Боевая одежда пожарного (БОП-1) - является современным универсальным средством для индивидуальной защиты личного состава пожарных и аварийно-спасательных подразделений от воздействия поражающих факторов при пожаре - повышенной температуры, открытого пламени, воды, горюче-смазочных материалов, растворов кислот и щелочей. Кроме того, она является также отличной защитой от неблагоприятных атмосферных факторов (ветер, дождь, мороз, туман) Пакет материалов и тканей, из которых изготовлена одежда, обеспечивает защиту тела пожарных от высоких температур окружающей среды, теплового потока, открытого пламени, контакта с нагретыми поверхностями, физико-механических воздействий, воды и агрессивных сред. Теплоизоляционная подкладка боевой одежды пожарного выполнена съемной, что облегчает уход за одеждой. Капюшон боевой одежды пожарного съемный и обеспечивает возможность его использования с пожарным шлемом. На боевой одежде пожарного предусмотрены накладные карманы, внутренний карман и карман для радиостанции. Боевая одежда пожарного оснащена сигнальными (флуоресцентными и световозвращающими) лентами. Боевая одежда пожарного обеспечивает возможность ее использования со снаряжением пожарного: пожарным спасательным поясом; пожарным шлемом; средствами индивидуальной защиты органов зрения и дыхания пожарного; специальной пожарной обувью; средствами защиты рук; радиостанцией.
Машины, использующие жидкость в качестве рабочей среды. Подразделяются на насосы и гидродвигатели.
Насос – сообщает потоку жидкости механическую энергию, получая ее от приводного двигателя
Гидродвигатель - получает энергию от потока рабочей жидкости и преобразует ее в энергию движения выходного звена, передавая ее рабочим органам машины.
Если выходное звено получает вращательное движение, то такой гидродвигатель называют гидромотором , если поступательное, то силовым цилиндром .
По принципу действия гидромашины делят на объемные и динамические
Объемными называю гидромашины, рабочий процесс которых основан на попеременном заполнении рабочих камер жидкостью и вытеснении ее из этих камер.
Основной разновидностью динамических насосов являются лопастные
Лопастные машины имеют вращающееся рабочее колесо, снабженное лопастями.
Лопастные машины
Рабочим органом лопастной машины является вращающееся рабочее колесо, снабженное лопастями.
Энергия от рабочего колеса жидкости передается путем динамического взаимодействия лопастей колеса с обтекающей их жидкостью
В центробежном лопастном насосе жидкость под действием центробежных сил перемещается через рабочее колесо от центра к периферии.
Проточная часть насоса состоит из трех основных элементов - подвода 1 , рабочего колеса 2 и отвода 3 . По подводу жидкость подается в рабочее колесо из подводящего трубопровода. Рабочее колесо 2 передает жидкости энергию от приводного двигателя.
В осевом лопастном насосе жидкость перемещается в основном вдоль оси вращение рабочего колеса. Рабочее колесо осевого насоса похоже на винт корабля.
Оно состоит из втулки 1 , на которой закреплено несколько лопастей 2 . Отводом насоса служит осевой направляющий аппарат 3 , с помощью которого устраняется закрутка жидкости, и кинетическая энергия ее преобразуется в энергию давления. Осевые насосы применяют при больших подачах и малых давлениях.
В осевом насосе можно расширить диапазон рабочих подач и напоров, в котором насос работает, применив поворотные лопасти.
С изменением угла установки лопасти характеристика насоса сильно изменяется при незначительном снижений оптимального КПД
Движение жидкости в рабочем колесе центробежного насоса
Скорость абсолютного движения V (абсолютная скорость) равна геометрической сумме скорости W жидкости относительно рабочего колеса (относительной скорости)и окружной скорости U рабочего колеса (переносной скорости)
Угол между абсолютной V и переносной U скоростями жидкости;- угол между относительной скоростью W и отрицательным направлением переносной скорости U жидкости.
V U - проекция абсолютной скорости на направление окружной
Подача, напор, мощность насоса и КПД
Подачей насоса называется расход жидкости через напорный патрубок.
Напор Н представляет собой разность удельных энергий жидкости в сечении потока после насоса и перед ним. Это та удельная энергия, которую насос сообщает жидкости.
H Z Н Z В PН g P V 2 2 g V 2
Где индексы обозначают Н – напорный, В – всасывающий.
В геометрической интерпретации это высота, на которую жидкость способна подняться под действием статического давления и разности скоростей на входе в насос и выходе из него.
Мощностью насоса (мощностью, потребляемой насосом) называется энергия, подводимая к нему от двигателя за единицу времени.
Полезная мощность насоса N П мощность, сообщаемая насосом перекачиваемой жидкости.
Определяется по формуле: N П = gHQ .
Баланс энергии в лопастном насосе
Механические потери -- потери на трение в подшипниках, в уплотнениях вала и на трение наружной поверхности рабочих колес о жидкость.
Мощность, остающаяся за вычетом механических потерь, передается рабочим колесом жидкости. Ее принято называть гидравлической N Г .
Объемные потери.
Жидкость, выходящая из рабочего колеса в основном поступает в напорный патрубок насоса, и частично возвращается в подвод через зазор в уплотнении 1 между рабочим колесом и корпусом насоса.
Энергия жидкости, возвращающейся в подвод, теряется. Эти потери называются объемными.
Гидравлические потери
Расходуются на преодоление гидравлических сопротивлений подвода, рабочего колеса и отвода.
Г гидравлический КПД, учитывающий потери мощности на преодоление гидравлических сопротивлений в насосе;о объемный КПД, учитывающий потери мощности в насосе из за внутренних
утечек, перетекания жидкости через зазоры из полости с высоким давлением в полость с низким давлением;
мех механический КПД, учитывающий потери мощности в подшипниках, уплотнениях и трение наружной поверхности рабочего колеса о жидкость.
N N П
Основное уравнение лопастных насосов
Основное уравнение лопастных насосов было впервые выведено Эйлером.
Оно связывает напор насоса со скоростями движения жидкости, которые зависят от подачи и частоты вращения насоса, а также от геометрии рабочего колеса и подвода.
Теоретический напор, создаваемый центробежным насосом с бесконечно большим числом лопаток (z=), равен
H T g 1 u 2 2u u 1 1u
где u 2 и u 1 - окружные скорости рабочего колеса на выходе и на входе;
1U и 2U окружные составляющие абсолютных скоростей на выходе и входе в колесо.
Действительный напор центробежного насоса равен |
H н г k z H Т |
|||||||||||
Здесь k - коэффициент влияния числа лопаток, |
||||||||||||
2sin 2 |
||||||||||||
который можно оценить по следующей приближенной |
||||||||||||
Экспериментальная характеристика центробежного насоса
Характеристикой насоса называется зависимости напора, мощности, КПД и кавитационного запаса от подачи.
Кавитация и кавитационный запас в гидромашинах
Кавитацией называется нарушение сплошности потока жидкости, обусловленное появлением в ней пузырьков заполненных газом или паром. Кавитация возникает при понижении давления, в результате чего жидкость закипает или из нее выделяется растворенный газ. В большинстве случаев выделение газа не играет существенной роли.
В потоке жидкости падение давления обычно происходит в области повышенных скоростей. При движении жидкости в области повышенного давления происходит конденсация паров в пузырьке, его захлопывание, при котором частицы жидкости движутся внутрь пузырька и сталкиваются друг с другом.
Это приводит к мгновенному местному повышению давления, достигающему тысяч атмосфер. Имеет место эрозионное разрушение стенок каналов.
В лопастных насосах кавитация сопровождается падением подачи, напора, мощности и возникает на лопатке рабочего колеса вблизи ее входной кромки.
Давление здесь значительно ниже, чем давление во входном патрубке насоса, из- за местного возрастания скорости и гидравлических потерь в подводе.
Литература 1. Федеральный закон «О пожарной безопасности» с дополнениями и изменениями от 21 декабря 1994 года 69-ФЗ. 2. Федеральный закон от 17 июля 1999 г. 181-ФЗ. «Об основах охраны труда в Российской Федерации». 3. Трудовой кодекс Российской Федерации (от 30 декабря 2001 г ФЗ). 5. Указ Президента Российской Федерации от 9 ноября 2001 г «О совершенствовании государственного управления в области пожарной безопасности». 6. Приказ МЧС России от 31 декабря 2002 г. 630 «Об утверждении и введении в действие Правил по охране труда в подразделениях ГПС МЧС России». 7. Приказ 156 от 31 марта 2011 г. «Об утверждении порядка тушения пожаров подразделениями пожарной охраны».
Пожарные автомобили – это оперативные транспортные средства на базе автомобильных шасси, оснащенные пожарным вооружением, оборудованием, используемым при пожарно-спасательных работах. Пожарные автомобили в зависимости от направления оперативной деятельности делятся на две группы: основные пожарные автомобили; специальные пожарные автомобили.
Основные пожарные автомобили – пожарные автомобили, предназначенные для доставки личного состава к месту вызова, тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ с помощью вывозимых на них огнетушащих веществ и пожарного оборудования, а также для подачи к месту пожара огнетушащих веществ от других источников. Специальные пожарные автомобили – пожарные автомобили, предназначенные для выполнения специальных работ при пожаре.
Основные пожарные автомобили в зависимости от преимущественного использования и направлений оперативной деятельности подразделяются: основные пожарные автомобили общего применения – пожарные автомобили, предназначенные для тушения пожаров в городах и других населенных пунктах; основные пожарные автомобили целевого применения – пожарные автомобили, предназначенные для тушения пожаров на нефтебазах, предприятиях лесоперерабатывающей, химической, нефтехимической промышленности, в аэропортах и на других специальных объектах.
Основные пожарные автомобили общего применения в зависимости от типа вывозимых огнетушащих веществ и способа их подачи классифицируются на следующие типы: пожарные автоцистернны; пожарные автоцистернны с лестницей; пожарные автоцистернны с коленчатым подъемником; автомобили пожарно-спасательные; автомобили пожарно-спасательные с лестницей; пожарные автомобили первой помощи; пожарные насосно-рукавные автомобили; пожарные автомобили с насосом высокого давления.
Основные пожарные автомобили целевого применения в зависимости от типа вывозимых огнетушащих веществ и способа их подачи классифицируются на следующие типы: пожарные автомобили порошкового тушения; пожарные автомобили пенного тушения; пожарные автомобили комбинированного тушения; пожарные автомобили газового тушения; пожарные автомобили газоводяного тушения; пожарные авто насосные станции; пожарные пеноподъемники; пожарные аэродромные автомобили.
Специальные пожарные автомобили в зависимости от вида аварийно-спасательных и технических работ на месте пожара классифицируются на следующие типы: пожарные автолестницы; пожарные коленчатые автоподъемники; пожарные телескопические автоподъемники с лестницей; пожарные автолестницы с цистерной; пожарные коленчатые автоподъемники с цистерной; пожарные аварийно-спасательные автомобили; пожарные водозащитные автомобили; пожарные автомобили связи и освещения; пожарные автомобили газодымозащитной службы; пожарные автомобили дымоудаления; пожарные рукавные автомобили; пожарные штабные автомобили; пожарные автолаборатории; пожарные автомобили профилактики и ремонта средств связи; автомобили диагностики пожарной техники; пожарные автомобили базы газодымозащитной службы; пожарные автомобили технической службы; автомобили отогрева пожарной техники; пожарные компрессорные станции; пожарно-технические автомобили; пожарные оперативно-служебные автомобили.
Пожарная автоцистернна (АЦ) – пожарный автомобиль, оборудованный пожарным насосом, емкостями для хранения жидких огнетушащих веществ и средствами их подачи и предназначенный для доставки к месту пожара личного состава, пожарного вооружения и оборудования, проведения действий по его тушению и аварийно-спасательных работ.
Автомобиль пожарно-спасательный (АПС) – пожарный автомобиль, оборудованный пожарным насосом, емкостями для хранения жидких огнетушащих веществ и средствами их подачи, генератором, расширенным комплектом пожарного вооружения и предназначенный для доставки личного состава, пожарного вооружения и оборудования к месту пожара (аварии), тушения и проведения АСР.
Пожарный автомобиль пенного тушения (АПТ) – пожарный автомобиль, оборудованный одной или несколькими емкостями для хранения пенообразователя, пожарным насосом с обвязкой коммуникаций и устройством для дозирования пенообразователя и предназначенный для доставки к месту пожара личного состава, пожарного вооружения и проведения действий на предприятиях нефтехимической промышленности и в местах хранения нефтепродуктов.
Пожарный автомобиль комбинированного тушения (АКТ) – пожарный автомобиль, оборудованный насосом, емкостями для хранения огнетушащих веществ и средствами их подачи и предназначенный для доставки к месту пожара личного состава, средств комбинированного тушения и пожарного вооружения для одновременной или последовательной подачи различных по свойствам огнетушащих веществ и проведения действий на промышленных предприятиях, объектах химической, нефтехимической и газовой промышленности, транспорте.
Пожарный аварийно-спасательный автомобиль (АСА) – пожарный автомобиль, оборудованный генератором, комплектом аварийно-спасательного инструмента и предназначенный для доставки личного состава, пожарного вооружения, оборудования к месту пожара (аварии) и проведения действий при аварийно- спасательных работах.
Пожарный автомобиль связи и освещения (АСО) – пожарный автомобиль, оборудованный электрогенератором, средствами связи и освещения и предназначенный для освещения места работы пожарных подразделений на месте пожара (аварии) и обеспечения связи с центральным пунктом пожарной связи.
Пожарные автомобили в зависимости от величины допустимой полной массы делятся на три класса: легкие с полной массой от 2000 до 7500 кг (L-класс); средние с полной массой от 7500 до кг (М-класс); тяжелые с полной массой свыше кг (S-класс). В зависимости от проходимости пожарные автомобили делятся на три категории: первая категория – не полноприводные пожарные автомобили для дорог с твердым покрытием (нормальной проходимости); вторая категория – полноприводные для передвижения по дорогам всех типов и пересеченной местности (повышенной проходимости); третья категория – вездеходы-внедорожники для сильнопересеченной местности (высокой проходимости).
Пожарное оборудование и снаряжение (ПОС) предназначено для поиска, спасения людей при пожарах и аварийных ситуациях и их эвакуации в безопасное место. Оно должно обеспечивать безопасную работу личного состава подразделений ГПС, сохранение жизни и здоровья спасаемых, отвечать требованиям соответствующих ГОСТу и технических условий (ТУ). ПОС включает в себя пожарные инструменты и пожарное оборудование.
Аварийно-спасательные работы в основном выполняются пожарными расчетами с использованием штатных средств спасения и немеханизированного инструмента, которыми укомплектованы пожарные автоцистернны и автонасосы. Немеханизированный инструмент используется также для разборки строительных и технологических конструкций для выявления скрытых очагов горения, выпуска дыма, предотвращения горения. К ручному немеханизированному инструменту относятся: пожарные багры; ломы; крюки; топоры; столярные ножовки; ножницы для резки электропроводов. В комплект оборудования автоцистернны может включаться и другой инструмент, например гидравлические ножницы для резки арматуры.
Механизированный ручной пожарный инструмент по роду применяемой энергии подразделяется: на бензомоторный; на электрический; на пневматический; на автогенорезательные аппараты. Бензомоторная пила может входить в комплектацию пожарных автомобилей любого типа и назначения. Автогенорезательная ранцевая установка предназначена для резки на пожарах металлических решеток с толщиной прутка до 12 мм и других металлических конструкций. Особенностью использования автогенной резки металлов является то, что она возможна только для тех металлов, температура воспламенения которых в кислороде ниже температуры плавления, в противном случае металл будет плавиться скорее, чем сгорать, и не будет поддаваться резке.
Размещение ПОС должно удовлетворять ряду требований: способствовать уменьшению времени развертывания пожарного автомобиля; не снижать его оперативной подвижности; его крепление и размещение должны быть травмобезопасными. При размещении ПОС в отсеках пожарных автоцистерн следует учитывать возможности: группировки элементов ПОС по их функциональному назначению; применения (насколько оно важно для выполнения определенной группы операций); оптимального размещения по конфигурации ПОС, его массе, геометрическим размерам; последовательного использования, согласно которому оно применяется при организации работы; частоты использования (в соответствии с этим элементы, наиболее часто используемые, должны находиться в самых удобных местах); рациональной доступности оборудования для пожарных различного роста.
Пожарная техника в зависимости от назначения и области применения подразделяется на типы: первичные средства пожаротушения; мобильные средства пожаротушения; установки пожаротушения; средства пожарной автоматики; пожарное оборудование; средства индивидуальной защиты и спасения людей при пожаре; пожарный инструмент (механизированный и немеханизированный); пожарные сигнализация, связь и оповещение.
Первичные средства пожаротушения предназначены для использования работниками организаций, личным составом подразделений пожарной охраны и иными лицами в целях борьбы с пожарами, которые подразделяются на типы: переносные и передвижные огнетушители; пожарные краны и средства обеспечения их использования; пожарный инвентарь; покрывала для изоляции очага возгорания.
Переносные огнетушители по виду применяемого огнетушащего вещества (ОТВ) подразделяют на: водные (ОВ); воздушно-пенные (ОВП); порошковые (ОП); газовые, в том числе: углекислотные (ОУ); хладоновые (ОХ). Воздушно-пенные огнетушители в зависимости от химической природы заряда подразделяются: на ОВП с углеводородным зарядом – ОВП(У); на ОВП с фторсодержащим зарядом – ОВП(Ф). По принципу вытеснения огнетушащего вещества огнетушители подразделяют: на закачные (з); с баллоном сжатого газа (б); с газогенерирующим элементом (г); с эжектирующим устройством (ж); с термическим элементом (т).
По возможности перезарядки огнетушители подразделяют: на перезаряжаемые; на неперезаряжаемые (одноразового пользования). По величине рабочего давления огнетушители подразделяют: низкого давления (рабочее давление равно или ниже 2,5 МПа при температуре окружающей среды (20±2) °С); высокого давления (рабочее давление выше 2,5 МПа при температуре окружающей среды (20±2) °С). В зависимости от вида заряженного огнетушащего вещества (ОТВ) огнетушители могут использоваться для тушения загораний одного или нескольких из следующих классов пожаров горючих веществ: твердых горючих веществ (А); жидких горючих веществ (В); газообразных (С); электрооборудования, находящегося под напряжением (Е).
К передвижным (относятся огнетушители массой не менее 20 кг, но не более 400 кг, имеющие одну или несколько емкостей для зарядки ОТВ, которые смонтированы на тележке. Передвижные огнетушители по виду применяемого огнетушащего вещества подразделяются: на водные (ОВ); на воздушно-пенные (ОВП); на порошковые (ОП); газовые (ОУ, ОХ); на комбинированные (ОК) (например, пена-порошок). Передвижные огнетушители должны быть спроектированы таким образом, чтобы их могли транспортировать к месту загорания и приводить в действие один-два человека (если полная масса огнетушителя не превышает 200 кг) или два-три человека (если полная масса огнетушителя более 200 кг).
Пожарные краны предназначены для тушения пожаров и загораний веществ и материалов, кроме электроустановок под напряжением. Пожарные краны внутреннего противопожарного водопровода: должны быть укомплектованы рукавами и стволами; пожарный рукав должен быть присоединен к крану и стволу; необходимо не реже одного раза в год производить перекатку рукавов на новую скатку. При наличии на территории объекта или вблизи его (в радиусе 200 м) естественных или искусственных водоисточников к ним должны быть устроены подъезды с площадками (пирсами) с твердым покрытием размерами не менее 12×12 м для установки пожарных автомобилей и забора воды в любое время года. Для размещения первичных средств пожаротушения, немеханизированного инструмента и пожарного инвентаря в производственных складских помещениях на территории предприятий должны оборудоваться пожарные щиты. Ящик для песка должен иметь вместимость не менее 0,5 м 3 и комплектоваться совковой лопатой. Резервуар для воды должен иметь вместимость не менее 0,2 м 3 и комплектоваться ведрами. Кошма размерами 1×1 м должна просушиваться и очищаться от пыли.
Цель: Изучить физические основы работы и устройства гидравлических машин.
Задачи:
Образовательная:
- Применить имеющиеся знания к объяснению принципа действия технических устройств.
- Создать условия для понимания особых свойств работы гидравлического домкрата и пресса.
Развивающая:
- Создать условия для активизации познавательной деятельности.
- Развивать способности учащихся грамотно выражать свои мысли.
Воспитательная:
- Развивать познавательный интерес к предмету, показать значение физики для развития техники.
- Развивать навыки коммуникативного общения
Ход урока
Проверка домашнего задания
На предыдущих уроках мы с вами изучили давление твёрдых тел, методы его расчёта, способы и необходимость на практике увеличивать или уменьшать это давление. Не менее важно было знать, как измеряется гидростатическое давление. Подводные лодки, аквалангисты, водолазы и т.д. постоянно испытывают это колоссальное давление. И, наконец, давление газов и, прежде всего, нашей атмосферы. Ведь мы с вами живём на дне воздушного океана и жизненно важно вести мониторинг атмосферного давления. На предыдущем уроке, мы с вами научились измерять давление, как большее атмосферного, так и давление меньшее атмосферного, что одинаково важно в технике. Вот и покажем свои знания по всем этим уже изученным вопросам.
Тема нашего сегодняшнего урока гидравлические машины.
(Слайд 1).
Переведите единицы измерения мм.рт.ст. в Па. (Слайд 3)
Для понимания многих явлений требуется знание одного из важнейших законов природы - закона Паскаля.
Кто знает формулировку закона Паскаля, поднимите руку.
Мы с вами повторили:
1) Как передаётся давление в жидкости.
Все эти 3 задачи являются главными в работе одной из самых "сильных" машин, которая легко штампует кузова, крылья, двери не только легковых, но и грузовых автомобилей, делает многие и многие тяжёлые работы в сельском хозяйстве, промышленности и даже у папы в гараже.
Кто догадался, как же называются эти машины?
Гидравлические машины.
Сначала посмотрим, как они выглядит на модели. (Приложение 3) (Приложение 2)
Кто сможет описать его устройство?
Гидравлический пресс состоит из двух цилиндров и свободно перемещающихся поршней разной площади сечения, соединённых трубкой заполненной минеральным маслом. В тетради ученики делают принципиальную схему гидравлической машины, повторяя правило (алгоритм) описания устройства пресса. Презентация 1 (Слайд 7)
Пусть F 1 - сила, действующая на малый поршень с площадью S 1 . Тогда давление, которое малый поршень производит на жидкость равно:
Это давление по закону Паскаля передаётся по всем направлениям одинаково. Следовательно, и на больший поршень производится точно такое же давление p 2 = p 1 . Теперь можно посчитать, какая сила давления действует на больший поршень: F 2 = p 2 S 2.
Проведём простейший расчёт силы давления, которую развивает больший поршень. Из него будет следовать полное понимание того, зачем построена эта сильная машина. (Числа подбираются эффектные и простые с тем, чтобы учащиеся легко справились с расчётом выигрыша в силе почти устно. Иначе за тяжёлыми расчётами они не смогут разглядеть суть дела).
Отношение F 2 /F 1 = S 2 /S 1 называется выигрышем в силе.
Современные гидравлические прессы дают возможность получить выигрыш в силе в несколько тысяч раз.
Посмотрим, с какой силой нужно действовать, чтобы поднять, машину, мотоцикл находим массу, с помощью которой уравновесятся различные тела. Приложение 4
Какой вывод можно отсюда сделать? Презентация 1 (слайд 9)
Где применяются такие устройства? (слайд 11,12)
Итак, мы познакомились с принципом действия, устройством и применением гидравлического пресса. Теперь проверим себя, чему научились на этом уроке. (Приложение 5 )
Подводя итоги урока , дети делают выводы, что гидравлические механизмы необходимы в жизни человека.
Они позволяют добиваться выигрыша в силе. Приложение 1
Выставление оце нок и объявление домашнего задания.
Литература.
- Перышкин А.В. Физика 7 класс - М.: "Дрофа", 2009.
- Волков В.А., Полянский С.Е. Поурочные разработки по физики 7 класс - М.:"ВАКО" 2009.
- Перышкин А.В. Сборник задач по физике 7-9 класс -М.: издательство "Экзамен" 2006.
