Экспериментальная система для телеметрии и обработки данных при исследовании быстропротекающих процессов распространения воздушных ударных волн
DOI:
https://doi.org/10.7242/2658-705X/2026.2.4Ключевые слова:
взрывы, воздушная ударная волна, волна сжатия, экспериментальная установка, пневматическая труба, инженерные сооружения, горные выработки, угольная шахтаАннотация
Выполнены работы по созданию экспериментальной системы для телеметрии и обработки данных распространения воздушной ударной волны при физическом моделировании. Предложены составляющие элементы такой системы: физический и технический компоненты, методическая основа. Для каждой из указанных составляющих приведены решения по их реализации (датчики и их размещение, компрессор, микроконтроллер, программное обеспечение и т.п.). Разработан экспериментальный макет-стенд пневматической трубы для апробирования и обоснования работоспособности системы телеметрии и обработки данных. Установка стенда выполнена на жёстко закреплённых лабораторных столах со столешницей из нержавеющей стали с использованием струбцин для фиксирования элементов трубы. Это позволило уменьшить влияние колебаний конструкции на показания датчиков при распространении возмущений. С целью минимизации влияния статического напряжения на поток выдаваемых данных с датчиков (помехи), выполнено заземление трубы и столешниц лабораторных столов. Проведена серия экспериментов распространения волны сжатия по прямолинейному участку трубы и на нём же с установленной имитацией взрывоустойчивой перемычки. Полученные данные сравнены с результатами численного моделирования, выполненного с использованием пакета OpenFOAM. Приведены предложения по совершенствованию экспериментального стенда (физический компонент системы). Разработана конструктивная схема пневматической установки для проведения исследований ударноволновых процессов. Обозначено направление дальнейших работ и исследований.
Библиографические ссылки
1. Говорухин Ю.М., Домрачев А.Н., Криволапов В.Г., Палеев Д.Ю. Методика оценки толщины изолирующих взрывоустойчивых перемычек // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: науч. журнал / Сиб. гос. индустр. ун-т; под общей ред. В.Н. Фрянова. – Новокузнецк, 2023. – № 9. – С.333-336.
2. Палеев Д.Ю., Васенин И.М., Костеренко В.Н. Ударные волны при взрывах в угольных шахтах. – М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2011. – 312 с.
3. Мясников А.А., Миллер Ю.А., Комаров Н.Е. Вентиляционные сооружения в угольных шахтах. – М.: Недра, 1983. – 270 с.
4. Говорухин Ю.М., Криволапов В.Г., Сенкус В.В., Мясников Н.В. Применение многорядной системы перфорированных преград для снижения величины избыточного давления во фронте ударной воздушной волны Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: науч. журнал / Сиб. гос. индустр. ун-т; под общей ред. В.Н. Фрянова. – Новокузнецк, 2024. – № 10. – С.278-285.
5. Криволапов В.Г., Говорухин Ю.М. Взаимодействие ударно-воздушной волны с водяными заслонами при возведении изолирующих противопожарных перемычек // Наукоёмкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов сборник научных статей. Под общей редакцией В.Н. Фрянова. – 2007. – С.198-203.
6. Палеев Д.Ю., Лукашов О.Ю., Васенин И.М. и др. Гашение энергии ударной волны водяным заслоном при взрыве слоевого скопления метана // Наукоёмкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов / Сиб. гос. индустр. ун-т; под общей ред. В.Н. Фрянова. – Новокузнецк, 2017. – № 3. – С.385-389.
7. Чеховских А.М., Гладков Ю.А. О выборе безопасных мест ведения горноспасательных работ при угрозе взрыва газов и пыли в шахтах // Безопасность труда в промышленности. – 1992. – № 1. – С.33-34.
8. Плотников В.М. Разработка преград для обеспечения взрывозащиты в горных выработках. Аналитический обзор. – Караганда: КФ АО «НЦНТИ», 2012. – 56 с.
9. Leilin Zhang, Qianyi Yang, Biming Shi, Yihui Niu & Zheng Zhong. Influences of a Pipeline’s Bending Angle on the Propagation Law of Coal Dust Explosion Induced by Gas Explosion // Combustion Science and Technology. – 2021. – Т.193, № 5. – Pp.798-811. – https://doi.org/10.1080/00102202.2019.1673381.
10. Yihui Niu, Leilin Zhang, Biming Shi, Qianyi Yang & Zhen Zhong. Methane–Coal Dust Mixed Explosion
in Transversal Pipe Networks // Combustion Science and Technology. – 2021. – Т. 193, № 10. – Pp.1734-1746. – https://doi.org/10.1080/00102202.2019.1711071.
11. Приказ Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536 Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением» [Электронный ресурс]. – URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_373204/.
12. Распоряжение Госгортехнадзора России от 27.04.2004 № Р-7 «О введении в действие Методики газодинамического расчёта параметров воздушных ударных волн при взрывах газа и пыли» [Электронный ресурс]. – URL: https://docs.cntd.ru/document/901899801.
13. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа: учебник для вузов. – 7-е изд., испр. – М.: Дрофа, 2003. – 840 с.
14. Moukalled F., Mangani L., Darwish M. The Finite Volume Method in Computational Fluid Dynamics: An Advanced Introduction with OpenFOAM and Matlab. – Springer, 2016. – 817 p. – https://doi.org/10.1007/978-3-319-16874-6.
15. Говорухин Ю.М., Криволапов В.Г., Коряга М.Г., Палеев Д.Ю. Моделирование газодинамических процессов при изоляции выработок аварийных участков с использованием гидрозатворов // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: науч. журнал / Сиб. гос. индустр. ун-т; под общей ред. В.Н. Фрянова. – Новокузнецк, 2020. – № 6. – С.376-380.
16. Крайнов А.Ю., Моисеева К.М. Моделирование распространения ударной волны от взрыва углеметановоздушной смеси в канале с поворотом // XIII Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике: тезисы докладов, 21-25 августа 2023 г. – Санкт-Петербург, 2023. – С.1258-1259.
17. Крайнов А.Ю., Моисеева К.М. Моделирование распространения ударной волны от взрыва углеметановоздушной смеси в канале с разветвлениями // Всероссийская конференция «Физика взрыва: теория, эксперимент, приложения»: тезисы докладов, 18-21 сентября 2023 г. / Сиб. отдние РАН, Ин-т гидродинамики им. М.А. Лаврентьева. – Новосибирск: СО РАН, 2023. – С.216. – https://doi.org/10.53954/9785604990025_216.
18. Говорухин Ю.М., Домрачев А.Н., Криволапов В.Г., Палеев Д.Ю. Моделирование процессов распространения параметров ударной воздушной волны по выработкам и её взаимодействия с инженерными сооружениями // Наукоёмкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: науч. журнал / Сиб. гос. индустр. ун-т; под общей ред. В.Н. Фрянова. – Новокузнецк, 2023. – № 9. – С.322-333.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Вестник Пермского федерального исследовательского центра
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
