Расчет параметров работы звена газодымозащитной службы в кислородно-изолирующих противогазах

Решение.

Так как ведение боевых действий предполагается в непригодной для дыхания сре- де, принимаем, что пожарные стволы будут подаваться звеньями ГДЗС по 3 газодымо- защитника в каждом звене.

Количество звеньев ГДЗС, необходимое для ликвидации горения:.

Количество звеньев ГДЗС, необходимое для защиты:

.

Общее количество звеньев ГДЗС, необходимое для ликвидации горения и защиты:.

Резерв газодымозащитников определяется из расчета 1 резервное звено ГДЗС на

3 работающие звена ГДЗС:

.

Общее количество звеньев ГДЗС:

.

Количество газодымозащитников, необходимых для тушения пожара с учетом постовых на постах безопасности ГДЗС (из расчета 1 газодымозащитник на каждом посту ГДЗС):

.

Количество пожарных автоцистерн, необходимых для доставки к месту пожара требуемого количества газодымозащитников:

.

О т в е т. Для тушения пожара необходимо привлечь 7 звеньев ГДЗС, из них:

3 звена ГДЗС — для подачи стволов на ликвидацию горения;

2 звена ГДЗС — для подачи стволов на защиту;

2 звена ГДЗС — резерв.

С учетом организации 5 постов безопасности ГДЗС требуется 26 газодымоза- щитников.

На пожар необходимо вызвать 7 пожарных автоцистерн (постовые на постах без- опасности будут работать без СИЗОД).

Давление кислорода в баллоне КИП i-го газодымозащитника перед входом в непри- годную для дыхания среду (давление входа), т.е. у поста безопасности ГДЗС, обозначим

. Так как это давление у газодымозащитников одного звена ГДЗС может быть разным, вве- дем обозначение минимального давления кислорода в баллонах КИП звена ГДЗС перед входом в непригодную для дыхания среду (минимальное давление входа в звене ГДЗС).

. (2.13)

При движении звена ГДЗС от поста безопасности ГДЗС до очага пожара (до бо- евой позиции) газодымозащитники могут израсходовать разное количество кислоро- да. Потребление кислорода зависит от физиологических и физических особенностей газодымозащитника, массы переносимого им пожарно-технического вооружения, сложности пути и других факторов. Давление кислорода в баллоне КИП каждого газо- дымозащитника по прибытию на боевую позицию обозначим. Падение давления кислорода в баллоне КИП i-го газодымозащитника за время его передвижения от поста безопасности ГДЗС к боевой позиции выразится:

. (2.14)

Максимальную величину падения давления кислорода в звене ГДЗС обозначим

. Тогда

. (2.15) Минимальное значение давления кислорода в баллонах КИП звена ГДЗС на бое-

вой позиции обозначим

.Тогда

. (2.16)

Схема распределения давления кислорода в баллонах КИП на маршруте движе- ния звена ГДЗС приведена на рис. 2.1.

Контрольное давление кислорода в баллонах КИП, при котором звену ГДЗС необ- ходимо прекратить выполнение работы в непригодной для дыхания среде и выходить

на свежий воздух (контрольное давление выхода) Р [17], определяется из выражения:

где Р

к.вых, в соответствии с наставлением

, (2.17)

р = 30 кгс/см2 — значение остаточного давления кислорода в баллоне КИП,

необходимого для устойчивой работы редуктора; К з — коэффициент запаса кислорода

на непредвиденные обстоятельства обратного пути.

Рис. 2.1. Распределение давления кислорода в баллонах КИП на маршруте движения звена ГДЗС

При работе звена ГДЗС в подземных сооружениях, в метрополитене, много- этажных подвалах со сложной планировкой, трюмах кораблей, зданиях повышенной

этажности К з=2, т.е. на непредвиденные обстоятельства обратного пути принимается

падение давления в два раза большее, чем на путь от поста безопасности ГДЗС к бое- вой позиции. При этом выражение (2.17) примет вид:

. (2.18)

При работе звена ГДЗС в остальных случаях К

з=1,5, т.е. на непредвиденные об-

стоятельства обратного пути принимается падение давления в полтора раза большее, чем на путь от поста безопасности ГДЗС к боевой позиции. В этом случае контрольное давление выхода вычисляется из выражения:

. (2.19)

Определим допустимое время работы звена ГДЗС на боевой позиции Т

раб. Время Т,

за которое израсходуется кислород, находящийся в баллоне КИП, можно определить по формуле:

, (2.20)

где V

к — объем кислорода в баллоне КИП, л;

— средний расход кислорода при работе в КИП с учетом промывки дыхатель- ного мешка, срабатывания легочного автомата и т.д. В расчетах принимается, в соот-

ветствие с техническими характеристиками КИП, Q

к = 2 л/мин.

Примем допущение, что процесс заполнения баллона кислородом — изотермиче- ский. Такое допущение не оказывает значительного влияния на результаты вычисле-

ния Т

раб с практической точки зрения, т.е. с точки зрения работы газодымозащитников

в КИП. Изотермический процесс описывается уравнением, известным (при массе газа

) как закон Бойля-Мариотта:

, (2.21)

где Р

1,Р2 — давление газа в начальном Р1 и в конечном Р2 состояниях системы;

— объем, занимаемый газом соответственно при Р

1 и Р2.

В процессе заполнения баллона кислородом некоторый объем кислорода, на-

ходящийся при нормальном атмосферном давлении Р

мы), помещается в баллон емкостью V

ат (начальное состояние систе-

б. При этом давление кислорода возрастает до

величины Р

б — давления кислорода в баллоне (конечное состояние системы). При та-

ких обозначениях формула (2.21) запишется в виде:

. (2.22)

Исходя из формулы (2.22) найдем объем кислорода, находящегося в баллоне:

. (2.23)

Подставляя уравнение (2.23) в (2.20), получим:

. (2.24)

При вычислении Т раб необходимо учитывать, что в баллоне КИП на момент окон-

чания выполнения работ (начало выхода звена ГДЗС из зоны задымления) должен

остаться кислород на обратный путь, равный Р

Р

к.вых. Подставляя в формулу (2.24) вместо

б величину давления Рбп.min, уменьшенную на Рк.вых, и принимая Рат = 1 атм, получим вы-

ражение для расчета Т

раб:

, (2.25)

где — объем кислородного баллона, л (для КИП-8 V

б = 1 л; для «Урал-10» V

б = 2 л).

Общее время работы звена ГДЗС в непригодной для дыхания среде Т

общ можно оце-

нить уже на посту безопасности ГДЗС, до входа звена в задымленную зону. Проведя рассуждения, аналогичные изложенным, получим:

. (2.26)

Зная время включения T вкл в КИП и Тобщ можно определить ориентировочное время

возвращения звена ГДЗС из задымленной зоны Т

возвр

Т вовр=Твкл+Тобщ. (2.27)

Пример 2. При тушении пожара в административном здании, перед входом звена

ГДЗС в непригодную для дыхания среду давление кислорода в баллонах КИП-8 га-

зодымозащитников составляло Р

вх.1 = 180 кгс/см2; Рвх.2 = 170 кгс/см2; Рвх.3 = 190 кгс/см2.

За время продвижения звена ГДЗС к боевой позиции давление кислорода снизилось

соответственно до Р

бп.1 = 155 кгс/см2; Рбп.2 = 145 кгс/см2; Рбп.3 = 160 кгс/см2. Оценить общее

возможное время работы звена ГДЗС в непригодной для дыхания среде Т

лить контрольное давление выхода звена на свежий воздух Р

общ, опреде-

к.вых и время работы звена

ГДЗС на боевой позиции Т

Решение:

раб.

Минимальное давление кислорода в баллонах КИП-8 звена ГДЗС перед входом в непригодную для дыхания среду:

Р вх.min = {180;170;190};

Р вх.min = 170 кгс/см2.

Общее время работы звена ГДЗС:

= 70 мин.

Падение давления кислорода в баллонах КИП газодымозащитников за время движения к боевой позиции составило:

∆ Р

1=Рвх1 – Рбп1 = 180 – 155 = 25 кгс/см2;

∆ Р

∆ Р

2=Рвх2 – Рбп2 = 170 – 145 = 25 кгс/см2;

2=Рвх2 – Рбп2 = 190 – 160 = 30 кгс/см2.

Максимальное падение давления кислорода в баллонах КИП звена ГДЗС составляет:

? Р max = max{25;25;30};

∆ Р

max = 30 кгс/см2.

Контрольное давление кислорода в баллонах КИП, при котором звену ГДЗС необ- ходимо прекратить выполнение работы в непригодной для дыхания среде и выходить на свежий воздух:

Р

к.вых = 1,5∆Рmax + Рр = 1,5 x 30 = 75 кгс/см2.

Минимальное значение давления кислорода в баллонах КИП звена ГДЗС по при- бытию на боевую позицию:

Р вп.min = min{155;145;160};

Р вп.min = 145 кгс/см2.

Время работы звена ГДЗС на боевой позиции:

= 35 мин.

Результаты решения примера 2 сведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Дата добавления: 2015-07-02