукавными линиями. Получены конкретные значения отдельных параметров насосно-рукавных линий в широком диапазоне изменения расхода и числа оборотов вала насоса. Экспериментально установлены взаимосвязи гидродинамических характеристик насосно-рукавной системы водозаполнения и центробежного насоса при совместной работе; проведена оптимизация параметров всасывающих систем при работе с центробежными насосами ПА. Экспериментальные напорно-расходные зависимости обработаны в критериальном виде.

Разработана конструкция вакуумной системы водозаполнения и созданы макетные образы насосного агрегата, с помощью которых определены расходно-напорные характеристики насосных агрегатов ПА, оборудованных автоматической системой водозаполнения.

Практическая значимость работы. Результаты работы легли в основу создания насосных агрегатов с автоматической вакуумной системой водозаполнения, а также автономной вакуумной системы водозаполнения (ABC).

По результатам исследований разработаны конструкции изделий и технические условия, на основании которых серийно выпускаются пожарно-насосные агрегаты НЦПВ 20/200, НЦПН-40/100, НЦПН-70/100, НЦПН-100/100, НЦПК 40/100-4/400 с автоматической вакуумной системой водозаполнения и автономная вакуумная система ABC. Названные агрегаты сертифицированы в системы ССГТБ.

Налажен серийный выпуск изделий и к настоящему моменту выпущено более 300 насосных агрегатов и 470 шт. ABC, которыми оборудуется мобильная пожарная техника на территории России.

Результаты работы использовались при разработке ряда нормативно-технической документации: ГОСТ Р «Техника пожарная. Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний»; НПБ 176-98 «Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний» - ГУГПС МВД России, ФГУ ВНИИПО МВД России; НПБ 315-2002 «Мотопомпы пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний»; НПБ 306-2002 Сетки всасывающие. Общие технические требования. Методы испытаний» -ГУГПС МЧС России, ФГУ ВНИИПО МЧС России.

Публикации. По теме диссертации имеется 17 публикаций.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались: на XII Всероссийской научно-практической конференции ВНИИПО МВД России «Научно-техническое обеспечение противопожарных и аварийно-спасательных работ» (г. Москва, 1993 г.), на XIII Всероссийской научно-практической конференции ВНИИПО МВД России «Пожарная безопасность 95» (г. Москва, 1995 г.), на XIV Всероссийской научно-практической конференции ВНИИПО МВД России «Пожарная безопасность - история, состояние, перспективы» (г. Москва, 1997 г.), на научно-практической конференции МИПБ МВД России, УГПС ГУВД г. Москвы, УЖКХ и благоустройства г. Москвы, Префектуры СевероВосточного административного округа г. Москвы «Противопожарная защита жилого комплекса города Москвы» (г. Москва, 1998 г.), на отраслевой научно-практической конференции ГУГПС МВД России, МИПБ МВД России, ВНИИПО МВД России «Современные проблемы тушения пожаров» (г. Москва, 1999 г.), на XV научно-практической

конференции ВНИИПО МВД России «Проблемы горения и тушения пожаров на рубеже веков» (г. Москва, 1999 г.), на XVI научно-практической конференции ВНИИПО МВД России «Крупные пожары: предупреждение и тушение» (г. Москва, 2001 г.), на международной научно-практической конференции ФГУ ВНИИПО МЧС России «Снижение риска гибели людей при пожарах» (г. Москва, 2003 г.).

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 158 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Список использованной литературы включает 113 наименований. Общий объем работы, включая рисунков и таблиц, составляет страниц.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Разработка и использование методологического подхода к исследованию гидродинамических параметров пожарных насосов и систем водозаполнения, основанного на физических аналогиях и теории подобия, позволяющего получать параметры реальных насосно-рукавных систем на физических моделях различного масштаба.

2. Результаты экспериментальных исследований по определению параметров и их взаимосвязи при совместной работе всасывающих насосно-рукавных линий и центробежных насосов пожарных автомобилей (ПА).

3. Результаты оптимизации параметров всасывающих систем насосов ПА.

4. Результаты разработки и внедрения пожарно-насосных агрегатов с высокоэффективной системой водозаполнения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется цель работы и основной подход к решению поставленных задач, излагаются основные задачи, решаемые в ходе выполнения работы, научная новизна и практическая значимость

Глава 1. Рассмотрены известные в отечественной и зарубежной практике системы водозаполнения центробежных насосов ПА, приведена их классификация.

Анализ модификаций систем водозаполнения показал, что центробежные насосы пожарных автомобилей целесообразно оборудовать вакуумными насосами, позволяющими обеспечивать подачу воды во всасывающую руганную линию насосно-рукавных систем и рабочий орган насоса не только с заданными параметрами, но позволяющими автоматизировать этот процесс. Наибольшую простоту и надежность применительно к автономным вакуумным системам обеспечивает гидравлическое управление, в котором в качестве источника энергии используется давление в напорной полости центробежного насоса.

Из проведенного обзора и анализа конструкций вакуумных систем современных ПА, а также способов управления сделан вывод о том, что в качестве основного направления работ по созданию автономного пожарно-насосного агрегата с автоматической системой водозаполнения целесообразно принять:

тип вакуумной системы - автономная (полностью монтируемая на пожарном насосе);

тип вакуумного насоса - шиберный (пластинчатый);

источник энергии для управления системой - давление воды в напорной полости центробежного насоса.

При расчете подачи вакуумных насосов пользовались эмпирическими зависимостями, полученными отечественными учеными С.С. Рудневым, Ю.В. Прокофьевым, В.М. Черкасским и др. В работе показано, что теоретические расчеты дают приближенные результаты, так как не учитывают многих реальных условий, например, неплотность, негерметичность системы, гидравлические и объемные потери в насосе и т.д. Поэтому в настоящее время для получения достоверных действительных показателей подачи и напора применяются лабораторные исследования. Причем при разработке насосов определение расходно-напорных характеристик проводится на макетных образцах, по своим характеристикам, подобных прототипу. В этом случае при проведении экспериментальных работ используется теория подобия и физического моделирования.

Анализ литературных источников показал, что при проведении модельных экспериментов в подобии выполняются макеты насосов, однако требований к моделированию насосно-рукавных линий не предъявляется. В частности, не выполняются правила подобия для всасывающих систем. Несмотря на большое количество работ, посвященных моделированию гидродинамики потоков в трубах, каналах и т.д., ни в одном исследовании не рассматривается одновременное обеспечение подобия конструктивных элементов насоса и его всасывающей линии. При разработке вакуумной системы водозаполнения насосного агрегата, работающей на конкретную всасывающую линию, обеспечение подобия последней позволит получить характеристики насоса, соответствующие реальным условиям эксплуатации. Несоблюдение одновременного подобия этих двух элементов сети приводят к ошибочным значениям характеристик насосов, работающих на конкретную гидравлическую сеть.

В этой же главе рассмотрены конструкции испытательных стендов для определения рабочих характеристик пожарных насосов. Было установлено, что для проведения испытаний насосного агрегата, состоящего из двух типов насосов (собственно центробежного насоса и шиберного насоса ABC) необходимо разработать универсальный испытательный стенд, позволяющий получать основные характеристики двух типов насосов. Находящийся во ВНИИПО стенд, созданный в середине 60-х годов, предназначен для испытаний находящихся на вооружении противопожарной службы низконапорных насосов, не оборудованных системой водозаполнения. Стенд морально устарел и не обеспечивает возможность определения расходно-напорных характеристик насосных агрегатов нового поколения.

С учетом вышеизложенного сформулирована цель работы и поставлены задачи, решение которых необходимо для ее выполнения:

1. Разработать методику физического моделирования всасывающих насосно-рукавных линий при совместной работе с насосами ПА.

2. Определить требуемые расходно-напорные характеристики системы водозаполнения, разработать конструкцию автономной вакуумной системы для пожарного насосного агрегата и создать макетные образцы.

3. Провести экспериментальные исследования гидродинамических параметров всасывающих насосно-рукавных линий, определить их конкретные значения (в том числе вакуумметрическую высоту всасывания насосов и значения местных сопротивлений).

4. Определить оптимальные параметры всасывающих насосно-рукавных линий.

5. Обобщить результаты экспериментальных исследований в критериальном виде.

6. Разработать натурный испытательный стенд и определить реальные расходно-напорные характеристики насосного агрегата с автоматической вакуумной системой водозаполнения; определить необходимые функциональные зависимости его параметров.

7. Провести испытания насосного агрегата с автоматической вакуумной системой водозаполнения и автономной вакуумной системы (ABC) в реальных условиях эксплуатации, обобщить полученные экспериментальные данные.

Глава 2. Определены условия подобия движения по всасывающим рукавным линиям, сформулированы требования к моделям насосно-рукавных систем, произведен предварительный теоретический расчет параметров вакуумных насосов шиберного типа для центробежных насосов ПА.

Для получения действительной картины совместной работы насоса и всасывающей системы необходимо при проведении экспериментов соблюдать правила физического моделирования. Для этого была разработана методика и сформулированы правила совместного моделирования параметров насосов и сети.

Согласно теории подобия два физических явления считаются подобными, если в сходственных точках реального объекта (натуры) и модели в сходственные моменты времени величины, характеризующие состояние системы в натурных условиях, пропорциональны соответствующим величинам модели. Такое физическое состояние двух систем осуществимо, когда подобны условия однозначности натуры и модели, а одноименные определяющие критерии подобия, составленные из параметров, включенных в условия однозначности, численно равны.

Течение по трубопроводам описывается дифференциальными уравнениями движения, которые для турбулентных потоков вязкой несжимаемой жидкости могут быть представлены в традиционной форме и в общем виде. При этом для определения критериев подобия достаточно рассмотреть одну проекцию действующих сил, например на ось ОХ.

Уравнение движения Навье-Стокса, выражающее равновесие сил, действующих в единице объема, в безразмерном виде имеет вид:

и и и и

д— д— д— д—

I Щ и Щ V Щ И» ио

............+............+............+ -..........=

1вио I Щ X ио у Щ 2

д— д— 3— д—

к I II

р и и и

а- а2— а2— а2—

£/ Ро р Ро Ро Ро Ц ^ Щ щ "" ] +

ио2 ро ио2 ро X ро1ио Р Но X у 2

¿>~- д (---)' ¿) (---)- е(--)2

« V И"

з— д— д— 1 д щ щ Щ

+------(.-----+-------+-----)}, (1)

3 X X У 2

0— 0... е— а— 11 II

где: р - плотность жидкости; и, V, м> - скорость в направлении осей х, у, 2 соответственно; Г - время; g - ускорение силы тяжести; р - давление; р - вязкость жидкости; I - характерный линейный размер; индексом «о» обозначены постоянные значения соответствующих параметров.

Анализ уравнения (1) с привлечением методов теории подобия показал, что при моделировании потоков в автомодельной по числу Яе турбулентной области необходимо выполнить подобие критериев гидродинамической гомохронности Но, Фруда Рг и Эйлера Ей

1 £/ Ар

Но =-----, ^ =-----, Ей =--------, (2)

ти и2 рг?

где 1 - линейный параметр, м.

Связи между множителями преобразования, полученные из условия равенства определяющих критериев подобия, устанавливаются из соотношения масштабных преобразователей М

М.1 М/, М&р

---------=/,..... -/,----------/ (3)

М, Ми Л/„ м„ ми

Полученные выражения позволяют рассчитать все параметры модели, необходимые при исследовании процессов гидродинамики насосно-рукавных систем

Исходя из проведенных исследований, подобие при моделировании достигается выполнением следующих условий:

1. В моделях обеспечивается автомодельный турбулентный режим движения.

2. Модели насосов и всасывающих рукавных линий выполняются в геометрическом подобии.

3. В общем случае подобие движения обеспечивается равенством определяющих критериев гидродинамической гомохронности Но, Фруда /*>, Эйлера Ей.

Выполнение указанных условий позволит производить исследование параметров насосов на их моделях с учетом подобия насосно-рукавных систем.

Параметры макетного образца вакуумной системы центробежных насосов пожарных автомобилей определялись предварительно расчетным методом.

На рис. 1 приведена условная схема вакуумной системы с определяемыми параметрами.

1 2 3

Рис. 1. Схема вакуумной системы

1 - камера разрежения; 2 - вакуум-провод; 3 - вакуумный насос.

& - скорость откачки камеры; Л'„ - производительность вакуумного насоса; и - проводимость вакуум-провода, />», рн - абсолютное давление на концах вакуум-провода; V,, У,„ - объем камеры разрежение и объем вакуум-провода.

Исходными данными для расчетов явились величина максимальной геометрической высоты всасывания и требования к скорости заполнения центробежного насоса водой, изложенные в имеющихся нормативных документах.

Глава 3. Представлены экспериментальные установки для испытаний пожарно-технического оборудования; представлены результаты испытаний макетных образцов насосов, оборудованных вакуумной системой водозаполнения; проведен анализ результатов исследований.

Важным показателем при проектировании вакуумных систем центробежных насосов ПА считается вакууметрическая высота всасывания. Для ее установления необходимо иметь сведения о коэффициенте гидравлического трения и местного сопротивления всасывающих рукавных линий.

Определение коэффициентов сопротивления всасывающих сеток проводилось на специальном стенде (рис. 2).

Рис 2. Схема стенда для определения коэффициента гидравлического сопротивления всасывающей сетки

I - испытуемое изделие; 2 - бак (4 м3); 3 - манометр; 4 - кран; 5 - демпфер; 6 - кран; 7 - пьезометры, 8 - проливочный кран; 9 - насос центробежный; 10, 14 - задвижки;

II - расходомер; 12 - уравнительная камера; 13 - мерный участок.

Коэффициент местного сопротивления устанавливался как

и

(4)

где Я/ и Н2 - напоры перед сеткой и за сеткой, м; и - скорость движения жидкости по всасывающей рукавной линии, м-с".

В результате проведения серии экспериментов были установлены значения коэффициента местного сопротивления всасывающих сеток различного типоразмера.

Экспериментальные зависимости 5 = / (Ар), Б = / (т) определялись для макетов различной величины.

Исследования проводились с целью определения характеристик вакуумных насосов. Кроме того, определялась работоспособность собственно самой автоматической системы включения и отключения вакуумного насоса. На основании полученных результатов в ходе проведения испытаний производилась доработка и вносились изменения в конструкцию отдельных элементов насосов.

Испытания проводились на специально изготовленных стендах по разработанной программе и методике испытаний.

Расходные характеристики макетных образцов определялись на специальном стенде, схема которого представлена на рис. 3.

Рис 3 Схема стенда для определения расходных характеристик вакуумных насосов

1 - расходомер; 2 - вентиль; 3 - вакуумметр; 4 - вакуумный насос; 5 - привод вакуумного насоса; 6 - балансирная машина; 7 - тахометр; 8 - насос центробежный.

При проведении испытаний определялись зависимости подачи от разрежения на входе в вакуумный насос. На каждом режиме работы измерялись подача, разрежение на входе в насос, частота вращения вала насоса, температура воздуха, барометрическое давление. При проведении испытаний определялась также величина максимально создаваемого вакуумным насосом разрежения. Результаты испытаний макетных образцов № 1 и № 2 представлены на рис. 4.

Р, м.в.с.

ж - Манат №1 □ - Манат №2

Рис. 4. Расходные характеристики испытанных вакуумных насосов

Определение самовсасывающей способности вакуумных насосов, т.е. зависимости величины создаваемого разрежения в постоянном объеме от времени проводилось на стенде, схема которого представлена на рис. 5.

Рис 5 Схема стенда для определения самовсасывающей способности вакуумных насосов

1 - вакуумный затвор; 2 - вакуумный насос; 3 - гидрокамера; 4 - балансирная машина, 5 - насос центробежный; 6 - мановакууметр.

К пожарному насосу подсоединялись два штатных всасывающих рукава (0 125 мм для макета № 1 и 0 80 мм для макета № 2) с заглушкой на "конце. Разрежение во всасывающих рукавах, создаваемое вакуумным насосом, измерялось образцовым вакуумметром, время - ручным секундомером. Величины создаваемого разрежения фиксировались. Испытания велись до момента создания максимального разрежения. Отсчет времени создания разрежения начинался с момента включения вакуумнасоса. Результаты испытаний макетного образца № 1 представлены на рис. 6, 7.

0 20 40 во >0 100 120 140 160 180

• - 0,1 им ■ - 0,2 мм

Рис. 6 Характеристика самовсасывающей способности макетного образца Кг 1

Р, М.В.С.

• - 0,1 мм • - ОД мм

Рис 7 Характеристика вакуумной системы макетного образца № I

При проведении испытаний было также определено влияние величины торцевого зазора в вакуумном насосе на характеристику его самовсасывающей способности. Так, увеличение величины зазора с 0,1 мм (кривая 1) до 0,2 мм (кривая 2), значительно влияет на характеристику самовсасывающей способности вакуумного насоса.

Результаты испытаний макетного образца № 2 представлены на рис. 8, 9.

ис

Рис 8 Характеристика самовсасывающей способности макетного образца № 2

Р, м.в.с

Рис 9 Характеристика вакуумной системы макетного образца № 2

В ходе испытаний макетных образцов проводилась также проверка системы автоматического отключения и включения вакуумного насоса Макетные образцы обеспечивали автоматическое включение и отключение вакуумного насоса, все элементы автоматической системы (гидрокамера и вакуумный клапан) работали удовлетворительно.

Анализ полученных зависимостей позволил получить их оптимальные значения. Оптимизация параметров насосно-рукавных линий проводилась в соответствии с действующими нормативными документами.

На рис. 10, 11 приведены полученные зависимости оптимальной производительности системы водозаполнения от разрежения и оптимальный график нарастания разрежения.

р., МПа

Рис. 10. Зависимость оптимальной производительности от разрежения

1, с

Рис 11 Оптимальная зависимость нарастания разрежения от времени

Полученные оптимальные значения параметров, наряду с экспериментальными их значениями, были обработаны в критериальной форме.

На рис. 12 приведена полученная критериальная зависимость

1п Н„ =7,8 ехр[- ехр (6,48 - 21,08 ■ Ей)] (5)

для вакуумных насосов шиберного типа в диапазоне изменения Но = 400...3000; Ей = 0,1...8 (погрешность определения л = 0,169; г = 0,935; где .у средняя квадратичная погрешность результата серии измерений; г - коэффициент корреляции).

Ей

Рис. 12 Критериальная зависимость 1п Но = /(Ей)

Критериальные зависимости 5нт/Ъии =/(Еи) и Ег=/(Еи) представлены на рис. 13, 14.

0,338

& */$„„ =0,084 +-----------, (6)

Ей

где 5„„ - текущая производительность вакуумного насоса; 5„„ - номинальная производительность насоса; диапазон изменения Я,,„/£„„ = 0,1...]; диапазон изменения Ей = 0,1 ...8 (5 = 0,016; г = 0,998)

Ег = - 2,6 ■ 103 + 9 ■ 10~3 (Ей) + 5,8 ■ 10~4 (Ей)2 (7)

(диапазон изменения Ег = 1 • 10"3...9 ■ 10'3; диапазон изменения £« = 0,1...8; 5 = 0,0025; г = 0,995).

О -:-1-

012345678

Ей

Рис 13. Критериальная зависимость ¿>„ „ /5„ „ = ДЕи)

Ей

Рис 14 Критериальная зависимость = /(Ей)

Полученные в результате исследований данные легли в основу при выборе реальных параметров вакуумной системы по производительности, размерам и фрикционному приводу.

Для проведения различных видов испытаний (исследовательских, типовых, периодических, сертификационных) пожарных насосных агрегатов и гидравлического оборудования, удовлетворяющих современным требованиям был разработан и создан стенд СИ-2(189/4500).

Помимо испытаний насосных агрегатов с вакуумными системами водозаполнения на стенде обеспечиваются в соответствии с требованиями ГОСТ 6134 "Насосы динамические. Методы испытаний", ГОСТ 17335 "Насосы объемные. Методы испытаний", испытания дозирующих систем пенообразователя, испытания пожарных ручных и лафетных стволов, пожарных колонок, гидрантов и другого гидравлического оборудования в соответствии с требованиями стандартов, технических условий, норм пожарной безопасности и других нормативно-технических документов.

Глава 4. Приводятся конструкции опытных образцов насосных агрегатов с автоматической вакуумной системой водозаполнения и автономной вакуумной системы водозаполнения (ABC), а также результаты испытаний изделий в реальных условиях работы

Целью испытаний являлось определение фактических показателей производительности вакуумной системы (времени водозаполнения и скорости откачки) и подтверждение правильности произведенных расчетов и экспериментов на макетных образцах.

Испытания опытных образцов насосных агрегатов проводились на стенде СИ-2. Задачами эксперимента являлись: проверка максимального разрежения, создаваемого вакуумной системой в объеме насоса; проверка функционирования вакуумной системы в автоматическом и ручном режимах; проверка времени заполнения насоса с наибольшей геометрической высоты всасывания.

Испытания опытного образца ABC проводились в составе пожарной автоцистерны АЦ-40 на шасси ЭИЛ-131. Задачами эксперимента являлись: определение скорости откачки (зависимости разрежения от времени откачки) в объеме двух присоединенных всасывающих рукавов при различных значениях напряжения питания электродвигателя; определение потребляемого тока и энергопотребления за цикл работы; определение величины перегрева электродвигателя в процессе работы; определение времени водозаполнения всасывающей насосно-рукавной линии из открытого водоисточника.

Результаты испытаний опытных образцов насосных агрегатов и ABC представлены в приложении работы.

Как показали экспериментальные исследования, разработанная вакуумная система водозаполнения удовлетворяет требованиям по времени водозаполнения с максимальной геометрической высоты и величине создаваемого разрежения в объеме центробежного насоса.

Практика эксплуатации показала высокую эффективность работы насосных агрегатов, оборудованных вакуумной системой водозаполнения и ABC, заключающуюся в своевременной и надежной подаче воды в центробежные насосы при их водозаполнении.

Выводы

1. Разработана методика физического моделирования всасывающих насосно-рукавных линий при совместной работе с насосами ПА.

2. Определены требуемые расходно-напорные характеристики системы водозаполнения, разработана конструкция автономной вакуумной системы для пожарного насосного агрегата и созданы макетные образцы.

3. Проведены экспериментальные исследования гидродинамических параметров всасывающих насосно-рукавных линий (вакууметрическая высота всасывания, производительность и разрежение, создаваемое вакуум-насосом, значения местных сопротивлений отдельных элементов системы, характеристики самовсасывания) и получены необходимые закономерности и взаимосвязи.

4. На основании полученных экспериментальных зависимостей произведена оптимизация параметров всасывающих насосно-рукавных линий.

5. Результаты экспериментальных исследований обработаны в критериальном виде.

6. Разработан натурный испытательный стенд и определены реальные расходно-напорные характеристики насосного агрегата с автоматической вакуумной системой водозаполнения и ABC.

7. На основании результатов исследований была создана конструкция автоматической системы водозаполнения насоса, которой были оснащены современные пожарно-насосные агрегаты НЦПВ-20/200, НЦПК-40/100 - 4/400, НЦПН-40/100, НЦПН-70/100, НЦПН 100/100, а также автономная вакуумная система водозаполнения (ABC).

В настоящее время указанные изделия серийно выпускаются ЗАО «Пожгидравлика» и к настоящему моменту выпущено более 300 насосных агрегатов и 470 шт. ABC, которыми оборудуется мобильная пожарная техника на территории России.

Названные агрегаты сертифицированы в Системе ССПБ.

7. Результаты работы использовались при разработке нормативно-технической документации: ГОСТ Р «Техника пожарная. Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний»; НПБ 176-98 «Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний»; НПБ 315-2002 «Мотопомпы пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний»; НПБ 306-2002 «Сетки всасывающие. Общие технические требования. Методы испытаний» - ГУГПС МЧС России, ФГУ ВНИИПО МЧС России.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в работах:

1. Козлов В.А., Варганов В.А., Синельникова Е.А., Пунчик Г.И., Карлусов H.H./ О перспективах создания пожарного автомобиля комбинированного тушения// Пожарная техника. Средства и способы пожаротушения: Сб. науч. тр. -М.: ВНИИПО МВД СССР, 1992. -с.9-15. 2 Автоматизированные насосные агрегаты высокого давления для пожарных автомобилей/ Синельникова Е.А., Варганов В.А., Пунчик Г.И., Майоров В Е., Невоструев В.В.// Научно-техническое обеспечение противопожарных и аварийно-спасательных работ: Материалы XII Всероссийской научн.-практ конференции. -М.: ВНИИПО МВД РФ, 1993. - с.15.

3. Экспериментальный образец пожарного автомобиля первой помощи на базе автоцистерны АЦ-30(3307) м.226/ Варганов В.А., Пунчик Г И., Синельникова Е.А., Карлусов H.H., Малафеевский В.Б., Корепин В.А.// Научно-техническое обеспечение противопожарных и аварийно-спасательных работ: Материалы XII Всероссийской научн.-практ. конференции. -М.: ВНИИПО МВД РФ, 1993, с.26.

4. Варганов В.А., Пунчик Г.И., Синельникова Е.А., Карлусов H.H., Кулаков С.П. Пожарный автомобиль первой помощи на базе автоцистерны АЦ-30(3307) м.226/ Пожарная техника и системы пожаротушения: Сб. науч.тр. -М.: ВНИИПО МВД СССР, 1994. с. 13-17.

5. Новое поколение пожарных насосов типа НЦП для пожарных автомобилей/ Варганов В.А., Пунчик Г.И., Синельникова Е.А., Карлусов H.H., Невоструев В.В., Бурдин A.M., Хорьков H.A.// Пожарная безопасность 95: Материалы XIII Всероссийской научн.-практ. конференции. -М.: ВНИИПО МВД РФ, 1995. - с.200-201.

6. Гидравлическое оборудование для насосов высокого давления/ Синельникова Е.А., Варганов В.А., Пунчик Г.И., Морозов В.Н., Боркин С.Т., Майоров В.Е., Невоструев В.В., Хорьков Н.В.// Пожарная безопасность 95: Материалы XIII Всероссийской научн.-практ. конференции. -М.: ВНИИПО МВД РФ, 1995. -с.201-202.

7. Автоматические системы заполнения и дозирования пенообразователя для насосных установок пожарных автомобилей/ Синельникова Е.А., Варганов В.А., Пунчик Г.И., Карлусов H.H., Майоров В.Е., Невоструев В.В., Леснов Ф.Б., Бурдин A.M.// Пожарная безопасность 95: Материалы

XIII Всероссийской научн -практ. конференции. - М.: ВНИИПО МВД РФ, 1995. -с.203-204.

8. Ресурсные испытания насосов типа НЦП для пожарных автомобилей/ Синельникова Е.А., Варганов В.А., Пунчик Г.И., Карлусов H.H.// Пожарная безопасность - история, состояние, перспективы: Материалы

XIV Всероссийской научн.-практ. конференции. -М.: ВНИИПО МВД РФ, 1997. -с.103-105.

9. Синельникова Е.А. Насос высокого давления создан, но...// Пожарное дело.

1977. - № 11. -с.55-57.

10. Пожарные автомобили с насосами высокого давления для тушения пожаров в жилых домах/ Навценя Н.В., Ашаков А.П., Синельникова Е.А.// Противопожарная защита жилого комплекса города Москвы- Материалы научн.-практ. конференции МИГ1Б МВД РФ, УГПС ГУВД г. Москвы, УЖКХ и благоустройства г. Москвы, Префектуры Северо-Восточного административного округа г. Москвы. -М.: МИПБ МВД РФ, 1998. -с.З.

11 Новые насосные агрегаты для пожарных автомобилей/ Синельникова Е.А., Варганов В.А., Пунчик Г.И., Бурдин A.M.// Современные проблемы тушения пожаров: Материалы научн.-практ. конференции. -М.: ГУГПС МВД РФ, МИПБ МВД РФ, ВНИИПО МВД РФ, 1999. -с. 17.

12. Нормативные требования к пожарному гидравлическому оборудованию/ Синельникова Е.А., Варганов В.А., Фролов С.Н.// Проблемы горения и » тушения пожаров на рубеже веков: Материалы XV научн.-практ. конференции. -М.: ВНИИПО МВД РФ, 1999. -с.15-16.

13. Нормативные требования к пожарному гидравлическому оборудованию/ Синельникова Е.А., Фролов С.Н.// Крупные пожары: предупреждение и тушение: Материалы научн.-практ. конференции. —М.: ФГУ ВНИИПО МВД РФ, 2001. -с.373-375.

14 Новые насосные агрегаты для пожарных автомобилей/ Варганов В.А., Пунчик Г.И., Синельникова Е.А., Майоров В.Е., Бурдин A.M.// Снижение риска гибели людей при пожарах. Материалы XVIII научн.-практ. конференции. -М.: ФГУ ВНИИПО МЧС РФ, 2003. -с.158-159.

Подписано в печать 16.04 04 г. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,63. Уч.-изд. л. 1,43. Т. - 80 экз. Заказ № 41.

Типография ВНИИПО МЧС России 143900, Московская обл , Балаитхинский р-н, пос ВНИИПО, д 12

)

I

I

I

I

I

I

I

t

X

,<

t

Г

I

¿)6tsu/—

РНБ Русский фонд

2006-4 5728

ВВЕДЕНИЕ.

VI ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Ы.Системы водозаполнения пожарных машин.

1.2.0бзор конструкций и анализ работы насосов вакуумных систем.

1.2.1. Общие положения.

1.2.2.Системы с газоструйными вакуум-насосами.

1.2.3. Системы с поршневыми вакуум-насосами.

1.2.4. Системы с водокольцевыми вакуум-насосами.

1.2.5. Системы с шиберными вакуум-насосами.

1.3.Анализ конструкций вакуумных систем центробежных насосов пожарных автомобилей.

1.3.1. Общие положения.

1.3.2. Автоматические системы водозаполнения центробежных пожарных насосов.

1.3.3.Выбор типа вакуумной системы для пожарно-насосного агрегата.

1.4. Методы расчета и испытания насосов.

1.4.1. Работа вакуумного насоса на сеть.

1.4.2. .Расчет насосов. Теория подобия.

1.4.3. Испытательные стенды.

1.5. Задачи исследования.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ И ^ ИСПЫТАНИЯ ВАКУУМНОЙ СИСТЕМЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ

НАСОСОВ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ.

2.1. Физическое моделирование вакуумной системы и всасывающей рукавной линии. Критерии подобия.

2.1.1. Общие представления

2.1.2. Условия подобия движения жидкости по всасывающим рукавным линиям.

2.1.3. Общие требования к моделям.

2.1.4. Правила приближенного моделирования.

2.2. Вакууметрическая высота всасывания пожарного насоса. 2.3.Теоретический расчет вакуумной системы пожарно-насосного агрегата.

2.3.1. Основные расчетные показатели.

2.3.2. Пропускная способность элементов вакуумной системы.

2.3.3. Определение характеристик и размеров элементов вакуумной системы.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТЕНДЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Стенд для определения коэффициента гидравлического сопротивления всасывающей сетки.

Я 3.2. Стенды, методики испытаний и экспериментальные исследования макетных образцов.

3.2.1. Экспериментальные исследования макетных образцов.

3.2.2. Определение расходных характеристик макетных образцов вакуумного насоса.

3.2.3. Определение самовсасывающей способности вакуумных насосов.

3.2.4. Испытания системы автоматического отключения и включения вакуумного насоса.

3.3. Основные параметры вакуумной системы водозаполнения пожарно-насосного агрегата.

3.3.1. Оптимизация параметров насосно-рукавных линий.

3.3.2. Расчет производительности вакуумной системы.

3.3.3. Расчет геометрических размеров вакуум-насоса.

3.3.4. Определение мощности, потребляемой вакуум-насосом.

3.3.5. Расчет фрикционного привода вакуум-насоса.

3.4. Обобщение результатов экспериментальных исследований.

3.4.1. Обработка результатов экспериментальных исследований основных параметров всасывающих насосно-рукавных линий.

3.4.2. Оценка погрешности результатов определений.

3.5. Стенд испытаний пожарных насосных агрегатов и гидравлического оборудования.

3.5. 1 Общие положения.

3.5.2. Стенд СИ-2( 189/4500) для испытания пожарно-технического оборудования.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ НАСОСНОГО АГРЕГАТА С ВАКУУМНОЙ СИСТЕМОЙ ВОДОЗАПОЛНЕНИЯ.

4.1. Схема, устройство и рабочие характеристики вакуумной системы пожарно-насосного агрегата.

4.2. Опытный образец автономной вакуумной системы водозаполнения.

4.2.1. Схема и устройство автономной вакуумной системы водозаполнения.

4.2.2. Результаты испытаний ABC.

4.3. Насосные агрегаты нового поколения с автоматической вакуумной системой водозаполнения, вакуумный насос АВС-01Э.

На современном этапе развития России пожарная безопасность приобретает масштабы «национальной проблемы» /1/. По данным /2/ только в 2003 году в России ежедневно происходило более 600 пожаров, при которых погибало 60 человек и 41 получали травмы. В последнее время число жертв от пожаров неуклонно растет: в 2000г. погибло 14 тыс. человек; в 2001г. - 16 тыс. человек; в 2002 г. - 18 тыс., а за первое полугодие 2003г. более 10 тыс. человек.

Для успешной борьбы с пожарами и их трагическими последствиями наряду с целым комплексом мер обеспечения пожарной безопасности необходимо решать задачу совершенствования пожарной техники, и в том числе - повышать эффективность работы пожарных автомобилей - автоцистерн и автонасосов - основных технических средств при ликвидации возникшего пожара, находящихся на вооружении пожарной охраны. Это обстоятельство подтверждается глубоким анализом состояния пожарной техники /3/.

Основной задачей насосных установок пожарных автомобилей (ПА) считается обеспечение требуемой подачи и напора воды и водных растворов пенообразователя, необходимых для эффективного тушения пожара. Отечественные ПА комплектуются в основном центробежным насосом ПН-40, выпускаемым с семидесятых годов ОАО «Ливенский машиностроительный завод». Кроме этого, отечественные ПА не оборудованы автоматическими системами водозаполнения. Используемые в пожарной технике центробежные насосы могут начать подачу воды в пожарные рукава только после предварительного заполнения водой их рабочей полости и всасывающей линии. Вместе с тем в нашей стране более чем на 30% всех пожаров подача воды ПА производится из открытого водоисточника. Заливка и пуск насоса ПА, определяющие во многом время подачи воды на пожаротушение, не автоматизированы и слагаются в общей сложности из

11 операций. Это требует высокой тренированности обслуживающего персонала и не исключает ошибок, приводящих к задержке начала подачи воды или к срыву водяного столба на всасывающей линии и прекращению подачи воды на пожаротушение.

В этой связи в последнее время перед отечественными учеными, конструкторами, производителями была поставлена задача создания насосных агрегатов нового поколения, удовлетворяющих современным требованиям по расходно-напорным характеристикам и оборудованных высокоэффективной системой водозаполнения.

В нашей стране разработка высокоэффективных насосных агрегатов началась с середины 90-х годов. Значительный вклад в решение данной проблемы внесли Кузнецов Л.М., Варганов В.А., Майоров В.Е. и другие исследователи. Головной организацией по созданию насосов нового поколения стал Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны (ФГУ ВНИИПО). За этот период институтом совместно с ЗАО «Пожгидравлика» (г. Миасс, Челябинской области) и при непосредственном участии автора была разработана серия насосов типа НЦП (нормального давления, высоконапорных и комбинированных). Однако для создания пожарно-насосного агрегата, соответствующего современным требованиям, пожарные насосы должны быть оборудованы высокоэффективной автоматизированной вакуумной системой водозаполнения.

В связи с этим целью работы является: создание и использование общего методологического подхода к исследованию гидродинамических параметров пожарных насосов и систем водозаполнения, основанного на физических аналогиях и теории подобия, позволяющего получать параметры реальных насосно-рукавных систем на физических моделях различного масштаба; разработка и внедрение на пожарных автомобилях отечественных пожарно-насосных агрегатов с высокоэффективной системой водозаполнения.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать методику физического моделирования всасывающих насосно-рукавных линий при совместной работе с насосами ПА.

2. Определить требуемые расходно-напорные характеристики системы водозаполнения, разработать конструкцию автономной вакуумной системы для пожарного насосного агрегата и создать макетные образцы.

3. Провести экспериментальные исследования гидродинамических параметров всасывающих насосно-рукавных линий, определить их конкретные значения (в том числе вакуумметрическую высоту всасывания насосов и значения местных сопротивлений).

4. Определить оптимальные параметры всасывающих насосно-рукавных линий.

5. Обобщить результаты экспериментальных исследований в критериальном виде.

6. Разработать натурный испытательный стенд и определить реальные расходно-напорные характеристики насосного агрегата с автоматической вакуумной системой водозаполнения; определить необходимые функциональные зависимости его параметров.

7. Провести испытания насосного агрегата с автоматической вакуумной системой водозаполнения и автономной вакуумной системы (ABC) в реальных условиях эксплуатации, обобщить полученные экспериментальные данные.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Разработка и использование методологического подхода к исследованию гидродинамических параметров пожарных насосов и систем во-дозаполнения, основанного на физических аналогиях и теории подобия, позволяющего получать параметры реальных насосно-рукавных систем на физических моделях различного масштаба.

2. Результаты экспериментальных исследований по определению параметров и их взаимосвязи при совместной работе всасывающих насосно-рукавных линий и центробежных насосов пожарных автомобилей (ПА).

3. Результаты оптимизации параметров всасывающих систем насосов ПА.

4. Результаты разработки и внедрения пожарно-насосных агрегатов с высокоэффективной системой водозаполнения.

Научная новизна работы заключается в следующем. Впервые разработана методика физического моделирования насосно-рукавных систем, позволяющая на разномасштабных моделях получать реальные характеристики пожарных насосов, работающих совместно с всасывающими рукавными линиями. Получены конкретные значения отдельных параметров насосно-рукавных линий в широком диапазоне изменения расхода и числа оборотов вала насоса. Экспериментально установлены взаимосвязи гидродинамических характеристик насосно-рукавной системы водозаполнения и центробежного насоса при совместной работе; проведена оптимизация параметров всасывающих систем при работе с центробежными насосами ПА. Экспериментальные напорно-расходные зависимости обработаны в критериальном виде.

Разработана конструкция вакуумной системы водозаполнения и созданы макетные образы насосного агрегата, с помощью которых определены расходно-напорные характеристики насосных агрегатов ПА, оборудованных автоматической системой водозаполнения. g

Практическая значимость работы. Результаты работы легли в основу создания насосных агрегатов с автоматической вакуумной системой водозаполнения, а также автономной вакуумной системы водозаполнения (ABC).

По результатам исследований разработаны конструкции изделий и технические условия, на основании которых серийно выпускаются пожар-но-насосные агрегаты НЦПВ 20/200, НЦПН-40/100, НЦПН-70/100, НЦПН-100/100, НЦПК 40/100-4/400 с автоматической вакуумной системой водозаполнения и автономная вакуумная система ABC. Названные агрегаты сертифицированы в системы ССПБ.

Результаты работы использовались при разработке ряда нормативно-технической документации: ГОСТ Р «Техника пожарная. Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний»; НПБ 176-98 «Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний» - ГУГПС МВД России, ФГУ ВНИИПО МВД России; НПБ 315-2002 «Мотопомпы пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний»; НПБ 306-2002 Сетки всасывающие. Общие технические требования. Методы испытаний» - ГУГПС МЧС России, ФГУ ВНИИПО МЧС России.

Реализация результатов работы. На основании результатов исследований была создана конструкция автоматической системы водозаполнения насоса, которой были оснащены современные пожарно-насосные агрегаты НЦПВ-20/200, НЦПК-40/100 - 4/400, НЦПН-40/100, НЦПН-70/100, НЦПН 100/100, а также автономная вакуумная система водозаполнения (ABC).

В настоящее время указанные изделия серийно выпускаются ЗАО «Пожгидравлика» и к настоящему моменту выпущено более 300 насосных агрегатов и 470 шт. ABC, которыми оборудуется мобильная пожарная техника на территории России.

Публикации. По теме диссертации имеется 17 публикаций.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались: на XII Всероссийской научно-практической конференции ВНИИПО МВД России «Научно-техническое обеспечение противопожарных и аварийно-спасательных работ» (г. Москва, 1993 г.), на XIII Всероссийской научно-практической конференции ВНИИПО МВД России «Пожарная безопасность 95» (г. Москва, 1995 г.), на XIV Всероссийской научно-практической конференции ВНИИПО МВД России «Пожарная безопасность - история, состояние, перспективы» (г. Москва, 1997 г.), на научно-практической конференции МИПБ МВД России, УГПС ГУВД г. Москвы, УЖКХ и благоустройства г. Москвы, Префектуры Северо-Восточного административного округа г. Москвы «Противопожарная защита жилого комплекса города Москвы» (г. Москва, 1998 г.), на отраслевой научно-практической конференции ГУГПС МВД России, МИПБ МВД России, ВНИИПО МВД России «Современные проблемы тушения пожаров» (г. Москва, 1999 г.), на XV научно-практической конференции ВНИИПО МВД России «Проблемы горения и тушения пожаров на рубеже веков» (г. Москва, 1999 г.), на XVI научно-практической конференции ВНИИПО МВД России «Крупные пожары: предупреждение и тушение» (г. Москва, 2001 г.), на международной научно-практической конференции ФГУ ВНИИПО МЧС России «Снижение риска гибели людей при пожарах» (г. Москва, 2003 г.).

Автор выражает искреннюю признательность руководству ЗАО «Пожгидравлика» В.Е., Майорову (генеральному директору) и А.М. Бурдину (зам. директора) за воплощение идей в реальные изделия; сотруднику ГУГПС МЧС России В.В. Ильину (начальнику учебного отдела) за консультации и ценные советы; сотрудникам ФГУ ВНИИПО МЧС России В.А. Варганову (зам. нач. отдела) и Г.И. Пунчику (с.н.с.) за участие в испытаниях и ценные советы.

7. Результаты работы использовались при разработке нормативно-технической документации: ГОСТ Р «Техника пожарная. Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний»; НПБ 176-98 «Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний»; НПБ 315-2002 «Мотопомпы пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний»; НПБ 306-2002 «Сетки всасывающие. Общие технические требования. Методы испытаний» — ГУГПС МЧС России, ФГУ ВНИИПО МЧС России.

8. На основании результатов исследований была создана конструкция автоматической системы водозаполнения насоса, которой были оснащены современные пожарно-насосные агрегаты НЦПВ-20/200, НЦПК-40/100 - 4/400, НЦПН-40/100, НЦПН-70/100, НЦПН 100/100, а также автономная вакуумная система водозаполнения (ABC).

В настоящее время указанные изделия серийно выпускаются ЗАО «Пожгидравлика» и к настоящему моменту выпущено более 300 насосных агрегатов и 470 шт. ABC, которыми оборудуется мобильная пожарная техника на территории России (Приложение 3).

Названные агрегаты сертифицированы в Системе сертификации ГОСТ Р и ССПБ (Приложение 4).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны параметры автоматической вакуумной системы водозаполнения для пожарных центробежных насосов. Полученные данные легли в основу создания и серийного выпуска современных пожарно-насосных агрегатов НЦПВ-20/200, НЦПК40/100-4/400, НЦПН-40/100, НЦПН-70/100 и НЦПН-100/100. Решение этой важной народнохозяйственной задачи позволяет существенно повысить эффективность пожаротушения при работе насосно-рукавных систем из открытого водоисточника.

1. Серебренников Е.А. Состояние пожарной безопасности на территории РФ, задачи по обеспечению пожарной безопасности Московской области// Пожарная безопасность Московской области: Материалы научно-практической конференции. - М: Гротеск, 2000. — с. 25-28.

2. Дешевых Ю. Борьба с огнем. За жилище// Спасатель МЧС России.-2003.-№ 13.-с. 14.

3. Микеев А.К. Некоторые результаты анализа и оценки пожарной техники// Пожаровзрывобезопасность, №2, 1994 г. -М.: Ассоциация «Пожнаука», 1994.-с.44-52.

4. Яковенко Ю.Ф. Современные пожарные автомобили. М.: Стройиздат, 1998. - 352 с.

5. Повзик Я.С. Пожарная тактика: М.: ЗАО «Спецтехника», 1999, - 419 с.

6. Провести исследования по созданию комплекса гидравлического оборудования для подачи огнетушащих жидкостей в верхние этажи высотных зданий: Отчет НИР. М.: ВНИИПО МВД РФ СССР. - М.: 1985. -52 с.

7. Девлишев П.П. Использование машин на пожарах. М.: Изд-во Минкомхоз РСФСР, 1957 - 170 с.

8. Безбородько М.Д. Пожарная техника. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1989.-336 с.

9. Эксплуатация пожарной техники. Справочник/ Яковенко Ю.Ф., Зайцев А.И., Кузнецов Л.М. и др. М.: Стройизщцат, 1991. - 415 с.

10. Варганов В.А., Пунчик Г.И., Бабак В.В. Определение параметров вакуумных насосов пожарных насосов пожарных машин// Проблемы развития пожарной техники: сб. науч. тр. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1986.-е. 45-51.

11. Исследование гидравлических и эксплуатационных характеристик новых пожарных насосов: Отчет НИР по теме 10. — М.: ВНИИПО МВД СССР, 1985. 125 с.

12. Провести исследования для подачи огнетушащих жидкостей в верхние этажи высотных зданий: Отчет НИР по теме П.34.И.002.81. — М.: ВНИИПО МВД РФ СССР. М.: 1985. - 125 с.

13. Карелин В .Я. Изнашивание лопастных насосов. М.: - Машиностроение, 1983. -167 с.

14. Мечев А.С., Анисов В.Н. Вакуумные системы современных пожарных машин: Обзорная информ. — И.: ЦНИИТЭССтроймаш; 1983. — 47 с.

15. Козлов В.А., Варганов В.А., Синельникова Е.А., Пунчик Г.И., Карлусов Н.Н./ О перспектива создания пожарного автомобиля комбинированного тушения// Пожарная техника. Средства и способы пожаротушения: Сб. науч. тр. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1992. - 49 с.

16. Дьяков В.В., Обухов Ф.В., Яковенко Ю.Ф. Зарубежная пожарная техника: Обзорная информ. Сер. Пожарная безопасность. М.: ВНИИПО МВД РФ, 1983. - Вып. 3/83. - 49 с.

17. Руднев С.С., Прокофьев Ю.В. Определение времени заполнения всасывающего трубопровода ценробежного насоса перекачиваемой жидкостью с помощью вакуумного насоса// Труды ВНИИГидромаша. Вып. 37. -М.: ВНИИГидромаш, 1968.-е. 89-105.

18. Провести исследования по созданию автоматических систем и устройств для забора воды из открытых водоисточников: Отчет НИР по теме П.З.4.И. 008.82. -М.: ВНИИПО МВД СССР, 1984. 124 с.

19. Яковенко Ю.Ф., Кузнецов Ю.С. Управлять надежностью пожарной техники// Пожарное дело. 1985, №8. - с.20-21.

20. Положение по сбору информации о надежности пожарных автомобилей в условиях эксплуатации. М.: ВНИИПО МВД СССР. - 31с.

21. Гидравлическое оборудование для насосов высокого давления/ Синельникова Е.А., Варганов В.А., Морозов В.Н., Новоструев В.В.// Пожарная безопасность-95: Материалы XIII Всероссийской научн.-практ. конференции. -М.: ВНИИПО МВД РФ, 1995. -с.201-202.

22. Наставление по технической службе пожарной охраны МВД РФ. В 2 ч. М.: МВД РФ, 1998. - 4.1 - 144 е.; ч.2 - 102 с.

23. ГОСТ 17.2.2.03-87. Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 7 с.

24. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-технические требования к воздуху рабочей зоны. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 75 с.

25. Гушев А.М. Пути уменьшения загрязнения окружающей среды двигателями пожарных автомобилей при их эксплуатации: Автореф. Дисс. канд. техн. наук. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1991. - 24 с.

26. Синельникова Е.А., Варганов В.А., Пунчик Г.И. Ресурсные испытания насосов типа НЦП для пожарных автомобилей// Пожарная техника: Сб. науч. тр. М.: ВНИИПО МВД РФ, 1997. - с. 103-105.

27. Научно-технический прогресс в пожарной охране/ Под ред. Юр-ченко Д.И. -М.: Стройиздат, 1987. 376 с.

28. Ашакаков А.П., Навценя Н.В., Синельникова Е.А.Пожарные автомобили с насосами высокого давления для тушения пожаров в жилых домах// Противопожарная защита жилого комплекса города Москвы: Материалы научно-практической конференции. М.: МИПБ, 1998.-е. 3.

29. Боевой устав пожарной охраны. М.: МВД СССР, Приказ № 257 от 05.07.95; Приказ № 477 от 06.05.2000.

30. Безбородько М.Д., Терлецкий В. Эксплуатация пожарных автомобилей// Чрезвычайная ситуация. 193, № 11. - с. 30.

31. Эглит ЮЛ. Пожарные автомобили за рубежом: Информ. Сб. -М.: Изд-во Минкомхоз РСФСР, 1961. Вып. 6. с. 2-75.

32. Исаев М.Н. Повышение эффективности газоструйного вакуумного аппарата: Информ. Сб. М.: Стройиздат, 1965. Вып. 6. - с. 91-101.

33. Ашаков А.П. Геометрические параметры воздушного эжектора вакуумной системы пожарных автомобилей и мотопомп // Пожарная техника для защиты объектов народного хозяйства: Сб. науч. тр. -М.: ВНИИПО МВД СССР, 1987. с.80-83.

34. Кузнецов Л.М. Насосная установка пожарного автомобиля фирмы «Rosenbauer»// Информ. Сб. М.: Стройиздат, 1971. Вып. 11.-е. 23-26.

35. Проспекты и каталоги зарубежных фирм-изготовителей пожарной техники: Magirus, Ziegler, Bachert, Metz (ФРГ), Sides (Франция), Godeva (Англия), Rosenbauer (Австрия), Barton (США).

36. Степанов К.Н. Отказы насосов пожарных автомобилей и диагностика их технического состояния: дисс. канд. наук/ВИПТШ МВД СССР. -М.: 1981.-233 с.

37. Дурнов П.И. Насосы и компрессорные машины. Киев: Машгиз, 1960.-285 с.

38. Шашин В.М. Гидромеханика. М.: Высш. шк., 1990. - 384с.

39. Иванов Н.М, Техника измерений при испытании гидромашин// Труды ВНИИГидромаш. -М.: ВНИИГидромаш, 1968. Вып. 33. -с. 134-164.

40. Поляков В.В., Скворцов J1.C. Насосы и вентиляторы. М.: Стройиздат, 1990.-336 с.

41. Мечев А. С., Парфененко В. И., Циганко И.Ф. Пожарные автомобили комбинированного тушения. -М.: ЦНИИТЭСтроймаш, 1977. 50с.

42. Кащеев Н.Б. Пожарные насосы. М.: Высшая школа МВД РСФСР, 1962.- 170 с.

43. Cataloge /Camiva 689, avenue, de hambeiy 73231, Saint-Alban-Leysse. France.: 2002. 120 c.

44. Kataloge 1985/87 Ziegler. Albert Ziegler Со/ KG/ GmbH D-7928 Giengen/Brenc Postf. 1680, 1988. 268 с.

45. Байков О.В., Зеегофер О.И. Гидравлика и насосы. Государственное энергетическое издательство. М- Л.: 1957. - 217 с.

46. Майерм Э. Торцовые уплотнения: Пер. с нем. Вольбрана Б.А. -М.: Машиностроение, 1978. 288 с.

47. Новые насосные агрегаты для пожарных автомобилей/ Синельникова Е.А., Варганов В.А., Пунчик Г.И., Бурдин A.M.// Материалы

48. XVIII Всероссийской научн.-практ. конференции. М.: МИПБ МВД РФ, 1999. -с. 158-159.

49. Синельникова Е.А., Варганов В.А. Нормативные требовании к пожарному гидравлическому оборудования// Материалы научн.-практ. конференции. -М.: ВНИИПО МВД РФ,. 1999. с. 373-375.

50. Пожарная техника: Каталог-справочник/ Дзикас Н.М., Шебеко Н.Д., Кисель A.C. и др. -М.: ЦНИИТЭСтроймаш, 1974. 670 с.

51. Кащеев Н.Б. и др. Пожарные машины и противопожарное обору-дование.-М.: Стройиздат, 1966. 311 с.

52. Машина и аппараты пожаротушения. Под. ред. Н.Ф. Бубыря.- М.: ВШ МВД СССР, 1972. 526 с.

53. Мечев A.C., Парфененко В.И., Анисов В.Н. Насосные установки современных пожарных автомобилей. -М.: ЦНИИЭСтроймаш, 1981.-50 с.

54. Ломакин A.A. Центробежные и осевые насосы. -JL: Машиностроение, 1966. 364 с.

55. Айзенштейн М.Д. Центробежные насосы для нефтяной промышленности. -М.: Гостехиздат, 1957. 363 с.

56. Прокофьев Ю.В., Переплетчиков Ю.С. О величине объемной подачи воздуха самовсасывающими центробежными насосами общесудовых систем// Труды ВНИИГидромаш, Вып. 44. -М.: ВНИИГидромаш, 1972. -с.95-193.

57. Судаков В.П. Пуск в ход центробежных насосов, смонтированных с приподнятой всасывающей трубой.-М.¡Машиностроение, 1964- 34 с.

58. Шаумян В.В. Исследование рабочего процесса центробежнових-ревого насоса// Труды ВНИИГидромаша, Вып. 37. -М.: ВНИИГидромаш, 1968. -с.106-121.

59. Насос центробежный пожарный комбинированный НЦПК-40/100-4/400. Техническое задание. -М.: 1988. 35с.

60. Карелин В.Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах. -М.: Машиностроение, 1975. 335 с.

61. Степанов А.И. Центробежные и осевые насосы. -М.: Гос. Науч.-технич. изд-во машиностроит. лит-ры, 1960. 462 с.

62. Насос центробежный пожарный комбинированный НЦПК-40/100-4/400. Техническое задание. -Миасс.: НПО электромеханики, 1992. 12 с.

63. Отчет по исследованию опоры центробежного насоса. —Миасс.: НПО электромеханики, 1993. 20 с.

64. Безбородько М.Д., Егоров Д.И., Закиров А.Г. О некоторых возможностях совершенствования пожарных насосов// Пожарная безопасность, информатика и техника, 1993. 2 с.

65. Варганов В.А. Насосные агрегаты и гидравлическое оборудование пожарных машин// Юбилейный сб. науч. тр. -М.: ВНИИПО МВД РФ, 1997.- с. 478-493.

66. Пожарная техника/ Иванов А.Ф., Алексеев П.П., Безбородько М.Д. и др. М.: Стройиздат, 1988. - в 2 ч. ч.1 Пожарно-техническое оборудование. - 408 с.

67. Даценко A.C. Противопожарное оборудование зарубежных фирм/ Экспресс-информация: серия 9. Вып. 6,-М.: ЦНИИЭСтроймаш, 1981.- 6 с.

68. Роговский Е.И. Перспективы развития техники измерений параметров насосов. М.: ЦИНТИНефтехиммаш, 1984. - 41 с.

69. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 415 с.

70. Гидравлика, гидромашины, гидропривод/ Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. 2-е изд., перераб. -М.: Машиностроение, 1982.423 с.

71. Королев Б.И. Основы вакуумной техники. М. - JI, Государственное энергетическое издательство, 1957. - 226 с.

72. НПБ 176-98 Насосы центробежные пожарные. ОТТ.МИ.

73. Кубарев А.И. Надежность в машиностроении. -М.: Изд-во стандартов, 1989.-215 с.

74. Абросимов Ю.Г., Иванов А.И., Качалов A.A. Гидравлика и противопожарное водоснабжение. М.: Академия ГПС МЧС России, 2003. -421 с.

75. Ляхтер В.М., Прудовский А.М. Гидравлическое моделирование. -М.: Энергоатомиздат, 1984. 421 с.

76. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. -М.: Энергия, 1997.-424 с.

77. Успенский В.А., Кузнецов В.М. Струйные вакуумные насосы. -М.: Машиностроение, 1973. 131 с. * 80. Фролов Е.С. Механические вакуумные насосы. - М.: Машиностроение, 1989. 267 с.

78. Яременко О.В. Испытания насосов. М.: Машиностроение, 1976. - 225с.

79. Лобачев Г.Н. Насосы и насосные станции. М.: Энергоатомиз-дат, 1983.- 174 с.

80. Ильин В.В., Беляцкий В.П., Чуприян А.П. Проблема противопожарной защиты метрополитенов и ее решение. —М: С.Пб, изд-во СпбГТУ, 2000. 320 с.

81. Ильин В.В. Динамика среды при пожарах в метрополитенах и ее основные элементы системы противопожарной защиты: дис. д-ра техн. наук/ ВИПТШ. -М.: 1993. 430 с.

82. ГОСТ 6134 Насосы динамические. Методы испытаний. •Щ 86. ГОСТ 17335 Насосы объемные. Методы испытаний.

83. Синельникова Е.А, Фролов С.Н. Нормативные требования к пожарному гидравлическому оборудованию// Крупные пожары. Предупреждение и тушение: Материалы научн.-практич. конференции. -М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2001. с. 373-375.

84. Синельникова Е.А. Насос высокого давления создан, но.// Пожарное дело. 1997. -№11. - с. 55-57.А

85. Кирпичев М.В. Теория подобия.-М.:Изд-во АН СССР, 1953.-96 с.

86. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. М.: Высшая школа, 1976.-480 с.

87. Кошмаров Ю.А., Башкирцев М.П. Термодинамика и теплопередача в пожарном деле. -М.: ВИПТШ МВД СССР, 1987. 444 с.

88. Термодинамика пожаров в помещениях/ Астапенко В.М., Кош-^ маров Ю.А., Молчадский И.С., Шевляков В.Н.: под. ред. Ю.А. Кошмарова.-М.: Стройиздат, 1988. 448 с.

89. Авакумов В.Н., Чучкалов В.А., Щелоков Я.М. Нестационарное горение в энергетических установках. -М.: Недра, 1978. 158 с.

90. Гурвич A.M. Подобие топочных процессов и моделирование топочных устройств// Изд. АН СССР. ОТН, 1943, №1. с.23-28.

91. Иссерлин A.C. Основы сжигания газового топлива. -М.: Недра, 1980.-270 с.

92. Кирпичев М.В., Михеев М.А. Моделирование тепловых устройств. -М.: Изд. АН СССР, 1936. 325 с.

93. Bach Н/ Ahnilch keitskriterein bei raumstromungen. Klima - Karte Jugenieren, 1973. BD. 1, Nr. 9, 9 s/ 37-42

94. Linke W. Stromungsvorgange in zwangsbelunften Räumen. VDJ -Berichete 21, s. 29-39.

95. Saito Building Research institute (Japan).-Research Paper, 1968,№ 33.

96. Прандтль JI. Гидроаэродинамика. —M.: Иностранная литература, 1949. 520 с.

97. НПБ 177-99. Стволы пожарные ручные. OTT. МИ. ГУГПС

98. МВД России, ФГУ ВНИИПО МВД России, 1998. 18 с.

99. НПБ 306-2002. Сетки всасывающие. OTT. МИ. ГУГПС МЧС России, ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2002. - 13 с.

100. H.A. Тарасов-Агалаков. Практическая гидравлика в пожарном деле. -М.: Минкоммунхоз, 1959. 230 с.

101. Яковенко Ю.Ф., Кузнецов Ю.С. Техническая диагностика пожарных автомобилей. 2-е изд., переб. и доп. -М.: Стройиздат, 1989.-288 с.

102. Пустовой Б.В. Механика движения жидкостей в трубах. —Л.: Недра, 1980. 159 с.

103. Синельникова Е.А., Варганов В.А., Майоров В.Е. Новые насосные агрегаты для пожарных автомобилей// Материалы научн.-практич. конференции. -М.: ВНИИПО МЧС РФ, 2003. 17.

104. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. М.:

105. Издательство литературы по строительству, 1965. 273 с.

106. Никурадзе Г. Проблемы турбулентности.-М.: Наука, 1932.-150 с.

107. Новое поколение пожарных насосов с автоматическим заполнением водой и дозированием пенообразователя для пожарных автоцистерн// Отчетная справка по теме П.2.3.И.007.93. -M.: 1994. 84 с.

108. Выполнить работы по сопровождению ОКР и освоению серийного производства пожарного центробежного насоса нормального давления типа НЦПН-40/100// Отчетная справка по теме П.2.3.И.09.1994. -М.: ВНИИПО МВД РФ, 1995. 123 с.

109. ГОСТ Р -04. Техника пожарная. Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний.

110. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений./ Наука, Гл. ред. Физ.-мат. литературы.-М. 1970, -104 с.