Как ИнКата разработала испытательный комплекс «Термоманекен»
ИнКата помогла НИИ МЧС РБ реализовать комплекс для проверки одежды пожарных на устойчивость к прямому пламени и тепловому потоку
Разработать и изготовить комплекс, который будет имитировать условия возгорания в помещении и подвергать специальную одежду пожарных воздействию пламени и теплового потока.
Комплекс должен эксплуатироваться на территории с максимальным энергопотреблением 180 кВт. Для обеспечения необходимой плотности теплового потока необходимо было использовать три панели, каждая мощностью 80 кВт. Манекен должен оставаться мобильным в условиях воздействия на механизм перемещения прямого пламени и теплового потока, а также ограниченного пространства помещения. Поворот на 180° и высокая точность позиционирования при вращении манекена требовали привода с большой массой, что могло вызвать трудности с его подъемом и опусканием.
Для того чтобы выяснить, как уменьшить энергопотребление стандартных панелей до 180 кВт, мы повторно провели расчеты. Расчеты указали на то, что при изменении конструктивного решения, можно увеличить коэффициент полезного действия каждой панели.
Изменение в конструктивном решении предполагало использование отражателей. Отражатели были необходимым решением по 2 причинам: 1) лампы тепловых панелей перегревались, поскольку лучи были рассеянными и попадали на соседние лампы; 2) большое количество тепловой энергии было направлено не перпендикулярно плоскости излучения и не в сторону манекена.
После того как мы встроили отражатели, мы получили следующие характеристики тепловой панели: КПД — 80% (стало выше на 30%); расстояние до панели, на котором было получено значение в 40 кВт/м2 — 15 см. Так мы решили проблему, связанную с энергопотреблением, так как для проверки манекена уже было достаточно не 3, а 2 панелей.
Для того чтобы реализовать механизм перемещения манекена, нам нужно было учесть габариты помещения, фактор воздействия открытого пламени высокой температуры и требования относительно расположения вентиляции в помещении. Мы решили разработать кран-балку, так как готовые решения занимали много пространства: не оставляли места для прохода человека и мешали разместить вентиляцию в помещении.
Высота помещения составляла 3 метра. При разработке высота кран-балки была подобрана таким образом, чтобы взрослый человек мог спокойно ходить в полный рост.
Однако вопрос с вентиляцией все еще оставался незакрытым, потому что даже разработанный нами вариант кран-балки не позволял поместить вентиляционную конструкцию. Тогда мы переместили воздуховоды наружу, в то время как забор осуществлялся внутри помещения.
Кроме продольного перемещения, манекен должен был опускаться, подниматься и поворачиваться вокруг своей оси на 180°.
Для того чтобы обеспечить нужную кинематику манекена, мы провели расчеты на момент инерции и момент страгивания. Для вращения вокруг собственной оси мы использовали червячный одноступенчатый мотор-редуктор, который допускал минимальный инерционный момент и незначительно утяжелял манекен. Утяжеление манекена создало бы трудности с подбором актуатора для подъема-опускания. Относительно небольшая масса выбранного привода для вращения сделал возможным использование доступных на рынке моделей линейных штоковых актуаторов со скоростью движения поршня в 10 мм в секунду.
ИнКата разработала испытательный комплекс в соответствии с требованиями Заказчика, изготовила его и передала НИИ МЧС РБ. Команда инженеров обеспечила запас прочности механизма в 200 кг; внедрила отражатели вокруг ламп тепловых панелей и, таким образом, увеличила КПД на 30%. Энергопотребление сократилось в 1,5 раза за счет того, что после повышения КПД отдельной панели достаточно было 2 штуки для обеспечения нагревания помещения и манекена до нужной температуры.
Интересное:
Новости отрасли:
Все новости:
Публикация компании
Профиль
Контакты