реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Севастополь
Работа добавлена на сайт samzan.net:
СЕВАСТОПОЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ
ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
БУРКОВ ДМИТРО ВАЛЕРІЙОВИЧ
УДК 629.5.064
ПІДВИЩЕННЯ НАДІЙНОСТІ, ЖИВУЧОСТІ ТА
БЕЗПЕКИ КАБЕЛЬНИХ І ТРУБОПРОВІДНИХ СИСТЕМ СУДНОВИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК
05.08.05 - Суднові енергетичні установки
Автореферат дисертації на здобуття
наукового ступеня кандидата технічних наук
Севастополь - 2002
Дисертація є рукописом
Робота виконана в Севастопольському національному технічному університеті Міністерства освіти і науки України
Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Торовець Анатолій Григорович. Севастопольський національний технічний університет, професор кафедри прикладної екології та охорони праці
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор
Нікітін Євген Васильович. Севастопольський військово-морський ордена Червоної зірки інститут ім. П.С. Нахімова, професор кафедри живучості корабля, водолазних і суднопідйомних робіт
кандидат технічних наук,
Дайнеко Валерій Іванович доцент кафедри Експлуатації морських суден та споруд (Севастопольський національний технічний університет МОН України)
Провідна установа — Український державний морський технічний університет
Захист відбудеться “02” січня 2003 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К50.052.03 у Севастопольському національному технічному університеті за адресою: 99053, Севастополь, Студмістечко.
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Севастопольського національного технічного університету
Автореферат розісланий 01 грудня 2002 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради К50.052.03
кандидат технічних наук, доцент К.В. Перепадя
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми
Підвищення надійності, живучості та безпеки кабельних і трубопровідних систем суднових енергетичних установок є актуальною задачею, оскільки її розв'язання дозволяє забезпечити працездатність самих систем, головного двигуна, механізмів і обладнання в екстремальних експлуатаційних умовах. У таких випадках заходи щодо ліквідації наслідків аварії лягають на екіпаж і технічне оснащення судна, і якщо останнє виходить із ладу під впливом зовнішніх чинників, то наслідки можуть бути дуже трагічні (прикладом цього може служити загибель атомохода “Комсомолець” у квітні 1989 р.).
Найнебезпечнішою аварійною ситуацією із важкими наслідками є виникнення і розвиток пожежі на судні, яке знаходиться у морі. Відповідно до результатів проведених досліджень, число пожеж складає 5-6 % від загальної кількості аварій на суднах світового флоту, при цьому число знищених полум'ям суден складає 15-35% від загальної кількості “загиблих” суден.
Ця проблема загострюється у зв'язку з постійним збільшенням потужності суднових енергетичних установок і електронасиченості суден, що обумовлює зростання довжини і кількості кабельних і трубопровідних трас. Так, наприклад, маса суднових електромереж стосовно маси всього електроустаткування досягла 45%, а сумарна довжина кабелів на сучасних суднах наблизилася до 200 км при загальній довжині трубопровідних ліній понад 150 км. За наявними статистичними даними зростаючу роль у виникненні і розвитку аварійних ситуацій набувають кабельні і трубопровідні системи СЕУ. Так, однією з основних причин поширення на суднах пожежі, є кабельні і трубопровідні траси, зокрема місця їхнього проходу через суднові переділки і палуби (за статистикою понад 75% випадків поширення пожеж припадає на пожежі, під час яких полум'я розповсюджується по кабельних трасах).
У зв'язку з цим особливу актуальність набувають дослідження, спрямовані на розробку технічних засобів підвищення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем суднових енергетичних установок із розширеними функціональними можливостями для забезпечення працездатності суднового енергетичного устаткування і систем у складних експлуатаційних умовах, спричинених аваріями.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами
Дослідження з даної проблеми здійснювалися відповідно до галузевої програми підвищення живучості плавзасобів різноманітного класу і призначення (шифр 02.64.17) на базі ВАТ “Севморзавод” із метою вирішення задачі створення захисних пристроїв для кабельних і трубопровідних трас на суднах, що будуються і ремонтуються як одного з напрямків підвищення конкурентноздатності підприємства.
Мета і задачі дисертаційних досліджень
Метою дисертаційних досліджень є підвищення надійності, живучості та безпеки кабельних і трубопровідних систем суднових енергетичних установок.
Ця мета реалізована шляхом вирішення таких задач:
– на основі аналізу причин низької надійності, живучості та безпеки кабельних і трубопровідних систем суднових енергетичних установок, визначений напрямок досліджень – створення захисних пристроїв, що дозволяють забезпечити підвищену надійність, живучість та безпеку кабельних і трубопровідних систем суднових енергетичних установок;
– визначені домінуючі чинники, що впливають на надійність, живучість та безпеку захисних пристроїв, з урахуванням яких розроблена математична модель вогнестійкості і вибору основних параметрів захисних пристроїв;
– розроблені науково-обґрунтовані методи щодо визначення форми і матеріалів-наповнювачів для захисних пристроїв, що дозволяють забезпечити підвищену надійність, живучість та безпеку кабельних і трубопровідних систем суднових енергетичних установок;
– створено програмне забезпечення для проведення розгорнутих обчислювальних експериментів;
– створено ефективні конструкції захисних пристроїв, що дозволяють забезпечити підвищену надійність, живучість та безпеку кабельних і трубопровідних систем СЕУ;
– розроблені рекомендації щодо проектування захисних пристроїв для кабельних і трубопровідних трас.
Об'єкт дослідження – кабельні і трубопровідні системи СЕУ.
Предмет дослідження – захисні пристрої для підвищення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем СЕУ.
Методи дослідження – аналітичний метод аналізу причин низької надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем; математичне моделювання вогнестійкості захисних пристроїв; обчислювальні експерименти, лабораторні і натурні методи визначення чинників, що впливають на надійність, живучість та безпеку захисних пристроїв; нормативні методи оцінювання вогнестійкості і герметичності захисних пристроїв; методи оцінювання похибки результатів експериментальних досліджень.
Наукова новизна отриманих результатів
1. На основі проведеного в роботі аналізу з уточнення системи факторів, які визначають надійність, живучість та безпеку кабельних і трубопровідних систем СЕУ, обґрунтована необхідність розробки захисних пристроїв із використанням оптимізованих форм і вогнегасних матеріалів, для їхнього заповнення;
2. Уточнено комплексну математичну модель оцінювання вогнестійкості і вибору основних параметрів захисних пристроїв у частині впливу форми захисного пристрою, матеріалу для його заповнення і параметрів захищуваної траси (вид траси та її перетин);
3. Одержали розвиток існуючі методи оцінювання вогнестійкості суднових конструкцій у частині їх використання для визначення чисельних значень коефіцієнтів, які враховують вплив форми, матеріалів-наповнювачів, виду і перетину захищуваної траси на надійність, живучість і безпеку захисних пристроїв;
4. Вперше науково обґрунтоване і рекомендоване використання сферичної (тороїдної) форми захисних пристроїв і використання вогнегасного порошку, утворюючого корку плава, для її заповнення, на основі чого запропоновано оптимізований модульний ряд захисних пристроїв для кабельних і трубопровідних трас і дані основні напрямки щодо їх проектування.
Практична цінність дисертаційних досліджень полягає у:
1. Розробці науково-обґрунтованої методики щодо проектування захисних пристроїв для кабельних і трубопровідних систем СЕУ і відповідної програми розрахунку параметрів захисних пристроїв на ЕОМ.
2. Створенні типових конструкцій захисних пристроїв для кабельних трас, у тому числі таких, що містять елементи комутації електричного струму;
3. Створенні типових конструкцій захисних пристроїв для трубопровідних трас, у тому числі таких, що містять елементи регулювання потоку робочого середовища;
4. Обґрунтованому підборі, з урахуванням суднових умов, вогнегасного наповнювача (вогнегасний порошок) і форми захисних пристроїв (сфера або тор).
Реалізація результатів дисертаційних досліджень
Результати роботи використані при розробці “Рекомендацій щодо забезпечення вибухопожежозахищеності кабельних і трубопровідних трас” і ввійшли до складу Керівних технічних матеріалів КТМ 3-017-2000.
Технічні рішення, що отримані в ході виконання дисертаційних досліджень, використані під час модернізації морських плавкранів типу “Чорноморець”, що проходили ремонт на ВАТ “Севморзавод”; на підприємстві “Севморверф” упроваджені на збудованому плавкрані проекту 15202 і передані для використання на ВАТ “ЦКБ “Корал”; рекомендовані до використання за результатами досліджень на ТОВ Підприємство “Таврида-Електрик”.
Результати дисертаційних досліджень відображенні в навчальних посібниках для студентів ВЗО, які підготовлені за участю автора і використовуються у навчальному процесі в Севастопольському національному технічному університеті.
Особистий внесок дисертанта
У ході виконання дисертаційних досліджень особисто автором проведені дослідження з виявлення причин низької надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем СЕУ і запропоновано розв'язання проблеми шляхом створення захисних пристроїв; розроблена комплексна математична модель, яка враховує вплив форми і вогнегасних матеріалів на вогнестійкість захисних пристроїв; проведені обчислювальні і лабораторні експерименти, за результатами яких рекомендована сферична форма захисних пристроїв і вогнегасний порошок для її наповнення; створено програму “Розрахунок параметрів захисних пристроїв”; розроблені рекомендації щодо проектування захисних пристроїв.
Апробація результатів дисертації
Основні положення дисертації доповідалися, обговорювалися й одержали схвалення на:
- 4-ій міжнародній науково-технічній конференції “Проблеми охорони праці і техногенно-екологічної безпеки” (м. Севастополь, вересень 1996 р.);
- 5-ій міжнародній науково-технічній конференції “Проблеми охорони праці і техногенно-екологічної безпеки” (м. Севастополь, вересень 1997 р.);
- 6-ій міжнародній науково-технічній конференції “Проблеми охорони праці і техногенно-екологічної безпеки” (м.Севастополь, вересень 1999 р.);
- 2-ій всеукраїнській науково-практичній конференції з охорони праці “Охорона праці в Україні: стан, проблеми, перспективи” (м. Київ, серпень 1997 р.);
- науково-практичному семінарі “Методологія створення і досвід експлуатації автоматизованих баз даних охорони праці” (м. Київ, травень 1998 р.);
- конференції молодих учених “Понт евксинський 2000” (м. Севастополь, травень 2000 р.);
- міжнародному науково-технічному семінарі “Системи контролю навколишнього середовища - 2000” (м. Севастополь, вересень 2000 р.);
- конференції молодих учених “Понт евксинський-2” (м. Севастополь, вересень 2001 р.);
- науковому семінарі кафедри Експлуатації морських суден та споруд СевНТУ (м. Севастополь 2002 р.);
- міжнародній науково-технічній конференції “Перспективні шляхи розвитку суднобудування в XXI сторіччі” (м. Севастополь 2002 р.);
- науково-технічному семінарі Українського державного морського технічного університету (м. Миколаїв 2002 р).
Публікації
Результати дисертації, що виносяться на захист, опубліковані: у 4 навчальних посібниках, 12 наукових статтях, у тому числі 9 у виданнях ВАКу, а також у 15 тезах доповідей на різноманітних, у т.ч. міжнародних, науково-технічних конференціях, захищені 7 патентами України.
Структура дисертації
Робота складається з вступу, п'ятьох розділів, висновків, списку літератури, додатків. Матеріал викладено на 154 сторінках машинописного тексту, він містить 16 таблиць і 42 рисунка. Обсяг додатків складає 40 сторінок.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтована актуальність теми і викладається перелік питань, дослідженню яких присвячена дисертація, формулюється мета і методика досліджень, а також положення, що захищаються автором .
У першому розділі аналізується стан питання забезпечення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем суднових енергетичних установок. Проведені теоретичні дослідження з виявлення основних причин вибухів і пожеж на морському транспорті. З отриманих автором даних видно, що серед таких причин визначальне місце займає недостатня надійність, живучість і безпека кабельних і трубопровідних трас (табл. 1).
Таблиця 1
Причини пожеж і вибухів на суднах
Причини % від загального числа розглянутих випадків
Кораблі Судна
Недостатня надійність, живучість і безпека кабельних трас 31 27
Недостатня надійність, живучість і безпека трубопровідних трас 21 20
Інші і не встановлені причини вибухів і пожеж 48 53
Більш детальний розгляд причин виникнення і поширення пожеж і вибухів на суднах показав, що найбільш уразливими місцями в системі захисту кабельних і трубопровідних систем, є місця проходу кабелів і трубопроводів через переділки та палуби і місця з'єднання кабельних трас.
Проведений аналіз існуючих технологій захисту кабельних і трубопровідних трас, а також конструкцій і матеріалів, які при цьому використовуються, виявив істотні недоліки, що не дозволяють повною мірою вирішити задачі підвищення їхньої надійності, живучості і безпеки через недостатню досконалість використовуваних конструкцій і матеріалів.
Запропоновані розв'язання цієї задачі шляхом створення захисних пристроїв. Обґрунтуванням їх є математичний опис процесів тепломас-опереносу через захисні пристрої, обчислювальні і лабораторні експерименти, випробування модульних конструкцій захисних пристроїв, методика їхнього проектування, впровадження у виробництво.
У другому розділі виконані теоретичні дослідження основних чинників, що впливають на надійність (по чиннику безвідмовності), живучість (по чиннику вогнестійкості) і безпека (по чиннику герметичності) захисних пристроїв для кабельних і трубопровідних трас.
З урахуванням досвіду розв'язання теплотехнічних задач стосовно до суднових конструкцій (рис.1), виконані добір і аналіз змінних, що впливають на вогнестійкість захисних пристроїв. Виділені такі групи змінних:
- температурний режим (початкова температура – Т0, температура пожежі – Тf, температура з боку захисного пристрою, що не обігрівається пожежею – Тx,t);
- тимчасові умови (час прогрівання захисного пристрою t до температури Тf);
- фізичні умови матеріалу (теплопровідність – l, теплоємність – с, щільність – r, температуропровідність – а);
- геометричні умови (товщина захисного пристрою – х до точки прогріву).
Рис. 1. Розрахункова схема до розв'язання задачі теплопровідності захисного пристрою при нагріванні суднової переділки у випадку пожежі:
1 - траси, що захищаються; 2 - захисний пристрій; 3 - полум'я; 4 - матеріал, що заповнює захисну конструкцію; 5 – суднова переділка; 6, 7 - суднові приміщення; tдоп - припустима температура прогріву конструкцій із протилежного від пожежі боку; tпож - температура у приміщенні з пожежею
Розвиток пожежі в суднових умовах відповідає граничним умовам третього роду й описується законом Фурь'є-Кірхгофа
, (1)
З урахуванням того, що розглядається одномірне нестаціонарне поле рівняння (1) можна представити у виді виразу
, (2)
Розв'язання рівняння (2) проводиться з використанням узагальненого інтегрального перетворення Фурь'е-Ханкеля:
, (3)
де - узагальнююча функція,
, де R - товщина захисного пристрою.
Отримане в ході розв'язання рівняння (2) вираз (4) дозволяє робити оцінку вогнестійкості захисного пристрою прямокутної форми, заповненого матеріалом, що не має протипожежних властивостей.
, (4)
Для адаптації рівняння (4) до використання для розрахунку захисних пристроїв з урахуванням форми і заповнюючих матеріалів у нього введено два коефіцієнти: D – коефіцієнт форми і s – коефіцієнт вогнегасіння. Коефіцієнт форми D враховує вплив форми захисного пристрою на його вогнестійкість, а коефіцієнт s - враховує вплив матеріалу, який заповнює захисний пристрій на його вогнестійкість. Визначення чисельних значень наведених коефіцієнтів провадиться розрахунково-експериментальним методом. Після введення коефіцієнтів і переходу до температур було отримано остаточне рівняння вогнестійкості захисних пристроїв (5).
(5)
Для спрощення процедури проведення обчислювальних експериментів із рівняння (5), створена програма “Розрахунок параметрів захисних пристроїв”, реалізована в середовищі програмування C++ Builder. Програма дозволяє робити розрахунки з варіюванням вхідних і вихідних умов і має зручний інтуїтивний інтерфейс (рис. 2).
У третьому розділі розроблені стенди, подані методики і результати експериментальних досліджень.
Рис. 2. Меню програми “Розрахунок параметрів захисних пристроїв”
За результатами порівняння лабораторних і обчислювальних експериментів із захисними пристроями розмірами 70 і 100 мм перевірена математична модель (5), розроблена в главі 2. Розбіжність між результатами експериментів порівняна і складає не більше 7% (рис 3).
Для урахування впливу форми захисного пристрою на його вогнестійкість отримані чисельні значення коефіцієнта форми D для захисних пристроїв широко поширеної циліндричної форми і запропонованої сферичної форми (тороїдної для множини ліній) за розробленою науково-обґрунтованою методикою проведення експериментів. Сферична форма обрана виходячи з того, що тіла такої форми стійкіші до впливу тиску, використання сферичних захисних пристроїв дозволяє значно зменшити отвори в переділках і палубах для проходу кабельних і трубопровідних трас, а так само з того, що сучасні технології, які застосовуються в судноремонті і суднобудуванні дозволяють у найкоротші терміни засвоїти і налагодити випуск захисних пристроїв сферичної форми. Розрахунок коефіцієнта провадився за результатами порівняння даних лабораторних експериментів із захисними пристроями прямокутної (D=1), циліндричної і сферичної форми однакової товщини. Для циліндричної форми D = 1,05, а для сферичної форми D = 1,15.
Рис. 3. Порівняння лабораторного й обчислювального експериментів:
Обч-70, Обч-100, Лаб-70, Лаб-100 - результати обчислювальних і лабораторних експериментів із захисними пристроями прямокутної форми відповідно товщиною 70 і 100 мм, заповненими компаундом; tдоп - допустима температура на зворотному від пожежі боці захисного пристрою (відповідно до Правил Регістру tдоп = 139 °С
У якості матеріалу для заповнення захисного пристрою запропонований вогнегасний порошок, для якого отримане чисельне значення коефіцієнта вогнегасіння s. Вибір матеріалу для заповнення захисного пристрою проведено виходячи з вимог висунутих у ході аналізу причин низької надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем СЕУ. Як показали проведені дослідження існуючих протипожежних матеріалів, ефективнішими є вогнегасні порошки з властивостями утворення корки плаву. Обчислення коефіцієнта s проводиться шляхом порівняння результатів обчислювальних і лабораторних експериментів над захисним пристроєм прямокутної форми, заповненим вогнегасним порошком. Значення s для вогнегасного порошку дорівнює 1,29.
Для уточнення розмірів захисних пристроїв з урахуванням особливостей захисту кабельних і трубопровідних трас впроваджений коефіцієнт трасування g:
D = gЧх,
де х - розмір захисного пристрою, отриманий з рівняння (5) із використанням програми (рис. 2); D - визначальний розмір захисного пристрою.
Експериментальним шляхом отримані чисельні значення g для захисних пристроїв прямокутної, циліндричної і сферичної (тороїдної для множини ліній) форми для захисту кабельних і трубопровідних трас.
З урахуванням вимог ГОСТ В20.39.3-4-76, ГОСТ В20.57.305-76, ГОСТ В20.57.306-76 до перевірки ущільнених конструкцій розроблений експериментальний стенд і проведена перевірка досліджуваних захисних пристроїв на герметичність. Результати експериментів показали відповідність досліджуваних захисних пристроїв вимогам герметичності.
У четвертому розділі надано модульний ряд захисних пристроїв для підвищення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем.
Розробки ґрунтувалися на таких основних передумовах:
1. Захисні пристрої повинні мати підвищену надійність, живучість та безпеку.
2. Захисні пристрої повинні мати вогнестійкість і герметичність, регламентовану Правилами Регістра.
3. Захисні пристрої повинні бути стійкі до динамічних навантажень, що виникають у суднових умовах.
4. Захисні пристрої мають бути спроектовані і виготовлені з умовою їхньої сумісності з існуючими технологіями і матеріалами, що використовуються на сучасному етапі суднобудування.
5. Виготовлені захисні пристрої повинні легко монтуватися і демонтуватися, бути простими в експлуатації, мати гарну ремонтопридатність.
Розробка захисних пристроїв здійснювалася за такими основними напрямками підвищення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем:
- для кабельних трас: 1. Захисні пристрої, встановлювані в місцях з'єднання кабелів, а також при проходженні кабельних трас через відкриті простори. 2. Захисні пристрої, встановлювані в місцях проходу окремих кабелів і пучків кабелів через переділки і палуби. 3. Захисні пристрої, сполучені з розмикачами.
- для трубопровідних трас: 1. Захисні пристрої, встановлювані в місцях з'єднання трубопровідних ліній. 2. Захисні пристрої, встановлювані в місцях проходу трубопроводів через переділки і палуби. 3. Захисні пристрої, сполучені з регуляторами потоку робочого середовища.
На рис. 4 приведений переділковий захисний пристрій для кабельних трас, захищений патентом України на винахід (№ 40074 А).
Рис. 4. Захисний пристрій для групового проходу кабелів через суднову
переділку:
1 - суднова переділка; 2 - кабель; 3 - зовнішня півсфера корпусу; 4 - півсфери; 5 - ущільнювальна прокладка; 6 - шпилькове з'єднання; 7 - внутрішня півсфера корпусу; 8 - вогнегасний порошок; 9 - компаунд
На рис. 5 поданий переділковий захисний пристрій для трубопровідних трас, захищений патентом на винахід (40783 А).
Рис. 5. Захисний пристрій для суднових трубопровідних трас:
1 - суднова переділка; 2 - трубопровід; 3 - зовнішній корпус захисного пристрою у вигляді тора; 4 - компаунд; 5 - внутрішній стакан у вигляді сфери;
6 - вогнегасний порошок; 7 - шпилькове з'єднання; 8 - ущільнена прокладка
Для проектування захисних пристроїв запропонований оптимізований алгоритм, що дозволяє ефективно використовувати створений модульний ряд захисних пристроїв.
У п'ятому розділі надані рекомендації щодо проектування захисних пристроїв для кабельних і трубопровідних систем СЕУ. Методика проектування ґрунтується на теоретичних і експериментальних результатах, а також рекомендаціях отриманих у ході виконання дисертаційних досліджень: математичної моделі; рекомендаціях щодо використання форм і матеріалів для створення захисних пристроїв підвищення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем СЕУ; модульного ряду захисних пристроїв. Методика апробована в умовах суднобудування і судноремонту і може бути адаптована до умов експлуатації різноманітних систем.
Методика базується на принципах оптимального проектування, що здійснюється в напрямку забезпечення необхідної надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем СЕУ. Для цього провадиться поділ геометричних параметрів і параметрів надійності, живучості і безпеки захисного пристрою, шляхом визначення його форми і конструкції, виходячи з місця установки і виконуваних функцій.
Методика була випробувана під час проектування захисних пристроїв і передана для використання в ТОВ “ЦКБ “Корал”, що спеціалізується на проектуванні морських об'єктів.
На плавкрані “Проект 15202”, що будується були спроектовані і випробувані нові захисні пристрої в місцях проходу кабельних трас через переділки. Будівництво крана здійснювалося на підприємстві ДП “Севморверф”. Практичне використання захисних пристроїв підтверджено актом впровадження.
На плавкрані “Чорноморець”, що проходив ремонт на підприємстві ВАТ “Севморзавод”, були випробувані дослідні зразки захисних пристроїв, спроектовані і виготовлені за результатами дисертаційних досліджень, що також підтверджено актом впровадження.
Натурні випробування в обох випадках підтвердили високі експлуатаційні і надійницькі характеристики встановлених захисних пристроїв, що відзначено в актах впровадження.
На ТОВ Підприємство “Таврида-Електрик”, що займається проектуванням і виготовленням комутуючих пристроїв були проведені випробування захисного пристрою для кабельних трас, який сполучено з розмикачем. Результати випробувань підтвердили його високі експлуатаційні характеристики, що відбито в акті випробування.
У висновку сформульовані винесені на захист результати дисертаційної роботи і можливі напрямки подальших досліджень.
У додатку подані акти про впровадження результатів дисертації, акти проведених випробувань, програма “Розрахунок параметрів захисних пристроїв”, патенти на винаходи.
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ
Основним результатом роботи є розробка захисних пристроїв для підвищення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем суднових енергетичних установок з обґрунтуванням їхньої форми і застосовуваних матеріалів. У результаті дисертаційних досліджень зроблені такі висновки:
1. Дістали подальший розвиток статистичні, теоретичні та експериментальні дослідження з виявлення основних причин недостатньої надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем СЕУ. Запропоновано розв'язання проблеми шляхом створення нових захисних пристроїв, що забезпечують надійність, живучість та безпеку кабельних і трубопровідних трас.
2. Вперше запропоноване використання коефіцієнтів форми й вогнегасіння, що враховують особливості використання різноманітних форм і вогнегасних матеріалів при створенні захисних пристроїв і забезпечують надійність, живучість та безпеку кабельних і трубопровідних систем СЕУ.
3. Уточнена математична модель вогнестійкості захисних пристроїв для кабельних і трубопровідних трас. Математична модель враховує вплив таких параметрів як форма захисних пристроїв і застосування вогнегасних матеріалів для її заповнення, а також особливості захисту кабельних і трубопровідних трас.
4. Створена програма “Розрахунок параметрів захисних пристроїв”, реалізовану в середовищі програмування C++ Builder. Програма дозволяє робити обчислювальні експерименти з захисними пристроями різноманітних форм при використанні різноманітних матеріалів і для різних умов зміни температури пожежі.
5. Вперше запропоновані науково-обґрунтовані методи проведення обчислювальних і лабораторних експериментів для визначення впливу форми (коефіцієнт форми) і вогнегасного матеріалу (коефіцієнт вогнегасіння) на вогнестійкість захисних пристроїв. За результатами проведених досліджень рекомендоване використання сферичних захисних пристроїв, заповнених вогнегасним порошком, як найбільш відповідних вимогам надійності, живучості і безпеки.
6. Визначені чисельні значення коефіцієнтів трасування (відношення розрахункового значення параметрів захисного пристрою до фактично необхідного), що враховують особливості захисту кабельних і трубопровідних трас.
7. Створені захисні пристрої для кабельних трас, у тому числі з елементами комутації електричного струму, підтверджені патентами України.
8. Створені захисні пристрої для трубопровідних трас, у тому числі з елементами регулювання потоку робочого середовища, підтверджені патентами України.
9. Розроблено рекомендації щодо проектування захисних пристроїв, що ґрунтуються на результатах проведених дисертаційних досліджень. Рекомендації передані в ТОВ “ЦКБ “Корал” для використання.
10. Діючі зразки захисних пристроїв були встановлені на плавкранах “Проект 15202” (підприємство “Севморверф”) і “Чорноморець” (підприємство ВАТ “Севморзавод”). Результати натурных випробувань підтвердили їхню високу ефективність.
Список опублікованих робіт із теми дисертації:
1. Дослідження і випробування по прикладній екології: Навч. пос. // У 3-х частинах // Авт. кол.: В.А.Карпенко, А.Г.Торовець, О.Г.Лук'янчук, В.В.Сєвріков, Д.В.Бурков / Під загальною редакцією професора А.Г.Торовця. – Севастополь: Видавництво “СевНТУ”, 2001. – Частина ІІІ / Том 2.
2. Анализ и контроль по охране труда: Учебное пособие // В 3-х частях // Авт. колл.: В.А.Карпенко, А.Г.Торовец, В.В.Севриков, Бурков Д.В. / Под общей редакцией профессора А.Г. Торовца. - Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 1999. – Часть I / Том 1, Том 2.
3. Анализ и контроль в охране труда: Учебное пособие // В 3-х частях // Авт. колл.: В.А.Карпенко, А.Г.Торовец, В.В.Севриков, Бурков Д.В./ Под общей редакцией профессора А.Г. Торовца.- Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 2000. – Часть II / Том 1, Том 2.
4. Анализ и контроль по охране труда: Учебное пособие // В 3-х частях // Авт. колл.: В.А.Карпенко, А.Г.Торовец, В.В.Севриков, Бурков Д.В./ Под общей редакцией профессора А.Г.Торовца.- Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 1999. – Часть III / Том 1, Том 3, Том 4.
5. Бурков Д.В. Повышение отказоустойчивости герметизирующих устройств // Вестник СевГТУ. Сб.научн.трудов. Вып.4: Оптимизация производственных процессов. – Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 2001. - С. 195 – 198.
6. Торовец А.Г., Бурков Д.В., Севриков И.В. Обеспечение экологической безопасности при трассировке трубопроводных линий // Вестник СевГТУ. Сб.научн.трудов. Вып. 30: Механика, энергетика, экология. – Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 2001. – С. 126 – 130.
7. Бурков Д.В., Торовец А.Г. Повышение уровня защиты окружающей среды при трассировке кабельных линий // Вестник СевГТУ. Сб.научн.трудов. Вып. 30: Механика, энергетика, экология. – Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 2001. – С. 130 – 134.
8. Севриков В.В., Торовец А.Г., Бурков Д.В. Автоматизация процессов управления средствами повышения надежности работы судовых систем // Вестник СевГТУ. Сб.научн. трудов. Вып. 27: Автоматизация процессов управления. – Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 2000. - С. 113 – 117.
9. Севриков В.В., Торовец А.Г., Бурков Д.В. Использование информационных технологий для решения проблем геометрического моделирования // Вестник СевГТУ. Сб.научн.трудов. Вып. 26: Информатика, электроника, связь. – Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 2000. - С. 13 – 16.
10. Бурков Д.В. Повышение взрывопожарозащищенности автоматических отключающих устройств // Вестник СевГТУ. Сб.научн.трудов. Вып. 25: Механика, энергетика, экология. – Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 2000. – С. 180 – 183.
11. Севриков В.В., Торовец А.Г., Бурков Д.В. Совершенствование регулирующих устройств в системах управления судовыми трубопроводами // Вестник СевГТУ. Сб.научн.трудов. Вып. 23: Механика, энергетика, экология. – Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 2000. - С. 187 – 190.
12. Бурков Д.В. Повышение жизнеспособности переходных узлов судовых кабельных трасс // Вестник СевГТУ. Сб.научн. трудов. Вып. 23: Механика, энергетика, экология. – Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 2000. – С. 190 – 194.
13. Бурков Д.В. Оценка влияния конструктивных формообразований на повышение качества изделий судостроения // Вестник СевГТУ. Сб.научн.трудов. Вып. 16: Механика, энергетика, экология. – Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 1999. - С. 116 – 119.
14. Севриков В.В., Торовец А.Г., Бурков Д.В. Оптимизация технических средств по формообразующим параметрам // Вестник СевГТУ. Сб.научн.трудов. Вып.2: Оптимизация производственных процессов. – Севастополь: Изд-во “СевГТУ”, 1999. - С. 166 – 169.
15. Торовец А.Г., Бурков Д.В. Повышение надежности и безопасности переходных узлов судовых кабельных трасс // Охрана труда. – 2001г. – № 1. – С. 28 – 29.
16. Бурков Д.В. Разработка технических средств повышения взрывопожаробезопасности кабельных трасс // Вестник СевГТУ. Сб. научн. трудов. Вып. 39: Механика, энергетика, экология. – Севастополь: Изд-во “СевНТУ”, 2002. - С. 106 – 109.
17. Бурков Д.В., Торовець А.Г. Кабельне шляхове захисне обладнання. Патент України № 40074 А від 16.07.2001 р.
18. Торовець А.Г., Бурков Д.В. Переділкове обладнання для проходу трубопроводів. Патент України № 40783 А від 31.07.2001 р.
19. Торовець А.Г., Бурков Д.В. З'єднання для трубопроводів. Патент України № 41551 А від 17.09.2001 р.
20. Торовець А.Г., Бурков Д.В. Обладнання для групового проходу кабелів. Патент України № 42167 А від 15.10.2001 р.
21. Торовець А.Г., Бурков Д.В. Електрична машина. Патент Украины № 42929 А від 15.11.2001 р.
22. Торовець А.Г., Бурков Д.В. Переділковий струмовід. Патент України № 43948 А від 15 січня 2002 р.
23. Сєвріков В.В., Торовець А.Г., Бурков Д.В. Запірно-регулювальне обладнання. Патент України № 43968 А від 15 січня 2002 р.
Бурков Д.В. Підвищення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем суднових енергетичних установок. - Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.08.05 – Суднові енергетичні установки. Севастопольський національний технічний університет, Севастополь, 2002.
Дисертація присвячена дослідженню і розробці технічних засобів підвищення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем суднових енергетичних установок. За результатами дисертаційних досліджень розроблені основні теоретичні положення в напрямку вирішення питання підвищення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем суднових енергетичних установок. Створена достовірна комплексна математична модель вогнестійкості технічних засобів підвищення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем. Розроблені оптимізовані алгоритми і програми обчислювальних експериментів. За результатами обчислювальних і лабораторних експериментів визначені домінуючі фактори, що впливають на надійність, живучість та безпеку технічних засобів кабельних і трубопровідних систем. Створено модульний ряд захисних пристроїв для кабельних і трубопровідних трас. Розроблена узагальнена методика проектування захисних пристроїв для підвищення надійності, живучості і безпеки кабельних і трубопровідних систем СЕУ. Створені, випробувані в реальних умовах і впроваджені у виробництво захисні пристрої для кабельних трас, у тому числі таких, що містять елементи комутації електричного струму і захисні пристрої для трубопровідних трас, у тому числі з елементами регулювання витрат текучого середовища.
Ключові слова: суднові енергетичні установки, кабельні і трубопровідні системи, надійність, живучість, безпека, вогнестійкість, кабельні траси, трубопровідні траси, захисні пристрої, математична модель.
Burkov D.V. Increase reliability, fail-safe concept and safety cable and piping systems of the ship power mountings. – Typescript.
Dissertation is submitted for a Candidate of Technical Science degree, field 05.08.05. – Ship power mountings. Sevastopol national technical university, Sevastopol, 2002.
The dissertation is dedicated to investigation and working out of technical means for increase reliability, fail-safe concept and safety cable and piping systems of the ship power mountings. In accordance with investigation result main theoretical principles for decision of problem reliability, fail-safe concept and safety for cable and piping systems of the ship power mountings were worked out. Reliable complex mathematical model of fire resistance technical means. Optimized algorithms and computing experiments programs were worked out. Dominant factors having an influence on reliability, fail-safe concept and safety of cable and piping systems in difficult exploitation conditions were determined. The family of modules of cable and piping lines protective devices was created. General methods of protective devices designing for reliability, fail-safe concept and safety of cable and piping systems were worked out. Protective devices for cable lines including lines with electric current commutation elements and protective devices for piping lines including lines with fluid medium consumption regulation elements were created, tested in real conditions and introduced.
Key words: ship power mountings, cable and piping systems, reliability, fail-safe concept, safety, cable lines, piping line, accident protection devices, mathematical model, fire resistance.
Бурков Д.В. Повышение надежности, живучести и безопасности кабельных и трубопроводных систем судовых энергетических установок. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.08.05 – Судовые энергетические установки. Севастопольский национальный технический университет, Севастополь, 2002.
Диссертация посвящена исследованию и разработке технических средств для повышения надежности, живучести и безопасности кабельных и трубопроводных систем СЭУ. По результатам диссертационных исследований разработаны основные теоретические положения по направлениям решения вопроса повышения надежности, живучести и безопасности кабельных и трубопроводных систем СЭУ. Создана комплексная математическая модель огнестойкости защитных устройств для кабельных и трубопроводных трасс. Разработаны оптимизированные алгоритмы и программы вычислительных экспериментов.
Созданная в среде программирования C++ Builder программа позволяет производить исследования комплекса факторов, определяющих надежность, живучесть и безопасность защитных устройств кабельных и трубопроводных систем СЭУ.
С использованием таких программ и по результатам лабораторных экспериментов определены доминирующие факторы, влияющие на надежность, живучесть и безопасность защитных устройств для кабельных и трубопроводных систем СЭУ.
По результатам теоретических исследований и лабораторных экспериментов создан модульный ряд защитных устройств для кабельных и трубопроводных трасс. Разработаны основные направления по проектированию защитных устройств для повышения надежности, живучести и безопасности кабельных и трубопроводных систем СЭУ.
Методика проектирования базируется на использовании математической модели, оптимальных алгоритмов и программах определения доминирующих факторов при расчете защитных устройств, что обеспечивает выбор из модульного ряда наиболее эффективных средств повышения надежности, живучести и безопасности кабельных и трубопроводных систем СЭУ.
Созданы, испытаны в реальных условиях и переданы к использованию на производстве защитные устройства для кабельных трасс, в том числе содержащие элементы коммутации электрического тока и защитные устройства для трубопроводных трасс, в том числе содержащие элементы регулирования расхода текучей среды.
Ключевые слова: судовые энергетические установки, кабельные и трубопроводные системы, надежность, живучесть, безопасность, огнестойкость, кабельные трассы, трубопроводные трассы, защитные устройства, математическая модель.
Підписано до друку 19.11.2002 р.
Формат 60х90 1/16. Офс. друк. Папір. тип №2. Друк. арк. 1,25.
Тираж 100 прим. Замовлення № 724.
____________________________________________________________
Поліграфічне підприємство “Арт-Принт”
тел. (0692) 46-15-61
2. Зимняя сказка Уильям Шекспир Зимняя сказка М
3. Центральные банки1
4. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата юридичних наук Ки
5. майор полиции С
6. модульну контрольну роботу 1
7. на тему- Брачность Выполнил- студент 2го курса 206 руппы социологического факульте
8. тема времен английского глагола
9. Введение Из всех социальных институтов нашего времени образование выполняет можно сказать важнейшую роль
10. Затвердити Порядок провадження торговельної діяльності та правила торговельного обслуговування населенн
11. Этика это философская дисциплина изучающая мораль и нравственность и определяющая присущуб данному общес
12. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук Хар
13. Цикличность 2
14. Лекция 22 20 Стоячие волны
15. Об охране труда коллективного договора -соглашения- типового положения об обучении инструктаже и проверке
16. тема 3Х3 Суть этой системы в том что на каждой тренировке выполняется становая присед и жим
17. Учет вредителей сельскохозяйственных культур
18. Быть родителем
19. Варіант 4 2003 4 варіант
20. личностный подход к проблеме образования описанный в ldquo;Современных образовательных технологияхrdquo;Г