автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка теплозащитного костюма для работы в пламени

ВЦСПС

Веесовзный центральный ордена *3ши» Помет»* научно исслеповатсльский институт охрани труда

М* пр*в«х рукописи

УДК 6!4.89^.5:614.О/Л.24

МОИСЕЕВ ПЛАДИИМР КОНСТАМТМЮЬЙМ

разработка тешгозаектног о косгвна для работы 8 плакеэ1и

Специальность 05. 76.01 - охрана груда и похариая

Ьваопясност ъ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соисканий ученой степени «амоиАДТ« технических наук

И в с к в а

1У90

Работа ытозн&т во Есэсогоноу центральной центральном ордена "Знак Почета" неучно-бссяедова*еаьгассы ккстотуте охрани труда БЦСШ

Науодый руаоводвгель - профессор ДЬЯКОВ В.Б.

' Офицгшлъкш опвонзятгв:

Вед^тая сргаппзсзпя - Егасоизша вяуодо-прощводсггЕакно!

Д 02I-.03.0I при Всесоозноа ценградбисш ордена "Зиае Почета" иаучно-ксследовательсаом нямитуге охраны труда ЩСШ по адресу: 119829, Уосквя, ОболеясккЙ пер., д.ГО.

С диссертацией иоано «жапомяться в библиотеке института.

Автореферат разослан " * 1990 г.

-Отзыв на авторг^рат в одяэы экземпляре, эакаренныЗ печатью просим направлять в СпедлпдкзкроБаккца соеэт.

профоссор D.JL.

в.?.».,с.и.с. ГОШВОВ А.В.

объединение по горноспасахегъноку долу "Респиратор" Ккиугдепрсаа СССР

«Л» 1991 г.

часов на заседожга СЕещшшзпрованного соез^ь

Увеный сеггрегарь следиалкзированного совета, д.т.и.

E.H.Fsmœnot

| , ОЕКАЯ ХАРАКТЕРИСТИК! РАЕ-ОТЫ.

!

АКТУАЛЬНОСТЬ. Научно-технический прогресс ъ ряде случаев является прячнясй Еозникнорення ношх эксгремадьншс услокк£ для человека к предъявляет когье яовышсикье требораяин к его защите при работе е этих более сложных к опасных услориях.

Ускоренное развитие многих отраслей н&родкого хозяЯст-?а, преяде всего, не£тегазодобцвашей, явфтетзоперерабать-еаппей, химической, оказало елияней не урелкчвние опасности гоаникяогеяая крупных в сложных пожаров, в том, числе, выэ-ванных аварийными прорывами трубопроводсе.

Это потребовало изучения я классификации совокупности явлений при пожаре,' средств индияилуальгой ээдяты пожарных от опасных факторов пояира, установления крвтер.яер завдтк, обеспечения пожарных средствам* зашита т:рн работе г экстремальных условиях прж температуре до 1500°С , разработки методов я средстр хндяркдуальной заадтн пожарных.лх технологии и реализация ? прокыгленноств, обеспечения ниде'*Ростк прг крмгененид.

Постановка ато^ задаче наша срсв яоплояени» р Государственной проГ1'8>-«в по репеншо ваучко-гехнической пробле-ми 0.Я7.01. "Создать к осроить пройзродстро яорьх епдор прогрессивно;*. продукций текстильно?. проуьшлепкасту ьа 'оскоз-е .чорьХ рилов сырья, еьсокоэ^.¡активных технологических процессор я комплексов оборудования", р которой било дано задание 09.01. "Создать специальную ге.:лозн1.;мтиую /до К0С-°С/ одехду для пожарных, разработать технологию ;; 1.0*31 одеты, материалов, изделн« к одь'уд!-",

Опыт оорьби с крупными пожарами ь зданиях е соо\.у%цкЮХ

раздхпшого назначения, а ка открытие техналомчеехшх

влощадаэх псказынсот, что свтономныЗ костш

холкоы обеспечивать згцнту дрд&ркого от о?*фнтоп> племени

и адшшвого ярв рвдолвСузб рсбеу^ ^ вот фйкеля

ятяенм, где л'зэдарагурд досглгаст 1£00*>1500°0, . ■•. •

Для обаспсчецйя гцосжяоеел работ * ¡¡даа&шдах условиях тенпозагктнкй каст.« дедкш состйотствогмл следугохи требованиях; : иметь вксокую сгнес*го£х;рс:ть, акзнур теплопроводность,-. сожраяятъ фжз-ЕГЛ-чаданэтасйяе свойства при высоких температурах, иметь иебсльпув иаоду, згщщшать седо человека ат огогоя, сбгслсчгвйгь гдгпсннчйск^ц услеькл в подкос-тпинс« яростраяотрс.

В цзлом теилагздй'гш,! /до 1500°С/ коотш ТЙ-^1500 дом •пожарных должен оОаспечяв&ть ввщзту работающего б нйи человека в течешго ив шве® трех минут пря температура 1500°С» ."

Акали?, авредорого отечестроясого я зарубвяпого опвта по оозлшаж теплозадатпкх коетвиов для по тарных показал, чуо она не удоглетворят» современна:.: требоьшшя, как г от~ ношанш! ■ усто1чжвастг к иысокем /до 1500°С/ темпаратурад, так в по яродоякгтехьяоетю вьислневвя работ при туис-кик елочных похаров. Кзввстная теплозаздетиая одеада реиавт отде.-ддао из перечаслоннгк ?риооР&кхИ к аз ооеспачпзсот внподкедхя всего комплекса трейоканий, ^еобхадвиого для эффвктввксС Оорьбы со сложными пожгрзгЕ»

В связе с эта«, создай:® теплозащитного кастша, ОЙйй-печавашего ззасктвгкум вашту чвло£?-ка прк выпадневи® раб01 2 пламаяя, является актуально/ няучяэ-техиЕческзЬ. задачей. ЦЫЪ РАБОТЫ: разработать теплозащитный костхы, позголятаяН выполнять яеоОходикае краткоБреаегпио работы в открытом шш-Ы2ЕВ прк температуре до 150С°С.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ зсследовалил рключйлв:

- разработку тпебогаяяЯ к експдуатадноннш своистейа: коспо-

для работу з открытом пл&иенп на основе алалкуа характера пожаров к достигнутого уронял разработка теплозычкт-- яюс костгуол различных ткпов;

- разработку ^атэматяческой модели процесса прогрева кост»«а прв подходе к плякйкж, работе в нем г ркходе яз него, с далью опредеденяч корструктквных.параметров костюма путеу численного эксперимента;.

- вшоливикэ экспериментальной проверки адсдоатвостк уатбь»а-тдезской модели реальному процессу прогрева тепдозспгт-

кого косткг-'а;

- разработку конструшаи хост¡сма на основе полученных результатов") г: прогэд£'игг его ползгоннкх йсгыанпй.

МЕТОД ИССЛБ ДОБАВЬ. Для реагаягя поставленных задач принят хпипдвкспый метол асследоваяя£1» екдпч&ксйй анализ к обобщение данных по потарш- к услогвям труда пожарных, тактике ллкввдацки слочких поваров на ризлкчиш; объектах, язучанне отвчестввнпсй я 7йрубв«кно{: научно-техмаческок литературу г патентов, диалогические нетолы расчета на 01-М к зг-оп^рил«»}— тальане исследо-'-ьчкя, опмтяо-коис»рук"гори:*е 1 а-/.ряб ста«,.

Нн основа;.-ли проРэдении^ исслодо-янги ризркс.отши« основные пр«?.цзп!; создания тедлозавдтко!: оде*дь ;у:к об»-оп«*-чаиая безопасны. условия труда прг тягпературах.

ЕЙГОШ «ЮЗИсТЬ:

~ показана от су. стрке комплексного по'.хода при разработке кдассм^скацг погаро» г. геалозкактикх яоет-те-ая для пжарких , конструкций кос'т'ог;, комплекте«- ияторкало^ / г.чде-яеЙ для ггготоьленяя твплогамнтикх г остгмор различного рагкач<экг!>:;

- шяиледа наиболее слота:о и наименее иеелздо£аннда ситуаций при повара по тешеразурно-времешо;^ боздэйотвеэ «а по^&рног>о4 кря рабэгэ в îîosopax jr котркнг из? срэдетв и сарзде-sïiiîa яедходд s is разработке;

- воэрвыз в доШогой cscsaco: ^¿шерагурао-аргисзшш: ycsoBiirx рассмох'рена через {здовфзшяео |сэдзшц>авш:е прзделышз гргнлцы всздеЭстеш пгг^рз. на. ^епаоза^зкшЗ kocseí casqae-ro п8 иа sfoö cenosa» разработано«, сссяедошно ц sKcaeptaEireaauc» подгсорзденз Ерп-щршоанээ Есиж^гггорское к ^-хнодсгячесход рташгю яроЗдеид saaiffa »хоЕйвека в арздеглькгз: гггдеП-cïsîu: nesspa. Вэзультты рсЗога K>ryv бьть исподьЕоагжи а иесясдованнах по обесаетепш бс&опасаос«н ДЕ&ей на сонетах.

ДОСТОВЗРНШГь кг^учнш: ссследоБонйй» синодов и расошцйецгйЗ подгаерадена çecpas:w$ûs8iô.' и з sc«г кеодедоэа-

нняки, пояшчийшми исшзтаякша» резудгьтаташ щкмгззэдс-.:^ ycvaiiosocioS серии гчяиоьа^и'лих ïîogïbiîoê.

НА ЗЛШУ ВЬИСХЗЙХСЯ:-

- результате иссгедовшиЗ разработанной шогофакторнаЕ ма»е-матаческо»? модели;

- расчеишэ дагода ирэекифогамш вйхеуа теплозазакзой едеяди;

- разработанной к иссаедввашшЙ специальны!! *йплооашта.ий коетш дяя- повар»?; TK-Î500, арздкааиаченяый для рабок: з о чаре пламени.

ПРШ1ШГКйЯ ЦЕЙНЗСХЬ РАЕШ:

- даны оонэю 1ш.0еифшщ1ш со усдоыаш çeiaapasypaoro

воздействия поаарст, яозоожиЕзке БЙЯБИХЬ догг/ста^е границы /ïcunspîiiypa 1500ЭС, продсшштеяьиосг» 3 ыкнулг/ иютащгокного ьгодакфЭБслщ; п устаиозпи, требования к

запите на уровне свойств;

- разработана ьиогофакторная математическая модель„ которую колено попользовать о достаточной для практически точнсстьи при проектировании теплозащитных коствзуов различного назначения и определении областей их применения;

- разработан к исследован пакет материалов» который мотио использовать в качестве теплозащитной оболочки при создании автекошого язояиругягего средства индивидуальной заситы от воздействия открытого пламени;

~ впервые разработан к исследован специальный геплозапитлий костюм TK-I500, обеспечявагаий надежную зштату попарного при работа непосредственно в очаге пламени при температуре 1500°С в течение 3-х мину? Урепение Государственной научно-технической экспертизы изобретений от 28.II.89г. о выдаче авторского свидетельства на изобретение по заявке 9 4304891/40-23-126674/;

- выпупена установочная серия автономных теплозащитных костюмов для пожарных TK-I500 для работы непосредственно в очаге плакени при температуре до 1500° а течение 3-х минут;

- получен социальный эффект за счет обеспечения безопасных условий труда покерного при ликвидации сложных поааров ка различных объектах;

-озодае?гай экономический эффект от производства и внедрения э народное хозяйство теплозащитного костюма TK-I500 составит 330,9 тыс.руб. в год.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ В ПРСНШЕНН0СТИ:

Московским промыглекно-торговым ивейным объединением "Вымпел" изготовлено и поставлено организациям МВД СССР в 1966-1990 гг. установочная сери* из 125 теплозшитных костяков TK-I500.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Мате риалы дгссертащш долог» на я получвлк псда^а^ельную оценку ка:

- 21У науадо-тегндческаЕ конференций ЪЗШШ Млявуза FOXP, г.Ь'осква, 1956 г; »

-- ка техихческоу сонете Московского производственного трезвого объеду.кения "Вымел" Мп.члегпрош РС5СР, г.Москва,1938г.f

- на й'йтздичесдсм Совете ВЦНШЮТ ЩСПС, г.Москва, Г990 г»

ШТ^ТИКДЦЖ no тепа ддсс«ртаийл: по иатержаяаь: дкссертащш онубдяковано 5 статей.

СТРУКТУРА К ОЕЪЕМ РАГОТЫ.

ДуосертацЕя ягяааена яа 102 страницах машинописного текста в содержит »ведение, пять глав, выводы, 18 рисунков, II таблиц, бкблхсгргф'ю *з 112 наку-еновакЕй, 9 прилохеняк»

ССЙЗИОКлЕ РАБОТЫ,

Б JZFÍFBGt': "ГЛАРК. приведены обобщенные даяние анализа ендов пожаров :: средств андЕВкдуальной защиты покарнкх, сформулирована Еедача í: с следования.

Представлена общая к частше гутеск^ккаикя пожаров, опасные фактору nesapa, гоздействушие на люде'/, состояние с характер классг-^к&ийошшх признаков твпдозааятшх костюмов для уровень разработки тепдояадктнюс костяное, обобщение сведенгя о яатергалах к комплектующих кзделкях, ксколь-гуемне г кастоящес врзмя для изготовления теплозащитных костимое для пожарных, области гряисиеигя тепясзаздткых костюмов pas;;-. тапав.

ЙреведеинкЯ анализ укезьяает на отсутствие комплексного подхода при разработке классй^Екаций пожаров к теплезащктнкх костюмов для псжарнгх, конструкций костюмов, комплектов нате— реалов а 'хзделяЛ для взготовл&нзя теплезшжтных костюмов различного назначения.

?

К» вестимо теплозащитные косгшы значительно различаются по состазу ь»атеряалог, конструкции, комплектация я назначении. Оки позволят выполнять различные работы пс тушению покарав на границе плалтенк. Ряд костяков допускает краткоВременный /от 10 до 60 е./ контакт с плауоьем, нмем^км температуру до Х200°С. Не разработаны теплозащитные косткуу для защиты пекарных от роздеистрня открытого глаиенн и теплового излучения при тузенги сложных -пожаров, гфвхдл всего ка объектах не-;тегазодобаваяЕе£ к не^твгазоперерйбатьгчЕэтеи пробеле ииостк, лрх температуре окрухап-^вго юс<духа до 1Г»ГС-°С. Создана; такого костлуй аплязтпя актуальной научно-технеч^скок задаче!.

Анализ ^аучно-твхническоР литор-этуры к патентов,, кл&оея-:1кхйДЕ1' пожаров и гевлсаьажтных косткг-ов для полярних, в танке преетычеекгх углов»* тушения яоларов гозрслил выявить раг-балое сложные а наименее жеследоь&яные с и ту ту к ггря почарв по текпературнс-греуенноуу воздействию на пожарного.

Сложность проблм'Ь хз-&ь калкчил негостатопно ¡■ог1-ллл-завгдкьог крктерхег, опредехшких ез&луосыэ* уехчу х*чакте-рястикякя материалов, копстр.укци^ма коеткг'ов, & также г.ррн-цяяиально кояая область температурных границ возирав, не позволяет проводить прямых г\ксгеримептог /з-?а г-ьсоко;. стоимости. Поэтогу часть гсг.сгсог, связанных с ус?акоьль*-.ем гра-вец збггты и требование к зати:те, требует разработка ¿иик.чес-ких г математических и.лелей.

Внбранньге основы классификаций по условия* температурного воздействия яозяслклк выявить допусткмьв границы /температура 1500°С , продолжительность 3 »»ккутк/ гмктаыноиюго моделирования и установить трвбояекия к за^йте на у; евне

сеойств.

£0 ВТОРОЙ ГЛАВЕ представлено научное обоснована© конструктивного реиеиия тепловащятного костима г области • его прЕмененжл. Научное обоснование даво на оснорс разра-ботакной.мнэгс£&кторно£ иатематЕческой модела, позвсшшцеИ с помошью- численного эксперз<мента рассчитать динамику иенвния тегаератур в различных сечеввях костюма пра тепловом" гозде^ствяк пламевя, вызванвом аваркйянм проршзо« трубопровода, когда горвдал жидкость горат ые только и разлившемся вкдг, до к в ввде факела, вырывавдегося под действие:« избыточного давления н&руяу с большей скоростью»

.Исследования показали, что температура ь очаге горения пра этих авариях иокет доход«ть до 15О0°С, а скорость дек-зсвння газовой среды до 60~60м.с~*. Для лккеидйцяе таких сложных а^аркй част£ бывает необходимо вручную перекрыть ввнтЕЛЬ на трубопровода, кдк ссвернить другие тикткчсскк:» исропргятЕЯ, требувдйв находаввя человека в зоне факела в течеляе 3 мвн.

Конструктивное» решение теплозадвтного костша определяется. характерам тактических действкЬ пожарных при его исподь-зоваИЕв.

Б соответствен с тижттоИ тушеная сложных пояароЕ человек в теплозащитном'костше находится 10 мин., в т.ч. в среднем в -течение 5 ыян, на безопасной расстсяшш равном 30 м. подготавливается к дЕЕхеягю в очаг гзреняя;. затек он в течение X пав, равномерно делается к негу; врауя пребывания в очаге горения составляет 3 как.;- выход ез очага горгшая из. безопасное расстояние - I мян.

В общем случав нагреваш-в теплозадггткого косуша при подходе в вем человека к локальному очагу пожара, возникшему

пря вибросе горючей зсгддостл под давланаеи, работе в атом очаге и выходе да неге характеризуется следующей совокупностью флзйчееккх процессов, опрз делящих дцна'.нку изменения температур а . разлячкюс ссченгях теплазаднткпга хостгиа:

- нагрев наружно;! поверхности :;остгеа за счёт езлученля ллаи-знк прп подход? ч-злегеха к очагу горения и выходе из него, а тщате о-да^декке этак поверхности скруханцсй средой, йу-эщзй нормальную текнзратуру, посрядствон механизма конвекция;

- подведеяЕз тепле. к зарухной поверхностл костгуа как

за счёт излучения raaosoi орздк, тая л за счёт нспроктпвио-го теплообмена, обусловленного двязенкои газовой средь, пра п:лхо.чДй.5'г:5 человека впутрг очага горения;

- перенос тепла в ксстгмг., осу^ествлйстиь теплопроводностью;

- топлообг/сп i«езеду енутре янвк поверхностью костлиа я наружной поверхностью одвгда, в которую одет человек, осудест-ьхяс.'кк за счёт естественной конвекции я излучения;

- .'¡ггрев газона}; прослоек «очду внутренне;: поверхностью ксста-'а и наружной »тоъерхростью одслиш, проясхсдоп-уш за счёт тепла, гкделле.'-'огс этяия поверхностями;

- перенос тапдь г. одежде человека, осупествдяемш; за счёт теплопроводное?;:;

- нагрев газовой прослойки уояду телам человека я одездо!) за счёт тепла, отдаваемого з-нутренне!*. поверхностью одежда человека н наружной поверхностью его тела;

- теплообмен ;?ежду внутренней поверхностью оде;*дя и телоу человекп, осуществляемый за счёт зстест?енкоЙ конвекции и яз-лученкя;

1С

- вццеленяе влк Еогдапснсе тепла поверхностью года человека, a такяе температура псэсрхкостс сгс тела, еоусла^лпраот-ся фвавологжчеокяк мсалвягиом \ ермерегудяаш;.

Определяющую роль t процессе нигрева коехша. при nosape Егразг мвлучокпз плавни» Эгь было учтено псе разработке конструкцвв настюиа ь выборе для его наружной поверхяоетк тсшшотрахавсаго иатвркала, йлоезо с гек было привяло вс вавкою«,-что псглощательная способность доступных тешюотрачагь ш магеркдлов в процесс.- гогдойстрая на ихх noaapa увеличивается sa счёт разрушения кх теплестрклагсдеу. поверхностя. Поэтому бнло неидеко офхекг-инное KovnpoWECKoe кэястру*:'и:£нсе ровение - сспояьззведко для гзготовлекая иаругц:зЕ еослочк* костюма иеталлизироваляого иатаргияа с пыжам соглсх^кись хяяучейня варухиоЗ кстч'рхясст'Ьг качилькой зпле йдгеела, а для изготовления: вку-тренидх оболочек - льггегх тевлоязоля-«Еоянах уат^риалов, врепятсткуаш: распреетранеяго ?епла oí-нарукно£ ссвсрхностг кястюыа к телу человека призвавших сыграть спределявдую роль на этапе, когда де^стняе 1:с>:анкэ~ ма теплоотргженхя. прекратилась.

Для яредраргтелвяс*. оценки сугаараой толканн теклеяаадг»-иых слоев разребатыгаглого коетжа бала с£сг«удрро»нкг: матекагвческоя модель процесса его нагревикгя г.рк психее я вроведеш; с ее помошьг необходимые расчёт,

В уравнениях базовой иатскатжческок гедьли, а злтег: в форууя&х алгоритма расчета температур кспол>зсвйиы с-ледукпез обозначения и яндексь.

ОБОЭКА-ЧЕЕШТ: А ~ кпчальыгй коэ1£яцесйт геплслроводьостЕ • avt-р*ада; В - коэ&гцгент язиенекдя теллопрово: ноет;: г.атерьала от температурь; С - качальшл. кз-^кцкевт теплос-гкоет/ i'ay&r-v да; Л - ког:],;щеек? -¿зиекекия геплооукос?»' матерй&гь -¿"г.с

рчтури; уделыа:й тгялог-cíi пето::; уделькиcyj.t-.cip-пьй теплого;: пс- :ск. гнц-лоиейкнй пегергкссты» ;<ccrvw

!<а; С',^- удалью? П oyvv/iVPi.! "r-.-.n,:c::ci; сеток, ^ыделлс^ скут-рзннв;': noî'ûpXi!oc?bV) ксо?к/я; текпорлтура {¡apysHoi vci *¡ у~ но с Tu К'3сагг:я; -bp«,- тзгп грату!".;: ?;;утгенне/. ■>. ,;ccrj" i'CCïv-:';ï ;

Ту, - тоттератуг.*? поз 5рхчсстл - T?:,n«:..i?v;:-4

» " 'Ту

вкугсеннс»; по.-ярткоотг - тчадькая îcwispayyca пон?р-

хнссти :-:-„т<и - текудзе зиачзнз« rwnaptirypü г

^сльнса сз^енд;: kccrcva; - тегпер-пурд г гронэродьном сг-

rtccrc-*:» через vr;-;. 7?. „••.?: лК~ толакил

расчётного мспент^рчого сл«я;<,-СЛ- Kcoi^ruir.siiv «пдоотдгл* :-;o!!z-»г-ц-с-Л; шютяоогь у.чтзргЕда^ -»тзетли? кссткуа;^ -?зл:;пая ад-з%дь';о„?.» - ног^уикых п< ослоо::; £,

-л-.-г.-д ; v.-л:..-;; тр п er : • : :: о "г í кается;

¿t£ - C7'>r,2:;;: чешега Л5»у.~вв£ л ряутезня»* zorep-xaocrc-i; ^ ,v*f * - ^

о~е.*сгк; ¿r, - сгепепь горпоти пог-зфкиост:! но**.« чедв'-ака; ú s[,i-

рдочетиий зктзргйл IÍP'-VCH::»

ШЕиЧСЬ«: К- по.кй-дачд '-епд;- счет ;;о?!гоп:гд; Л - передача тепла

S « счёт -ялу С.С, - парзгатрн cicpyrriT.-^i. средь; пэд,- гг—

дд-^гг» лучiCTit'-l топловой поте:;; стр.- r«rra»:uí? дучрслЛ т-глло-

Dai: поте.::; пег л.- лсгдопишш. лг^ст'Н? т«гле?ий поток; сзСст:«.~

теплэно/. пстог., аззлчзз?/.^ нагрето!' гю^ерхкесты-; пр-, ntv,

! ¿

jMt'í.ïpu воздуха г- перл«-, к итврой npoc/rair-ax;.^- мсгзр сдоя; .у? - ^яксла, ruçusaxzoraa: пед ааЕлзкаг.ч; uap.i-

?*с;)г.'хдк; nav.v-crp'i дорг'р.таосгл, у ч-стгут?.'; г тепдооб-

Пр.- г аярос'отк-з с пэс?с.-; ¡лагег.'атгчвеко»: ¡.'эдьяп с учётз.м хз-рахтзрлстг:: ичи\ч горз.чая я тактика ого тупепдя /^aprcz^ocTii хдракт-эрп дс: c;?räi rro.парного :í зздокя ;:3v.öHe4«fi его доердинит

о? Zl-ei'.SRZ/ , сидя с;-ор«<ул.п'игпяк гршшчйий услог.ля тчплосбубиа,

Уравненао суюларкоС пдотясстд теплового потока, входящего s варуаную яо£ерхностъ теплозащитного костсуг'., Екооувад:

^ * /I/

Траввение' cyiavepaoö плотнеете теплового потока, -жнхсдяезго через гкугрешгш поверхность теплозащитного -костша, euceï £ед:

'»г <б-«4 ' ■

, Сфориулнрованяуа в ураЕнекЕях /I/ в.. /2/ гршшчшге условия

• теллзо01<ена nosao.rx'xr рассчитать ДЕкаягг.у темцзрг,-

тур г раздячих сечеияях кастша t на зто£ оско:;е сделать предварительную оценку толвдш его тепдоьзохяцЕйнкю: слоп-й без учёта »-«етахлазароьанного материала к BapyssoS сболочдо.

■ Алгорхш расчёта тшоратур вдлзчает sc себя еледгазйе формулы, полученные проф.Самарским A.A. не основе реасшв краевой задаче нестационарной теплопроводности елодкфгцаро-вашщм методом элеивьгаршх теплевкх балансов скедемака lia-сячега А.П*:

jl

- температура сбсгрегаекоЯ покерхкзета ксстша 4>f,t"C

"u'ï Ч ,-¿„J

- температура tZ ь средних "í-uzr слоях костша

- тсгасратура tía границе мекду слоямь, кгскцпле разпг:«

теплофЕвкческяе сеайства

I - ¿ ьА-AHMULÍШЖшт[11и

- температура¿¿^ Heooorpej-aevok посгрхиосп костша

4 а У ♦ ¿íáA^hLá&Ék^

-L ■ (ch /Д -и)

lía основа алгоритма била проведены расчёты температур в разлгчннх сечениях костима с псмспьс ЗШ EC-IC33 для придва-ратвлыгой ацяшш толэдшш теплоаполладо.-них слоев костюма, вы-пслнеьних праддолохнтельпо £3 материала, одного состава.

Для расчета температуры ка границе f-'сдду слаш/я, имоЕцгм:! разные твплсЛязлческае свойства, л чяслешюго прогноза динамика ззиекеядя температур в раэлгчпад сзчзпаях костяка, пьпол-паниого с использованием различии тогшоазоляшашпл: истерла-лов, з разработанную базовую уатвматзчвску» уодйль вводится соотнесений /5/,

С аспользоЕянлсм рззультзгов промдэншдх рзсчйто? бнла разработана окончательная допструяаад тэплзпаг.итного косткуз, гилшащвго "йаружпув оболочку аз маталдкзярошшой пой ткала, дно трехслойные оболочкп аз ясгинеземннх тканой u .'.♦уллктокреунезсмлсгого £атра нвзду псиа, оболочка аз кохаввн-яого опалка, перстяного войлока п хлопчатобумажной ткана.

После опрэделекзя окончательной конструкцап тгплогшмт-ногэ .костпла бнла сфорууллровала ос.чезшач ^ат'-^агдчкская модель ого нагревания прз пзпарз.

Основная гатематгчеокая уз.пьяа получена пя сечоге базовой мопзла путем введения в алгоритм гкрачекай тепа /А/ z /5/, отражахшх яалкчдв дополнительных сулоев мгтлллдзгроЕаипой и обычной кремнеземной ткани я нояевэпного- спилка. Основная математическая .модель не учктивает налячге в конструкции касту*'л хлопчагабуь'а.таой тк&км вряду ее незначительной толгщгш /0,22 v»f.

В результата расчётов с поуошью основной математической мо;;елз длнаяшгя изменения температур в р&злачлкх сэчеяяях окончательной конструкция теплозоцдтного костра установлено, что

предельное состояние теплгзаяятхого костела, по прогреву /ыз-шя&нге температурь' его меобогреваеией пегерхисстс до критического зиачекгя раннего 50°С/ цазтупаст черзз 10,5 «ни. от начала негрова. Таким образом, разработанную &атем«нгческую модель, учгта?£ЕС5ую все етшонке т^пературно-врсискиие факторы сдогаюги покари, тактакз' пекарного црд его тупе-ввн'и необходимость обеспечения требуемых гагкенсческис условии для находящегося 2 теялоззду-.тяэа костше человека, диьаукку тепло^изэтескнх процессов 1' различных сечепаях костюма, г подкостшясм пространстве, одзг^е í: vwc челохекя, тепло]i:: чеекке харкктерхстжхк £ толцвку, выбршшкх для костьада тепле-азоляцноныос материалов, нехко использовать с достаточное для практика точность» грв проек ?врояа:а;г: теплогиявтша? коствдюр различного н&гкачемш у опредехеигя областей r¿ приуеп&нпя.

Разработай х исследован с полздьг у-итекагическо« кодвля пакет «атервалев для Tt мозэдкткого кестк».;а TK-I500.

В ТРHTpül ГДАР2 приведиsu результаты зкене'жьек талыш. вссмдагппик ¡¡arpara пакета нате г-на,: дпя тс&дсзэднткогс костила при тепловом епддоустям*, ки^тпруткм c&vho слоулкс условия понара, и дан© срьРЕвню эксперткеиг&льжх данних с результата!?« расчётов по основной ь'ате^атячсслоЛ ;.ч:т;®ли.

Стендовые кмштьккя, вкпслиепвъ® на пакете материалов, разрнбатавноу с уче-ток результатов расчета, тгеказа;;;., чтп rps махеядекяя теплояацугтксго коотша в очаге гопвн/я у течзмии 3-х уен. повиванке температуры в подкостмляс;/ пространстве сверх допусгиисго предала 50°С происходи* чеиеа 5,7 ь:кн. от начала нагреЕа, Следовательно похаркш:, одеты-. в данями постои колет затратать яа подаон к счагу горения ь в>аод из него 2,7 мен. Поскольку, в соответствии о tit.TKKof: туиеник слссикх по,таро», человех в теплозащитно?* кост/ve vokct к сходится ври

хкплозси ^счдзйстгяи пожхрй 5 узн», иглсчал подход к очагу горсппл /I ••.-ли../, прсб:.-£апзе л очага гореипя /3 »"¿¡и/ г. «и-ход зз погс /I аса./, райряботаьньй! тсплззажгки.; иостгг. псз-поллэт обеспг-гпть безопяонссть человека, ?ьг.олнявдего рабе ".у з счагг горенхл, к^'-^г бнтъ рехсь-зидоган д*я праитуеско-га :!снользоу-с.я2я.

Сл^дуе™ с ту'- тдть, чтз срг:зу пасла дохода чслореха :гз ;;чага гсрзягл ссалг.гизиое расстоя-дже, необходимо быстро р: стегнуть ксстг/., ч-гобы температура воздуха г. есдко^тгмком яраотраксть:: псяйзглась до 1гмп?рг?уру ояруг^охаей среда.,

Срг-л.чопй^ результате" расчотоя по рсрорноё матгустя-ис:-:о". г.од-лл?< с длпйам.;: окспаракгятов дохазалс удоялетгорп-тельпуз сходрмос?:» ртоулмагоз» расчёта* с поморья математя-*»опсд.к с гпктлямз дачшли ддя разлгчгшх свченкй тепло-хасда-а. Это псзгсляе? сделать ешзсд ос ?дек??т-кс-стп разрглптаияой •лагглйгпгческз!: модгяя нагрев? шш тгпло-ттиото костра реальному •.¿ззкч'эсксггу продзссу л т-озиоя-;:осгч г.г- гсг.ользорьрдл для праьктарояаная тепдог.едйтккх хос-'»•¿ь !.?г-лгчпсгс кязкйчзжш 2 опрздолаяяя областей :зх пркка-

• пребчг";:о5: --''легога в тзпл^зы'.лтнзм коетгг.'с ?

лд "с^ип;, '/'.-тги.'.л {-"лп'-аур т™?*ттг?г• г*.т*уру» г^мге чригеде— г:'-: расчёта? цспгетчизго угодил првбньашиг э сча-

га гсэелкя » зазл'с'.с'остз от его токпвратурн, вьполлднние г , "то еуччирзее гремя подхода к очагу гэргнзя г!ь:п;:? "-гго езстг/нл/.^т £ мен,

Температура в очаге горенхя, Допустимое вреия пребыЕанкя чело-ог века в теплозасштнок костше в У__ очаго горения, мин. _

I5C0 * 3,0

1400 3,2

1300 Зг5

1200 3,8

1100 4,0

1000 4;5

SOO 5,2

800 6,0

700 б ,8

Прелставлгняке даняые псквзьсзалот, что область асполь-эоваккя разработанного теслозисктнзго костша могет бып Еяа-чятельно ьнре той, которая определила его конструкцию»

В ЧВТБЕРТО!' ГДАБЕ дана техническая характеристика разработанного теплозкшткого костаг/а TK-I500, показаны сосгад 2 казйачеяиь входящих, в него '.'атерйалов з комплекту-хсшх гздс-ляй, юс преакудеетва со сравнения с другсми иатериаламь, гыпод-нящнма те же функция, епнсаяи коиструктнвыыа и технологические особенности кастка-а, пргведени требоьачЕл техшшг безопасности прк азготорленяй костта.

СОСТАВ КССТКЫА. Здагту ст огня 2 высоких теипсратур з костяые TK-I500 обеспечивают семь оболочек из неорганических пггереаш жаростокких материалов к тра оболочки ез оргаиичес-кдх материалов, номплектутаке кзделкд, в том чу еле:

— материал дублироэакныЯ TK-II-C8/3-T0-T для внешнего г.оъ1-бннезока костша, вкработакякй из ткан« кремнеземной г/'ярки КТ-П-Св/З-ТО t пленка полгэтклеигервфталатнок уеталлкзярогаа-HOÍ! толщиной 0,012 мм, и предназначенной для отрькення дучкето зкергкк прг подходе пожарного к Хрояту пламекк г залита пожарного при работе кепоспедствеЕШ в пламени.

- ткань крекяеэсыиая термообработаниая ыаркг KT-II-TO для внешне!: сторокн огнеупорного в теплостойкого коибяиезоьов, ра<

полояенннх.последовательно за внегннм ксибаназоком костша, я предназначенная для увеличения прочности огнеупорного я теплостойкого коибгкеэоиов и закреплешгя в заданном положении £етра марка i£KP£-IC0 с внешней- стороны кскбпнеаснов;

- фетр муллитокремнеземчсти»! тешювзоляцмоький стеклонс-локяястый «арка. MKF®-I00 для тепловой изоляции огнеупорного ж теплостойкого комбинезонов;

- ткань креккеземнан термообработанная марки КТ-П-Э/0,1-Т0 для внутренней стороны огнеупорного к теплостойкого коибане-зонсэ я закрепления в них в-заданная палохеняя фетра ШРС-100;

- спилок кояеаенякй арт.912965 для чехла, расположенного за теплостойким кскбяпезоном, з герметлзирулдего внутреннее /подкостюмкоо/ прссгралство;

- гойлок тонкошерстный теплоизоляционный napr.it АТ1Ш-9

для знеикего слоя подстоям, расположенной за герметизарутним , чехлом, и обеспечявашей дополнительную теплзгую изоляцию я погло'ценяе потоввделенай тела почаряогс при работе;

- хлопчатобумажная ткань - бяэь арт.142 для внутреннего слоя подстэхкг /подкладки/, предназначенной для частичного поглощения я отведения потоЕыделенЕ^ тела попарного а удобства надевакля костгха;

- валенка русские арт.53 для дополнительной таплоазоляцг;: 'ног а 'Т.пксадгк я ззданнси положении мэталлачвскмх псдувток;

- стекла, кварцевнв оптическая марки КУ-I, металлизкрован-нка наоЛзеы, й комплекта с иеталлвческкмя ршлкамн;

- подоигн защитные противоударные л протаваскользятске металлические в комплекте с хомутами;

- ?аста:ска-молн8к для засхеггганпя распаха костюма;

- кнопки для застегивания наружного клапана на распаха костхвда.

В комплект костюма гходят аппарат со саатда воздухом ДАНА гхл КШ-З, каска, псяо,страховочный трос. Основные матеря&кы, внбран-кый для костша TK-I500, по сраввешш с друиши »шуерлалшгл, Еыполштщзгш тз es ^ункцяв, имеют существенные преимущества:

- кремнеземные тааяя ке горят в не разрушатся ирг кратковременном £озде£сгг£в температуры до 165С°С,' могут длительно зкспдуаткроЕаться прк г*уперату1>о до 1200°С;

- мулл*токуокнеземяст^ фетр не горкт ж не разрушается

• г.рг кратковременной »огдвлстем температуры до 1400.°С, мо«ет длительно аксплуатхроьаться при температуре до II'30°C, нгевт везкй яо&Ф^ецйокт теплопрогодйост» /0,051 Вт/м.»градЛ

- хохеьанкый сь 'хог. сахраияет работсслосоСиоеть пра крат-коЕреквияоу гозделствек температуры до 250°0, wobt нязкмй коэ!'Ьийлеят теплопроводности /0„048 ЕтД%град/.

}'спсльго^анкке не внутренней акзижзца. escxku. тонкошерстный гойлск £ хлсгттсбуь'шгпая ткань горят только rrpjr температуре более 300°С и могут длительно эксшгуагкроЕаться прл температуре до- 14С3С, кмеют нзгзкий коэ^ряцкент теплопровод-востй /cooTi'eTCTiCHKS 0,041 г 0,056 Ет./у.град/ к херсвуп гкгро-сксг.гчнсоть /11 к % састгетстрекно/.

Все гатерладь ,\зствуй яе токсичны.

Ь icoerwe испояьш ftHU cepriiHbif материалы к кемгиектухызе изделия стечестгвккого грСйЗЕзястя*« недеати^йло в откоса-тельда недорога«.

ИНСТРУКЦИЯ ЕОСТША. Ксстюм TK-I50Q представляет собой артскок-иую систему ЕЕДгРйДу&лького ггкзнесбеспечевтш. 0« ."¡лзелнви в Егде многослойного г.оУ.6>;аенон£ /скарангрза/', состоящего кг пяте, созвторятагхся друг друга по конструкции ко^бквезока®, £ тоь: чкеле: Еиешяегс, огнеупорного, теплостойкого ксмбкрд-зоноЕ., чехла.

п0дс7&йкя./

Кастам м/еет приточной капгвок с раягва'еинк«» и нем ос-эорнк^п стекламк, по два стекла с кладов стореяк.

Гукава костюма окаич<(ваптся сритачник» однопалы»»* Эйцпуаштангнк - пр*ггчин»'2 ботагг.

Костзаг спереди имеет расппх, Его зас.тегавакт иа злстечку-«слниэ я гери<5таз*рувт двумя клапанами. Снеанни яазззи застегг-вакт на ггталлетескке кнопка,

Внутрь косткуа вставляют Еалчяхя.

Боты оканчиваются яратявоударнь-мя пратдавоскользясккх подост^уч» Косттм щ/еет отсек для размещения на спме по.ъчрко-го дыхательного аппарата.

Внутри костгма на подстели* капезона с лево* сторгчк обзорного стекла расположен кардан для устаковкд манипулятора радиостанции.

Для дополнительной зшчты эоловы предусмотрена капки,

Кояструкцжя и последовательность располпгаднйя коуС~яезонов в коспт'.а ТК-1500 являются строго обоснованным?..

Бнеклы- комбйкезон азготовлея аз дублирор&няогэ ^атер^яля к а основа наиболее прочной, толстой, плотной, ¿ормпуетсЛ--чхзоГ. ?4еталлязнрованной негоршей знростойкой ткхка. О:; от;;; -час-? лучисгуэ эиергаю пра подходе пожарного пл&хяк г •• .-.'■•.к? последствие комбкнезонн о? разруяенал гол теплс^аэ-гческ:;* усхакяческях воздеЮтвяях ро врекя работе пота око го непосредственно в пла»'8ня.

0гнесгс>;ки1! л теплостойдяй трехслойные коибккезон« лены 23 негорючих яарссторкях ратерпаяов - друх слоев хр'име:*» ной ткакн з слоя муллятокремнезенастого фетра мехсу нймя, ос'-!г.пе-чиваьгцхх надехну» теплоизоляцию- последущях коь'бгнезоков, г ¡.пол-

кенних кз менее термостойких органических материалов,

№

Последующий комбинезон - чехол из кожевенного спилка, изолирует подкостаккое пространство от проникновения конвективного тепла и гшдкостей /нефта, воды и др./.

Внутренний комбинезон-подстеака из тонкошерстном войлока и хлопчатобумажной ткани предназначена для создания комфортных условий в подкостюдаом пространстве во время работы пожарного в пламени.

тшшгагш костша.

Изготовление, приемку и сдачу костюмов ТК-1500 выполняют в соответствии с чертежами, техническими условия?.® ТУ 17 РСФСР 01-7806-85, эталонным образцом, технологическим процессом костюм теплозааттннй ТК-1500.

Костюм ТК-1500 изготавливают на серийном технологическом оборудовании. Режимы работы оборудования и параметры дополнительных технологических процессов установлены при освоении опытно-промдаленного производства костюмов.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ приведены результаты испытаний костюма ТК-1500, показано состояние и перспективы его производства, дана сравнительная характеристика лучпих теплозащитных костюмов отечественного и зарубежного производства.

Приемечные испытания опытной партии теплозащитных ксстимов ТК-1500, изготовленных ШГПЮ "Вымпел" е количеств) 10 комплектов, были проведены Межведомственнсй комиссией, назначенной распоряжением Заместителя Министра внутренних дел СССР.

ПзрпгЗ прпз;.»тзшх испытаний гсшэтал проверку

пе^йззтелеЯ костяка. Второй ьтт - огневыз псл:;г01сз:э ксгслг^птп с участием двух нствггателей.

Испктекия прэгзд'етеъ з соотзетствгш с ''Преградой я ме?од-п;ой гфедварягелыддг л прзегялгшг испытания".

Тсшер^тзф! з авгсе райаэд псшггателаП составила Iö7C-Xc-3C°C. Предод^птолмгэсть работа пзрзого испытателя з гасокотестерстурноЗ в ска соеглпяга 4 trat. 20 cor:. Огкт бил npoxpaei щ-эа дсстатекп« у ксяштатзяя частота пульса 170 уд./ипя. Пргдо.тагтелыюеть работа второго исгштатеяя составила 3 шт.30 езк. Сльт Сип прсгсрадзн з сгяэи с вшголиышем програ-яап Частота пульса f второго пспктатедя заходилась з пределах не-»!«. Дэаалмгна недопуетлкк прогревов но наблюдалось.

Епегзган огкзтрон постегоз весло заверзоная кспита-т»:й било установлено, чао сгорела карузпая «"зталлкзпро-иолгася планка, доугп* зщге-гья гэыгисяяЗ но сбпаруяено.

В результата прксетчюя иепутагаФ било установлено» что теплозезшиЗ ко стаи TIC—1500 сбесп-зчигаот мадг^р эняшгу работипого при тегааратурз 1с00°С а теченао 3 млн. а по cchofhhm показстзлпм соотрстегзует тзтпгсзс-rtoj.ty зодашга.

1!едведснс?геквой ког.5ГС5йзЯ тспдозагпттгЗ костим TK-IÖ00 бцл принят и рексг.-звдозан к сор^ясяу производству.

2Z

В соотавгсжа с арзкаоом 1лшзс?ра легкой проьаплен-\,.осгм СССР от I4.03.8cx». Р 281 -°0б организации производства

'*чл1Хззш2Гйк: иосъ&гя, YK-I000" Шнлвторо,чу FCSCP было дано ьадпязе ергажг.свать в I9S5-I990 гг. в ШШО "Вышел" -ирскаводствс гг-епдозешиеных костонов ТК-1500 и обеснетать гас поставку организациям МВД СССР. .

В соответствии с уиазакнш прппасо« ШШО "Вампы*" оргакиаороло прокзьздсг&о в Г?83 р. установочной партат KfcctBiroB в Еодпцес>?ве 30 огуи.

В реэуяьта?е аспстаний установочной парка? косжлов в 1987 г. бнг.1 Еиягхеяц оксп^атйгршнлые в конструкторские кедосгагш иесгсь'а is разработаны сехвическив решения по не устранению.

Сратадаельная оценка технического уровня г. качества по оско'скы'у показа«.'елям костгги ТК-1500 к другт; .«гешюэгзпногг костзисз ояечествешзго и г>арубегйс-?о производства» по данный ШШШО ¡й$А СССР показача, что тепяоэа-зитныЯ костш ТК-1500 значительно превосходит по основным эксплуатац^оннсм поиааатеюш /температура - 1500°С и деятельности работа при еысочуй теьглературе - 3 ш./ дугугке ■геаяэошктные косииш, оог.воляксле выпол/ять спредегекнуа работу по зуаешпз поваров в зонах с температурой 1200сС v течение 60 с.

НЖЕЬТАТН ?ШШ

I. Пздгвеуздека принципиальная возьэкнооть «еплмекго реаешш вроблеш acrcmi человека при ра£о»о с наиболее слс

В»ях при и&кснмальмой температуре п очаге пламени 1500°С. 2. Разработана математическая модогь и на ее основе првдоояс». П расчета, почлолпзгяй научно-ойоеноа амно ревать попроси «тмрояаиня тгплозвситиой одеядм.

Разработан и нсслеаоаан пакет материалом дли теплозащитного йма ТК-1500, предназначенного йяя работы нпоосрвдстпенио к

СНГ!

4. Дано обоснование конструкции и технологии тсптийжишш 1

ТК-1500.

5. Тепяоэадитнай госте* для ловзримх ТК - 1^00 пр1'и>*-едометягниой конисснвй я рекомендован * серийному пром из оякгиа Организовано производство установочной серии теплшл«итии.»

ТК-Т300 в ЙПТОТ "Вимгеп-Оснооиис полевения диссертации отраден* в слрдуюсих онубяиюппишо >так автора:

1. Моисеев В. К. Теплозащитный «гостам ТК- !500 ля я работы в п/мм-■>•»-Гоаарное деле", Н 3, ?9Я9 г.

Коис^ев В.К. Исследован»!» и разработка принципов мнлмкмнуйсг •* >« (ты погярпых от ■геплъпмх потокоа н пяямг>нм горивтмх нс^тсп^ .л»» г..» Елейная проммяпеность', Н г.

Л. Иоисреп П,К. Состояние и лерспгктннн рашитнл тг«л<>'.»««< •■> 1ЯИ поиарних "Опейнаи пронмия^ииосп". N /. I м(< ч •

-Л. ?1оис«*е 8. К. научное обоснованна конструкторского сил-: чип (озасзпгного костг>нз и области рго применения /Лспоинр. ЦНИИI ■ *> >989 Г. /.

5. Иоисеев В. К. Зксгшрммритальные исследования м.1Г-р»>>'.1''и,1 позапиткого коеттоиа при аапярг. /Лелонир. ЦНИИГЭМи*тпрсм 1Ч*»' 1