Modeling of systems and processes Modeling of systems and processes Моделирование систем и процессов 2219-0767 45944 10.12737/2219-0767-2021-14-3-28-35 Технические науки Технические науки Simulation of protective devices to ensure the safety of technological processes using explosive gases Моделирование защитных устройств для обеспечения безопасности технологических процессов с использованием взрывоопасных газов Колотушкин Виктор Васильевич Kolotushkin Viktor Vasil'evich Сазонова Светлана Анатольевна Sazonova Svetlana Anatol'evna Николенко Сергей Дмитриевич Nikolenko S. D. Воронежский государственный технический университет Voronezh State Technical University 14 3 28 35 21 05 2021 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/45944/view

В статье представлен алгоритм расчетов для теоретического обоснования конструкции защитных устройств, используемых для безопасной эксплуатации взрывоопасного оборудования и подводящих коммуникаций. Применено математическое моделирование. Рассмотрена разработка защитных устройств, обеспечивающих взрывопожаробезопасность газопламенного оборудования, используемого в строительстве. Представлены конструкции защитных устройств, обеспечивающих взрывопожароопасных газов от дефлаграционного до детонационного режимов горения и устройств, разработанных по принципу отсечки пламени посредством механического срабатывания запирающих элементов: мембраны и конического клапана.

The article presents a calculation algorithm for the theoretical substantiation of the design of protective devices used for the safe operation of explosive equipment and supply lines. Mathematical modeling is applied. The development of protective devices providing explosion and fire safety of gas-flame equipment used in construction is considered. The design of protective devices providing explosive and fire hazardous gases from deflagration to detonation combustion modes and devices developed on the principle of cutting off the flame by means of mechanical actuation of locking elements: a membrane and a conical valve are presented.

 Моделирование техносферная безопасность защитные устройства конструирование взрывоопасные газы отсечка пламени технологические процессы. Modeling technosphere safety protective devices design explosive gases flame cutoff technological processes.

А.с. 1595536 А62 с 3/04. Огнепреградитель / В.В. Колотушкин [и др.] - Опубл. 30.09.90. Бюл. №36. - 3 с. A.s. 1595536 A62 s 3/04. Ognepregraditel' / V.V. Kolotushkin [i dr.] - Opubl. 30.09.90. Byul. №36. - 3 s. А.с. 1679118 АIFI6K47/16. C10 H21/12. Преградитель детонации / В.В. Колотушкин [и др.] - Опубл. 23.09.91. Бюл. №35. - 3 с. A.s. 1679118 AIFI6K47/16. C10 H21/12. Pregraditel' detonacii / V.V. Kolotushkin [i dr.] - Opubl. 23.09.91. Byul. №35. - 3 s. А.с. 1686243 А1 F16 K31/02. Электромагнитный клапан для взрывоопасных газов / В.В. Колотушкин [и др.] - Опубл. 23.10.91. Бюл. №35. - 2 с. A.s. 1686243 A1 F16 K31/02. Elektromagnitnyy klapan dlya vzryvoopasnyh gazov / V.V. Kolotushkin [i dr.] - Opubl. 23.10.91. Byul. №35. - 2 s. Sazonova, S.A. Simulation of a transport standby for ensuring safe heat supply systems operation / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International science and technology conference "FarEastCon-2019". - 2020. - P. 052004. - DOI: 10.1088/1757-899X/753/5/052004. Sazonova, S.A. Simulation of a transport standby for ensuring safe heat supply systems operation / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International science and technology conference "FarEastCon-2019". - 2020. - P. 052004. - DOI: 10.1088/1757-899X/753/5/052004. Development and application of a portable lightweight sound suppression panel to reduce noise at permanent and temporary workplaces in the manufacturing and repair workshops / V.F. Asminin, E.V. Druzhinina, S.A. Sazonova, D.S. Osmolovsky // Akustika. - 2019. - V. 34. - Pp. 18-21. Development and application of a portable lightweight sound suppression panel to reduce noise at permanent and temporary workplaces in the manufacturing and repair workshops / V.F. Asminin, E.V. Druzhinina, S.A. Sazonova, D.S. Osmolovsky // Akustika. - 2019. - V. 34. - Pp. 18-21. Variational method for solving the boundary value problem of hydrodynamics / D.V. Sysoev, A.A. Sysoeva, S.A. Sazonova [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall., Krasnoyarsk, Russian Federation. - 2021. - P. 12195. Variational method for solving the boundary value problem of hydrodynamics / D.V. Sysoev, A.A. Sysoeva, S.A. Sazonova [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall., Krasnoyarsk, Russian Federation. - 2021. - P. 12195. Behaviour of concrete with a disperse reinforcement under dynamic loads / S.D. Nikolenko, E.A. Sushko, S.A. Sazonova [et al.]// Magazine of Civil Engineering. - 2017. - № 7 (75). - Pp. 3-14. - DOI: 10.18720/MCE.75.1. Behaviour of concrete with a disperse reinforcement under dynamic loads / S.D. Nikolenko, E.A. Sushko, S.A. Sazonova [et al.]// Magazine of Civil Engineering. - 2017. - № 7 (75). - Pp. 3-14. - DOI: 10.18720/MCE.75.1. Flexural strength of fiber reinforced concrete structures / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, V.F. Asminin [et al.] // IOP Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. - Krasnoyarsk, 2021. - P. 22075. - DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022075. Flexural strength of fiber reinforced concrete structures / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, V.F. Asminin [et al.] // IOP Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. - Krasnoyarsk, 2021. - P. 22075. - DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022075. Weld defects and automation of methods for their detection / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov [et al.] // IOP Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. -Krasnoyarsk, 2021. - P. 22078. - DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022078. Weld defects and automation of methods for their detection / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov [et al.] // IOP Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. -Krasnoyarsk, 2021. - P. 22078. - DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022078. Flare emissions from asphalt plants / V. Manokhin, S. Sazonova, S. Nikolenko, A. Zvyagintseva // Lecture Notes in Civil Engineering. - 2020. - V. 70. - Pp. 37-53. Flare emissions from asphalt plants / V. Manokhin, S. Sazonova, S. Nikolenko, A. Zvyagintseva // Lecture Notes in Civil Engineering. - 2020. - V. 70. - Pp. 37-53. Проскурин, Д.К. Сходимость вычислительного процесса при реализации вариационного метода решения краевой задачи гидродинамики / Д.К. Проскурин, Д.В. Сысоев, С.А. Сазонова // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2021. - Т. 17, № 3. - С. 14-19. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.17.3.002. Proskurin, D.K. Shodimost' vychislitel'nogo processa pri realizacii variacionnogo metoda resheniya kraevoy zadachi gidrodinamiki / D.K. Proskurin, D.V. Sysoev, S.A. Sazonova // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. - 2021. - T. 17, № 3. - S. 14-19. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.17.3.002. Зольников, В. К. Практические методики выполнения верификации проектирования микросхем / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, Т.В. Скворцова // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12, № 1. - С. 25-30. - DOI: 10.12737/article_5d639c80d03ac5.18926339. Zol'nikov, V. K. Prakticheskie metodiki vypolneniya verifikacii proektirovaniya mikroshem / V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova, T.V. Skvorcova // Modelirovanie sistem i processov. - 2019. - T. 12, № 1. - S. 25-30. - DOI: 10.12737/article_5d639c80d03ac5.18926339. Зольников, В.К. Верификация проектов и создание тестовых последовательностей для проектирования микросхем / В.К. Зольников, С. А. Евдокимова, Т. В. Скворцова // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12, № 1. - С. 10-16. - DOI: 10.12737/article_5d639c80c07798.20924462. Zol'nikov, V.K. Verifikaciya proektov i sozdanie testovyh posledovatel'nostey dlya proektirovaniya mikroshem / V.K. Zol'nikov, S. A. Evdokimova, T. V. Skvorcova // Modelirovanie sistem i processov. - 2019. - T. 12, № 1. - S. 10-16. - DOI: 10.12737/article_5d639c80c07798.20924462. Зольников, В.К. Методы верификации сложно-функциональных блоков в САПР для микросхем глубоко субмикронных проектных норм / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, Т.В. Скворцова // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12, № 1. - С. 16-24. - DOI: 10.12737/article_5d639c80c83b71.60273345. Zol'nikov, V.K. Metody verifikacii slozhno-funkcional'nyh blokov v SAPR dlya mikroshem gluboko submikronnyh proektnyh norm / V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova, T.V. Skvorcova // Modelirovanie sistem i processov. - 2019. - T. 12, № 1. - S. 16-24. - DOI: 10.12737/article_5d639c80c83b71.60273345. Алгоритмическая основа моделирования и обеспечения защиты типовых КМОП элементов в процессе проектирования / В.К. Зольников, В.А. Смерек, В.И. Анциферова, С.А. Евдокимова // Моделирование систем и процессов. - 2013. - № 3. - С. 14-16. - DOI: 10.12737/2382. Algoritmicheskaya osnova modelirovaniya i obespecheniya zaschity tipovyh KMOP elementov v processe proektirovaniya / V.K. Zol'nikov, V.A. Smerek, V.I. Anciferova, S.A. Evdokimova // Modelirovanie sistem i processov. - 2013. - № 3. - S. 14-16. - DOI: 10.12737/2382. Расчет тепловых и термомеханических эффектов для микросхем и транзисторов / В.К. Зольников, М.В. Назаренко, С.А. Евдокимова, В.И. Анциферова // Моделирование систем и процессов. - 2014. - № 3. - С. 12-14. - DOI: 10.12737/6640. Raschet teplovyh i termomehanicheskih effektov dlya mikroshem i tranzistorov / V.K. Zol'nikov, M.V. Nazarenko, S.A. Evdokimova, V.I. Anciferova // Modelirovanie sistem i processov. - 2014. - № 3. - S. 12-14. - DOI: 10.12737/6640. Схемотехнический базис и проверка микросхем на работоспособность / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, А.В. Фомичев [и др.] // Моделирование систем и процессов. - 2018. - Т. 11, № 4. - С. 25-30. - DOI: 10.12737/article_5c79642c158bc0.44957273. Shemotehnicheskiy bazis i proverka mikroshem na rabotosposobnost' / V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova, A.V. Fomichev [i dr.] // Modelirovanie sistem i processov. - 2018. - T. 11, № 4. - S. 25-30. - DOI: 10.12737/article_5c79642c158bc0.44957273. Скляр, В.А. Моделирование низкоинтенсивного воздействия космического пространства / В.А. Скляр, В.К. Зольников, С.А. Евдокимова // Моделирование систем и процессов. - 2016. - Т. 9, № 2. - С. 71-74. - DOI: 10.12737/23663. Sklyar, V.A. Modelirovanie nizkointensivnogo vozdeystviya kosmicheskogo prostranstva / V.A. Sklyar, V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova // Modelirovanie sistem i processov. - 2016. - T. 9, № 2. - S. 71-74. - DOI: 10.12737/23663. Результаты оценки надежности микросхемы 1921ВК028 / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, Е.В. Грошева, А.И. Яньков // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12, № 4. - С. 37-41. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-12-4-37-41. Rezul'taty ocenki nadezhnosti mikroshemy 1921VK028 / V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova, E.V. Grosheva, A.I. Yan'kov // Modelirovanie sistem i processov. - 2019. - T. 12, № 4. - S. 37-41. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-12-4-37-41. Результаты оценки надежности микросхемы 1921ВК035 / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, Е.В. Грошева, А.И. Яньков // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12, № 4. - С. 42-46. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-12-4-42-46. Rezul'taty ocenki nadezhnosti mikroshemy 1921VK035 / V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova, E.V. Grosheva, A.I. Yan'kov // Modelirovanie sistem i processov. - 2019. - T. 12, № 4. - S. 42-46. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-12-4-42-46. Системы на кристалле (СНК) и влияние данной технологии на создание современной ЭКБ / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, М.Ю. Арзамасцев, А.Е. Гриднев // Моделирование систем и процессов. - 2020. - Т. 13, № 4. - С. 19-23. - DOI: 10.12737/2219-0767-2021-13-4-19-23. Sistemy na kristalle (SNK) i vliyanie dannoy tehnologii na sozdanie sovremennoy EKB / V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova, M.Yu. Arzamascev, A.E. Gridnev // Modelirovanie sistem i processov. - 2020. - T. 13, № 4. - S. 19-23. - DOI: 10.12737/2219-0767-2021-13-4-19-23. Assessment of the impact of composite mixtures on the quality of new meat products / Y.A. Safonova, E.E. Kurchaeva, A.V. Lemeshkin [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2021. - 640(3). - P. 032002. - DOI: 10.1088/1755-1315/640/3/032002. Assessment of the impact of composite mixtures on the quality of new meat products / Y.A. Safonova, E.E. Kurchaeva, A.V. Lemeshkin [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2021. - 640(3). - P. 032002. - DOI: 10.1088/1755-1315/640/3/032002. Software tools for assessing the environmental safety of city filling stations / O.V. Kuripta, Yu.A. Vorobieva, K.V. Garmonov [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International scientific and practical conference "Ensuring sustainable development in the context of agriculture, green energy, ecology and earth science". - 2021. - P. 042051. - DOI: 10.1088/1755-1315/723/4/042051. Software tools for assessing the environmental safety of city filling stations / O.V. Kuripta, Yu.A. Vorobieva, K.V. Garmonov [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International scientific and practical conference "Ensuring sustainable development in the context of agriculture, green energy, ecology and earth science". - 2021. - P. 042051. - DOI: 10.1088/1755-1315/723/4/042051. Safonova, Y.A. Chickpea seeds germination rational parameters optimization / Y.A. Safonova, M.N. Ivliev, A.V. Lemeshkin // Journal of Physics: Conference Series. "International Conference Information Technologies in Business and Industry 2018 - Microprocessor Systems and Telecommunications". - 2018. - P. 032118. - DOI: 10.1088/1742-6596/1015/3/032118. Safonova, Y.A. Chickpea seeds germination rational parameters optimization / Y.A. Safonova, M.N. Ivliev, A.V. Lemeshkin // Journal of Physics: Conference Series. "International Conference Information Technologies in Business and Industry 2018 - Microprocessor Systems and Telecommunications". - 2018. - P. 032118. - DOI: 10.1088/1742-6596/1015/3/032118. Novikov, A.I. Grading of scots pine seeds by the seed coat color: how to optimize the engineering parameters of the mobile optoelectronic device / A.I. Novikov, V.K. Zolnikov, T.P. Novikova // Inventions. - 2021. - V. 6, № 1. - P. 7. - DOI: 10.3390/inventions6010007. Novikov, A.I. Grading of scots pine seeds by the seed coat color: how to optimize the engineering parameters of the mobile optoelectronic device / A.I. Novikov, V.K. Zolnikov, T.P. Novikova // Inventions. - 2021. - V. 6, № 1. - P. 7. - DOI: 10.3390/inventions6010007. Methods of assessing the effectiveness of reforestation based on the theory of fuzzy sets / A. Kuzminov, L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. "International Forestry Forum "Forest Ecosystems as Global Resource of the Biosphere: Calls, Threats, Solutions". - 2020. - P. 012007. - DOI: 10.1088/1755-1315/595/1/012007. Methods of assessing the effectiveness of reforestation based on the theory of fuzzy sets / A. Kuzminov, L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. "International Forestry Forum "Forest Ecosystems as Global Resource of the Biosphere: Calls, Threats, Solutions". - 2020. - P. 012007. - DOI: 10.1088/1755-1315/595/1/012007. Sakharova, L. Methodology for assessing the sustainability of agricultural production, taking into account its economic efficiency / L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International scientific and practical conference "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions" (Forestry-2019). - 2019. - P. 012019. - DOI: 10.1088/1755-1315/392/1/012019. Sakharova, L. Methodology for assessing the sustainability of agricultural production, taking into account its economic efficiency / L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International scientific and practical conference "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions" (Forestry-2019). - 2019. - P. 012019. - DOI: 10.1088/1755-1315/392/1/012019. Belokurov, V.P. Modeling passenger transportation processes using vehicles of various forms of ownership / V.P. Belokurov, S.V. Belokurov, V.K. Zolnikov // Transportation Research Procedia. - 2018. - P. 44-49. - DOI: 10.1016/j.trpro.2018.12.041. Belokurov, V.P. Modeling passenger transportation processes using vehicles of various forms of ownership / V.P. Belokurov, S.V. Belokurov, V.K. Zolnikov // Transportation Research Procedia. - 2018. - P. 44-49. - DOI: 10.1016/j.trpro.2018.12.041. Formation of the predicted training parameters in the form of a discrete information stream / T.E. Smolentseva, V.I. Sumin, V.K. Zolnikov, V.V. Lavlinsky // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - P. 012045. - DOI: 10.1088/1742-6596/973/1/012045. Formation of the predicted training parameters in the form of a discrete information stream / T.E. Smolentseva, V.I. Sumin, V.K. Zolnikov, V.V. Lavlinsky // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - P. 012045. - DOI: 10.1088/1742-6596/973/1/012045. Methods of multi-criteria optimization in problems of simulation of trucking industry / S.V. Belokurov, V.P. Belokurov, V.K. Zolnikov, O.N. Cherkasov // Transportation Research Procedia. 12th International Conference "Organization and Traffic Safety Management in Large Cities", SPbOTSIC 2016. - 2017. - Pp. 47-52. - DOI: 10.1016/j.trpro.2017.01.010. Methods of multi-criteria optimization in problems of simulation of trucking industry / S.V. Belokurov, V.P. Belokurov, V.K. Zolnikov, O.N. Cherkasov // Transportation Research Procedia. 12th International Conference "Organization and Traffic Safety Management in Large Cities", SPbOTSIC 2016. - 2017. - Pp. 47-52. - DOI: 10.1016/j.trpro.2017.01.010.