vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2019-64-4-467-476vestift-555Research ArticleДИАГНОСТИКА И БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ И ПРИРОДНЫХ СИСТЕМDIAGNOSTICS AND SAFETY OF TECHNICAL AND ENVIRONMENT SYSTEMSИсследование нестационарного теплообмена в комбинированных пакетах водотермостойкой защитной одежды пожарныхStudy on non-stationary heat exchange in combined packages of water-resistant protective clothing of firefightersОльшанскийА. И.Ol’shanskiiA. I.

Ольшанский Анатолий Иосифович – кандидат тех нических наук, доцент, доцент кафедры технологии и оборудования машиностроительного производства.

Московский пр., 72, 210035, Витебск

Anatolii I. Ol’shanskii – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Technology and Equipment of Machine-Building Production.

72, Moskovsky Ave., 210035, Vitebsk

tiomp@vstu.byОкуневР. В.OkunevR. V.

Окунев Роман Владимирович – старший преподава тель кафедры технологии и оборудования машиностроительного производства.

Московский пр., 72, 210035, Витебск

Roman V. Okunev – Senior Lecturer of the Department of Technology and Equipment of Machine-Building Production.

72, Moskovsky Ave., 210035, Vitebsk

ramanokuneff@ya.ruГусаровА. М.GusarovA. M.

Гусаров Алексей Михайлович – кандидат технических наук, доцент кафедры технологии и оборудования машиностроительного производства.

Московский пр., 72, 210035, Витебск

Aleksei M. Gusarov – Ph. D. (Engineering), Associate Professor of the Department of Technology and Equipment of Machine-Building Production.

72, Moskovsky Ave., 210035, Vitebsk

tiomp@vstu.byВитебский государственный технологический университетVitebsk State Technological University201910012020644467476Copyright © Ольшанский А.И., Окунев Р.В., Гусаров А.М., 20202020Ольшанский А.И., Окунев Р.В., Гусаров А.М.Ol’shanskii A.I., Okunev R.V., Gusarov A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/555

Представлены результаты исследования нестационарного теплообмена в комбинированных пакетах, предназначенных для создания специальной водотермостойкой защитной одежды пожарных от опасных и вредных факторов при проведении аварийно-спасательных и других неотложных работ с участием нетоксичных веществ, растворов кислот, щелочей, нефти и нефтепродуктов, жидких токсичных веществ, а также при работе в воде с температурой от 0 до 70 °С. Устойчивость пакетов материалов одежды исследовалась как нестационарный процесс теплообмена в многослойной пластине с идеальным тепловым контактом на стыках слоев. Неограниченная пластина нагревается с обеих сторон при различных условиях теплообмена по закону Ньютона, с постоянным воздействием теплового источника на одну из поверхностей, контактирующей с горячей жидкостью через водонепроницаемую тонкую поверхность. Вторая поверхность пластины взаимодействует с внешней средой, температура которой изменяется по линейному закону. При решении уравнения нестационарной теплопроводности с нелинейными коэффициентами переноса использовались методы линеаризации, основанные на аппроксимации нелинейных коэффициентов, такими, при которых нелинейные уравнения становятся приблизительно линейными. Весь процесс теплопереноса разбивается на множество малых временных интервалов в пределах, которых коэффициенты переноса постоянны. Зональным методом исследования нестационарной теплопроводности в пакетах одежды установлены уравнения для расчета температуры, плотностей тепловых потоков, распределения температуры по толщине пакетов одежды. Показано, что при принятых упрощениях расчета значения параметров хорошо согласуются с экспериментом. Установлен состав пакета одежды, соответствующий техническим требованиям ТУ BY 101114857.082-2015 «Комплекты индивидуальной защиты».

The results of research of non-stationary heat exchange in combined packages intended for creation of special water- and heat-resistant protective clothing of firefighters from dangerous and harmful factors during emergency rescue and other urgent works, with participation of non-toxic substances, acid solutions, alkalis, oil and petroleum products, liquid toxic substances, as well as during operation in water with temperature from 0 to 70 °С are presented. The stability of clothing material packs has been investigated as a transient heat exchange process in a multilayer plate with ideal thermal contact at the joints of the layers. The unlimited plate is heated on both sides under different heat exchange conditions according to Newton’s Law, with constant action of the heat source on one of the surfaces of the hot liquid contacting through the waterproof thin surface. Second surface of the plate interacts with external medium, temperature of which varies according to linear law. At solving the equation of non-stationary thermal conductivity with nonlinear transport coefficients, linearization methods are used based on the approximation of nonlinear coefficients, such that nonlinear equations become approximately linear. The entire heat transfer process is divided into a plurality of small-time intervals within which the transfer coefficients are constant. The zonal method of investigation of non-stationary thermal conductivity in clothing packages establishes equations for calculation of temperature, densities of thermal flows, distribution of temperature across thickness of clothing packages. It has been shown that under accepted calculation simplifications, parameter values are well consistent with the experiment. The composition of the clothing package is proposed, which meets the technical requirements of TУ BY 101114857.082-2015 “Personal Protective Kits”.

коэффициент теплопроводностикоэффициент теплообменакоэффициент температуропроводностиплотность теплового потокатеплоемкостьплотностьводотермостойкая одеждаheat conductivity coefficientheat exchange coefficientthermal diffusivity coefficientdensity of a heat fluxthermal capacitydensitywater- and heat-resistant clothesReferencesФранчук, А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов / А. У. Франчук. – М. : НИИ строительной физики, 1969. – 143 с.Franchuk A. U. Tables of Heat Engineering Indicators of Building Materials. Moscow, Publishing House of Research Institute of Building Physics, 1969. 143 p. (in Russian).Физические величины: справочник / под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Меймехова. – М. :Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с.Grigoriev I. S., Meymehov E. Z. (eds.) Physical Quantities: reference book. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1991. 1232 p. (in Russian).Блази, В. Строительная физика: справ. проектировщика / В. Блази. – М. : Техносфера, 2005. – 536 с.Blazy V. Construction Physics: Handbook of the designer. Moscow, Technosphere Publ., 2005. 536 p. (in Russian).Исаченко, В. П. Теплопередача / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. – М.: Энергия, 1975. – 486 с.Isachenko V. P., Osipova V. A., Sukomel A. S. Heat Transfer. Moscow, Energiya Publ., 1975. 486 p. (in Russian).Пехович, А. И. Расчеты теплового режима твердых тел / А. И. Пехович, В. М. Жидких. – Л.: Энергия, 1968. – 303 с.Pekhovich A. I. Calculations of the Thermal Regime of Solids. Leningrad, Energiya Publ., 1968. 303 p. (in Russian).Тепло- и массообмен: учеб. пособие: в 2 ч. / Б. М. Хрусталев [и др.]; под общ. ред. А. П. Несенчука – Минск: БНТУ, 2007. – Ч. 1. – 606 с.Khrustalev B. M., Nesenchuk A. P., Timoshpolskii V. I., Akel'ev V. D., Sednin V. A., Kopko V. M., Nerezko A. V. Heat and Mass Transfer. Part 1. Minsk, Belarusian National Technical University, 2007. 606 p. (in Russian).Лыков, А. В. Тепломассообмен: справочник / А. В. Лыков. – М.: Энергия, 1972. – 560 с.Lykov A. V. Heat and Mass Transfer: Handbook. Moscow, Energiнa Publ., 1972. 560 p. (in Russian).Рудобашта, С. П. Теплотехника: учеб. для вузов / С. П. Рудобашта. – М.: Колос, 2010. – 620 с.Rudobashta S. P. Heat Engineering. Moscow, Kolos Publ., 2010. 620 p. (in Russian).Лыков, А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. – М.: Высш. шк., 1967. – 600 с.Lykov A. V. Heat Conductivity Theory. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1967. 600 p. (in Russian).Тепло- и массообмен: учеб. пособие: в 2 ч. / Б. М. Хрусталев [и др.]; под общ. ред. А. П. Несенчука – Минск: БНТУ, 2009. – Ч. 2. – 274 с.Khrustalev B. M., Nesenchuk A. P., Akel'ev V. D., SedninV. A., KopkoV. M., Timoshpolskii V. I., Sednin A. V., Nerezko A. V. Heat and Mass Transfer. Part 2. Minsk, Belarusian National Technical University, 2009. 274 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.