|
DOI: 10.14489/td.2023.07.pp.051-057
Балабанов П. В., Рязанов И. В.
ИССЛЕДОВАНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ РЕСУРСА ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ХЕМОСОРБЕНТОВ НА ПОРИСТОЙ ВОЛОКНИСТОЙ МАТРИЦЕ
(c. 51-57)
Аннотация. Приведено описание состава технических средств и принципа работы системы теплового контроля ресурса защитных свойств регенеративных элементов установок регенерации воздуха (поглощения диоксида углерода и обогащения кислородом) в замкнутых объемах. Получены и сопоставлены между собой результаты экспериментального определения тепловым методом и методами химического анализа ресурса защитных свойств установок типа БХРВ и БХРВ-К, где в качестве регенеративных элементов используются листовые химические сорбенты на основе надпероксидов щелочных и щелочноземельных металлов, работающие при концентрациях поглощаемого СО2 в диапазоне 1...4 %, относительной влажности воздуха 85 ± 10 %. Даны рекомендации о возможном алгоритме принятия решения о замене отработавших регенеративных элементов на основе результатов теплового контроля ресурса их защитных свойств.
Ключевые слова: ресурс защитных свойств, хемосорбент, установка регенерации воздуха, система теплового контроля.
Balabanov P. V., Rayzanov I. V.
INVESTIGATION OF THE RELIABILITY OF THERMAL CONTROL OF THE RESOURCE OF PROTECTIVE PROPERTIES OF PRODUCTS BASED ON CHEMISORBENTS ON A POROUS FIBROUS MATRIX
(pp. 51-57)
Abstract. The method and system of thermal control of the resource of protective properties of installations used for air regeneration in enclosed spaces are considered. The main components of the installations are КО2-based chemical sorbents deposited on inert fibrous materials, which absorb carbon dioxide and water vapor released during breathing as a result of an exothermic reaction and enrich the air with oxygen. The method involves measuring the temperatures of the surfaces of regenerative elements (chemisorbents in the form of plates) and the power of an additionally used flat heating element, the temperature of which is controlled equal to the temperature of the chemisorbent. According to the measurement results, two dimensionless parameters are calculated, depending on the power and temperature of the heater, characterizing the life of the protective properties of regenerative elements. Experimental studies of the thermal control method and system were carried out under the following operating conditions of the air regeneration unit: CO2 concentration in the regenerated air 1...4 %, relative humidity 85 ± 10 %, air temperature 20 ± 5 ºС. The ranges of values of dimensionless parameters used in the proposed algorithm for making a decision on the replacement of regenerative elements based on the results of thermal control are found.
Keywords: resource of protective properties, chemosorbent, air regeneration unit, thermal control system.
П. В. Балабанов, И. В. Рязанов (ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет», Тамбов, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
P. V. Balabanov, I. V. Ryazanov (Tambov State Technical University, Tambov, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Путин С. Б., Самарин В. Д. Комплексная система химической безопасности России: теоретические основы и принципы построенная. М.: Машиностроение-1, 2010. 279 с.
2. Григорьев А. И., Баранов М., Синяк Ю. Е. и др. Результаты эксплуатации комплекса систем жизнеобеспечения космической станции «Мир» // Материалы ХII Конференции по космической биологии и авиакосмической медицине. Москва, 10 – 14 июня 2002 г. М., 2002. С. 308–309.
3. Самсонов Н. М., Бобе Л. С., Гаврилов Л. И. и др. Опыт работы регенерационных систем жизнеобеспечения экипажей на космических станциях «Салют», «Мир» и МКС // Авиакосмическая и экологическая медицина, 2008. Т. 42, № 6-1. С. 10 – 12.
4. Григоренко Р. И., Комарова А. Д., Грунский В. Н. Блочноячеистые сорбционно-каталитические системы для регенерации воздуха в замкнутых объемах. // Успехи в химии и химической технологии. 2020. Т. XXXIV, № 6. С. 20 – 22.
5. CN102874760A. Potassium superoxide air regenerating device for emergent risk avoiding under coal mines / China Hu Weichun., Wang Yunquan., Guan Zenglun., et al. Application filed 2012-09-11; Publication. 2013-01-16.
6. Кримштейн А. А., Плотникова С. В., Коновалова В. И., Путин Б. В. Моделирование работы изолирующих аппаратов на химически связанном кислороде // Журнал прикладной химии. 1992. Т. 65, № 11. С. 2463 – 2469.
7. Holquist J., Koenig P., Tozer S., et al. Atmosphere Regeneration for the Transport of Rodents to and from the ISS – Design Trades and Test Results // ICES International Conference on Environmental Systems At. Vail, Colorado, USA. 2013. Vol. AIAA. Р. 3461.
8. Гладышев Н. Ф., Гладышева Т. В., Дворецкий С. И. Наноструктурированные листовые хемосорбенты для средств очистки и регенерации воздуха обитаемых герметичных объектов // Химическая безопасность. 2017. Т. 1, № 1. С. 62 70.
9. Holquist J., Graf J. C., Klaus D. M. Characterization of Potassium Superoxide and a Novel Packed Bed Configuration for Closed Environment Air Revitalization // 44th International Conference on Environmental Systems At. Tucson, Arizona. July 2014.
10. Panahi A., Hassanzadeh A., Moulavi A. Design of a low Cost, double triangle, piezoelectric sensor for respiratory monitoring applications // Sensing and Bio-Sensing Research. October 2020. DOI: 10.1016/j.sbsr.2020.100378.
11. Vaught Ch., Brnich M., Wiehagen W. J. et al. An Overview of Research on Self-Contained Self-Rescuer Training / United States Department of the Interior. 1993. Bulletin 695.
12. Liu H., Allen J., Zheng D., Chen F. Recent development of respiratory rate measurement technologies // Physiological Measurement. 2019. V. 40, No. 7.
13. Lerman J., Feldman D., Feldman R., et al. Linshom respiratory monitoring device: a novel temperature-based respiratory monitor // Journal Canadien D'Anesthésie. 2016. V. 63. P. 1154 – 1160.
14. Sathyamoorthy M., Lerman J., Amolenda P. G., et al. Tracking tidal volume noninvasively in volunteers using a tightly controlled temperature-based device // The Clinical Respiratory Journal. 2019. V. 14, No. 12. P. 260 – 266.
15. Preiss D., Drew B. A., Gosnell J., et al. Linshom thermodynamic sensor is a reliable alternative to capnography for monitoring respiratory rate // Journal of Clinical Monitoring and Computing. 2018. V. 32, No. 6. P. 133 – 140.
16. Пат. 744321 СССР. МКИ3 G 01 N 31/06. Способ контроля процесса сорбции / Р. И. Фельдман, Э. Г. Ту¬това, К. Б. Гисина; заявитель и патентообладатель Институт тепло- и массообменна им. А. В. Лыкова. № 2672798/23-25; заявл. 09.10.1978; опубл. 30.06.1980; Бюл. № 24. 3 с.
17. Pat. US4146887. Respirator cartridge end-of-service life indicator / P. C. Magnante; American Optical Corporation; Application filed by 05.08.1977; Publication Date: 27.03.1979.
18. Пат. 2419783 Российская Федерация, МПК G 01 N 25/18. Способ автоматизированного неразрушающего контроля теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем / С. Н. Кондрашов, С. В. Солошин, Н. А. Дубовицкий и др.; заявитель и патентообладатель ФГУ «33 ЦНИИИ МО РФ». № 2009121054/28; заявл. 02.06.2009; опубл. 27.05.2011; Бюл. №19. 2 с.
19. Рязанов И. В., Балабанов П. В., Егоров А. С. Система теплового контроля ресурса защитных свойств пластин хемосорбента на основе надпероксидов щелочных металлов // Приборы. 2022. № 9(267). С. 23 – 30.
20. Рязанов И. В., Балабанов П. В. Метод и установка для лабораторных испытаний ресурса защитных свойств пластины хемосорбента // Информационные технологии в управлении и моделировании мехатронных систем (ИТУММС 2020): 2-я науч.-практ. конф. Тамбов, 2020. C. 15 – 19.
21. Балабанов П. В., Пономарев С. В. Исследование кинетики процесса регенерации воздуха // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. Т. 7, № 1. С. 80 – 84.
1. Putin S. B., Samarin V. D. (2010). Integrated system of chemical safety in Russia: theoretical foundations and principles built. Moscow: Mashinostroenie-1. [in Russian language]
2. Grigor'ev A. I., Baranov M., Sinyak Yu. E. et al. (2002). The results of the operation of the complex of life support systems of the space station "Mir". Proceedings of the XII Conference on Space Biology and Aerospace Medicine, pp. 308 – 309. Moscow. [in Russian language]
3. Samsonov N. M., Bobe L. S., Gavrilov L. I. et al. (2008). Experience in the operation of regeneration life support systems for crews on space stations "Salyut", "Mir" and the ISS. Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya meditsina, Vol. 42 (6-1), pp. 10 – 12. [in Russian language]
4. Grigorenko R. I., Komarova A. D., Grunskiy V. N. (2020). Block-cellular sorption-catalytic systems for air regeneration in closed spaces. Uspekhi v himii i himicheskoy tekhnologii, Vol. XXXIV (6), pp. 20 – 22. [in Russian language]
5. China Hu Weichun., Wang Yunquan., Guan Zenglun et al. Potassium superoxide air regenerating device for emergent risk avoiding under coal mines. Patent No. CN102874760A.
6. Krimshteyn A. A., Plotnikova S. V., Konovalova V. I., Putin B. V. (1992). Simulation of the operation of insulating apparatuses on chemically bound oxygen. Zhurnal prikladnoy himii, Vol. 65 (11), pp. 2463 – 2469. [in Russian language]
7. Holquist J., Koenig P., Tozer S. et al. (2013). Atmosphere Regeneration for the Transport of Rodents to and from the ISS – Design Trades and Test Results. ICES International Conference on Environmental Systems At, Vol. AIAA. Vail.
8. Gladyshev N. F., Gladysheva T. V., Dvoretskiy S. I. (2017). Nanostructured sheet chemisorbents for means of cleaning and regenerating air in hermetic habitable objects. Himicheskaya bezopasnost', Vol. 1 (1), pp. 62 70. [in Russian language]
9. Holquist J., Graf J. C., Klaus D. M. (2014). Characterization of Potassium Superoxide and a Novel Packed Bed Configuration for Closed Environment Air Revitalization. 44th International Conference on Environmental Systems At. Tucson.
10. Panahi A., Hassanzadeh A., Moulavi A. (2020). Design of a low Cost, double triangle, piezoelectric sensor for respiratory monitoring applications. Sensing and Bio-Sensing Research. DOI: 10.1016/j.sbsr.2020.100378.
11. Vaught Ch., Brnich M., Wiehagen W. J. et al. (1993). An Overview of Research on Self-Contained Self-Rescuer Training. United States Department of the Interior. Bulletin 695.
12. Liu H., Allen J., Zheng D., Chen F. (2019). Recent development of respiratory rate measurement technologies. Physiological Measurement, Vol. 40 (7).
13. Lerman J., Feldman D., Feldman R. et al. (2016). Linshom respiratory monitoring device: a novel temperature-based respiratory monitor. Journal Canadien D'Anesthésie, Vol. 63, pp. 1154 – 1160.
14. Sathyamoorthy M., Lerman J., Amolenda P. G. et al. (2019). Tracking tidal volume noninvasively in volunteers using a tightly controlled temperature-based device. The Clinical Respiratory Journal, Vol. 14 (12), pp. 260 – 266.
15. Preiss D., Drew B. A., Gosnell J. et al. (2018). Linshom thermodynamic sensor is a reliable alternative to capnography for monitoring respiratory rate. Journal of Clinical Monitoring and Computing, Vol. 32 (6), pp. 133 – 140.
16. Fel'dman R. I., Tutova E. G., Gisina K. B. Sorption process control method. Patent No. 744321. USSR. [in Russian language]
17. Magnante P. C. Respirator cartridge end-of-service life indicator. US Patent No. US4146887.
18. Kondrashov S. N., Soloshin S. V., Dubovitskiy N. A. et al. Method for automated non-destructive testing of thermophysical properties of filter-absorbing systems. Ru Patent No. 2419783. Russian Federation. [in Russian language]
19. Ryazanov I. V., Balabanov P. V., Egorov A. S. (2022). Thermal control system for the resource of protective properties of chemisorbent plates based on alkali metal superoxides. Pribory, 267(9), pp. 23 – 30. [in Russian language]
20. Ryazanov I. V., Balabanov P. V. (2020). Method and setup for laboratory testing of the resource of protective properties of a chemisorbent plate. Information technologies in control and modeling of mechatronic systems (ITUMMS 2020): 2nd scientific and practical conference, pp. 15 – 19. Tambov. [in Russian language]
21. Balabanov P. V., Ponomarev S. V. (2011). Study of the kinetics of the air regeneration process. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, Vol. 7 (1), pp. 80 – 84. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2023.07.pp.051-057
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2023.07.pp.051-057
and fill out the form
.
|
Архив номеров
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»