Установка по определению устойчивости воздушно-дымовых потоков в тоннелях метрополитена

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ ВОЗДУШНОДЫМОВЫХ ПОТОКОВ В ТОННЕЛЯХ МЕТРОПОЛИТЕНА(71) Заявитель Учреждение Научноисследовательский институт пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь(72) Авторы Яцукович Александр Геннадьевич Арестович Дмитрий Николаевич Бондарчук Владимир Ульянович(73) Патентообладатель Учреждение Научноисследовательский институт пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь(57) Установка по определению устойчивости воздушно-дымовых потоков в тоннелях метрополитена при пожаре методом гидродинамического моделирования, включающая циркуляционный насос, соединенный с опытным трубопроводом, отличающаяся тем, что непрозрачная часть трубопровода, расположенная под углом 50-70 к вертикальной плоскости, снабжена перемычками кавитатор-инжектор подключен к дополнительному циркуляционному насосу водный трубопровод и магистрали связи водной системы стенда с атмосферой снабжены кранами используется емкость с проточным нагревателем и ротаметром прозрачная часть трубопровода посредством регулируемых стоек присоединяется с уклоном 0-0,04 к непрозрачной макет вагона установлен по центру внутри прозрачной части трубопровода используются ультразвуковой измеритель скорости и расхода, датчики термосопротивления.(56) 1. Патент 68484 1, МПК 65 53/30, 2007. Разработка установки относится к области экспериментальной аэро- и гидродинамики и может быть использована для анализа условий опрокидывания воздушной струи под действием тепловых факторов пожара, что имеет место при пожаре подвижного состава в тоннеле метрополитена. Наиболее близким по технической сущности является устройство для исследования гидродинамики течения гидросмесей 1, включающее циркуляционный насос, соединенный с опытным трубопроводом. Конец опытного трубопровода связан с диффузором, соединенным с трубой, наклоненной книзу в вертикальной плоскости под углом 45-50, с диаметром, превышающим диаметр опытного трубопровода в 3-5 раз, к верхней части которой присоединен всасывающий патрубок циркуляционного насоса, причем в месте присоединения последнего установлена сетка с размером отверстий, меньшим размера частиц гидросмеси, а к нижней части трубы прикреплен патрубок, соединенный с бункером, в нижней части которого установлен питатель, смонтированный в начале опытного трубопровода. Данное устройство позволяет исследовать характеристики течения гидросмесей. В то же время конструкция устройства не позволяет провести гидродинамическое моделирование очага пожара посредством поступления дополнительного расхода горячей воды, не учитывает подобие процессов, протекающих при пожаре в тоннеле метрополитена, не позволяет регистрировать требуемые параметры (скорость, температура) по длине трубопровода. Задачей полезной модели является повышение уровня безопасности людей при их эвакуации в случае пожара в тоннельных сооружениях метрополитена, что обуславливается,в свою очередь, устойчивостью воздушно-дымовых потоков на маршрутах эвакуации. Данная задача решается путем введения в конструкцию непрозрачной части трубопровода, расположенной под углом 50-70 к вертикальной плоскости и снабженной перемычками кавитатора-инжектора, подключенного к дополнительному циркуляционному насосу водного трубопровода и магистралей связи водной системы стенда с атмосферой,снабженных кранами емкости с проточным нагревателем и ротаметром прозрачной части трубопровода, присоединенной с уклоном 0-0,04 к непрозрачной посредством регулируемых стоек макета вагона, установленного по центру внутри прозрачной части трубопровода ультразвукового измерителя скорости и расхода, датчиков термосопротивления. На фигуре изображен общий вид заявленного устройства. Работа стенда обеспечивается действием следующих систем 1. Система геометрического подобия обеспечивает геометрическое подобие натурным вариантам объемно-планировочных решений и возможность моделирования геометрии в широком диапазоне с уклоном (от 0 до 0,04). Она состоит из рабочих моделей трубопроводов (10, 8, 15), макета вагона (14), перемычек (1). Изменение уклона тоннеля осуществляется с помощью регулируемых стоек (11). 2. Система обеспечения расхода, нагрева и охлаждения воды состоит из двух циркуляционных насосов (12, 16), емкости с проточным водонагревателем, соединенной ротаметром с трубопроводом (6), магистралей связи водной системы стенда с атмосферой (3),кранов (4, 9, 13). 3. Система контроля, измерений и регистрации включает кавитатор-инжектор (2), комплекс Сосна 004 с датчиками термосопротивления (7). Перед началом проведения исследований производится прогрев аппаратуры, настройка и проверка геометрии (установка регулируемыми стойками 11 требуемого уклона), заполнение стенда через водный трубопровод при установке кранов 4, 9 в положение 2 62602010.06.30 включено, а крана 13 в положение выключено, измерение температуры датчиками термосопротивления 7 в контрольных точках. Для обеспечения движения водной среды в трубопроводах 8,15 производят включение циркуляционного насоса 11. При включении кавитатора-инжектора 2 в комплексе с циркуляционным насосом 16 происходит визуализация течения микропузырьками порядка 20-40 микрон. Регистрацию скорости движения водной среды в прозрачной части трубопровода 15 производят ультразвуковым измерителем скорости и расхода 5. Моделирование пожара производится путем подачи горячей воды с включением в работу комплекса 6, состоящего из емкости и нагревателя, который обеспечивает контроль температуры более 55 С, и соединенного через контролирующий расход 150 мл/с ротаметра с трубопроводом 15. В процессе испытаний исследуется поведение потока, наличие обратного течения в зависимости от уклона тоннеля перед макетом вагона 14, ведется кинофотосъемка, для лучшей визуализации течения производится подсветка участка трубопровода 15 кварцевой лампой. Практическое использование установки позволяет определить условия устойчивости воздушно-дымовых потоков при пожаре в тоннеле по факту наличия критической скорости и тем самым обеспечить условия безопасной эвакуации пассажиров. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3