High-resolution remote thermography using luminescent low-dimensional tin-halide perovskites

While metal-halide perovskites have recently revolutionized research in optoelectronics through a unique combination of performance and synthetic simplicity, their low-dimensional counterparts can further expand the field with hitherto unknown and practically useful optical functionalities. In this context, we present the strong temperature dependence of the photoluminescence (PL) lifetime of low-dimensional, perovskite-like tin-halides, and apply this property to thermal imaging with a high precision of 0.05 {\deg}C. The PL lifetimes are governed by the heat-assisted de-trapping of self-trapped excitons, and their values can be varied over several orders of magnitude by adjusting the temperature (up to 20 ns {\deg}C-1). Typically, this sensitive range spans up to one hundred centigrade, and it is both compound-specific and shown to be compositionally and structurally tunable from -100 to 110 {\deg} C going from [C(NH2)3]2SnBr4 to Cs4SnBr6 and (C4N2H14I)4SnI6. Finally, through the innovative implementation of cost-effective hardware for fluorescence lifetime imaging (FLI), based on time-of-flight (ToF) technology, these novel thermoluminophores have been used to record thermographic videos with high spatial and thermal resolution.Comment: 25 pages, 4 figure

Розробка методу зменшення втрат активної потужності на корону, який базується на зміні конструктивних параметрів лінії електропередавання

This paper reports a study into the influence of the main design parameters of power transmission lines on energy losses associated with the corona discharge; a method has been devised to reduce them. The structure of the split-phase wire, the distance to the ground, and between the centers of the phases of the line are determined at the design stage. Based on these structural parameters, the value of specific energy losses associated with the corona discharge is calculated. Studying the impact exerted on the amount of losses by each structural parameter makes it possible at the design stage to determine the structure of a power transmission line (PTL) with low energy losses. Reducing energy loss when transporting it along the line is one of the most important issues in the strategy for the development of the energy industry at the stage of the "green transition". It has been established that most structural parameters have a weak effect on the values of corona losses, and, if there is a significant impact, the implementation of such solutions leads to a large increase in the cost of constructing an overhead transmission line. Based on the analysis of the results of calculations of corona losses in power transmission lines, it was determined that the corona losses in the middle phase of the transmission line are much greater than in the extreme phases. That has made it possible to devise a method for reducing power corona losses associated with the alignment of the capacities of all phases of PTL. This effect is achieved by calculating, based on the developed method, the splitting step of the middle phase of PTL. The calculation of the splitting step is based on the preliminary determination of the capacity of the extreme phases and the substitution of calculated values in the resulting expression for the splitting step. The possibility of such a reduction in corona losses should significantly increase the energy efficiency of AC power transmission lines, especially in areas with large periods of different weather that provoke the occurrence of a corona discharge on the wires of their phases. This circumstance causes an increase in this type of power loss.Выполнены исследования влияния основных конструктивных параметров линий электропередачи на потери энергии связанные с коронным разрядом и разработан метод снижения. Конструкция расщепленного фазного провода, расстояния до земли и между центрами фаз линии определяются на этапе проектирования. На базе этих конструктивных параметров рассчитывается величина удельных потерь энергии, связанных с коронным разрядом. Изучение влияния на величину потерь каждого из конструктивных параметров позволяет на этапе проектирования разработать конструкцию линии электропередачи (ЛЭП) с низкими потерями энергии. Уменьшение потерь энергии при транспортировке ее по линии является одним из важнейших вопросов стратегии развития энергетической отрасли на этапе зеленого перехода. Установлено, что большинство конструктивных параметров слабо влияет на величины потерь на корону, а если имеется существенное влияние, то реализация подобных решений приводит к повышению цены сооружения воздушных линий электропередачи. На основе анализа результатов расчетов потерь на корону в линиях электропередачи было определено, что потери на корону на средней фазе линии электропередачи намного больше, чем на крайних фазах. Это позволило разработать метод снижения потерь мощности на корону, связанный с выравниванием емкостей всех фаз ЛЭП. Этот эффект обеспечивается расчетом, по разработанному методу, шага расщепления средней фаз ЛЭП, основанного на предварительном определении емкости крайних фаз и подстановке рассчитанных значений в полученное выражение для шага расщепления. Возможности такого сокращения потерь на корону должны существенно повысить энергоэффективность ЛЭП переменного тока, особенно в районах с большими периодами погодных видов, которые вызывают повышение такого вида потерь мощностиВиконані дослідження впливу основних конструктивних параметрів ліній електропередавання на втрати енергії пов’язані з коронним розрядом та розроблено метод їх зниження. Конструкція розщепленого фазного проводу, відстані до землі та між центрами фаз лінії визначаються на етапі проектування. На базі цих конструктивних параметрів розраховується величина питомих втрат енергії пов’язаних з коронним розрядом. Вивчення впливу на величину втрат кожного з конструктивних параметрів дає можливість на етапі проектування розробити конструкцію лінії електропередавання (ЛЕП) з низькими втратами енергії. Зменшення втрат енергії при транспортування її по лінії є одним з найважливіших питань стратегії розвитку енергетичної галузі на етапі «зеленого переходу». Встановлено, що більшість конструктивних параметрів слабко впливає на величини втрат на корону,а якщо є суттєвий вплив, то реалізація подібних рішень призводить до великого підвищення ціни спорудження повітряних ліній електропередавання. На основі аналізу результатів розрахунків втрат на корону у лініях електропередавання було визначено, що втрати на корону на середній фазі лінії електропередавання набагато більші ніж на крайніх фазах. Це дало можливість розробити метод зниження втрат потужності на корону пов’язаний з вирівнюванням ємностей усіх фаз ЛЕП. Цей ефект забезпечується розрахунком, за розробленим методом, кроку розщеплення середньої фази ЛЕП., Розрахунок кроку розщеплення базується на попередньому визначенні ємності крайніх фаз та підстановкою розрахованих значень в отриманий вираз для кроку розщеплення Можливість такого скорочення втрат на корону мають суттєво підвищити енергоефективність ЛЕП змінного струму, особливо в районах з великими періодами видів погоди, що провокують виникнення коронного розряду на проводах їх  фаз. Ця обставина викликає підвищення такого виду втрат потужност

Визначення механічних властивостей напірного пожежного рукава типу «Т»

Experimental research into determining the mechanical properties (elastic and dissipative) of the pressure fire hose of type «T» with an inner diameter of 66 mm under conditions of static load were presented. The experiment was conducted on the experimental setup, which makes it possible to measure force and deformation. In the course of research, a series of field experiments in stretching with the sample under conditions of static loading-unloading cycles was carried out. The tests consisted of 5 cycles (modes) of loading-unloading, which were performed with a two-minute interval. Taking into consideration the experimental data, the elasticity module at stretching the material of the hose in the longitudinal (along the base) direction was determined. It was established that numerical results of mechanical properties depend on the hose loading «history», that is, in the first two load modes, elasticity modules increased and were stabilized only in the subsequent modes. The above, along with a significant reduction in residual deformations, increases the elastic properties of the fire hose material.The results of the conducted studies showed that in the first two cycles, the material demonstrates short-term creep, which gets stabilized in modes 4–5. To generalize the experimental research, the results were approximated by corresponding trend lines. The curves of the sample deformation, which under conditions of cyclic loading-unloading formed the hysteresis loops, were determined. The hysteresis loops obtained during the study showed that in the first two modes, the loop are subjected to quantitative and qualitative changes, specifically, the slope of the hysteresis loop and its area decreases.It was determined that a change of the properties of the material of the fire hose at consecutive loading-unloading deformation cycles are reversed, the gaps between the deformation cycles result in partial restoration of the mechanical characteristics, approximating them to the initial values. Relaxation time is from several hours to several days and even weeks, which depends heavily on the magnitude of the previous relative deformationПредставлены экспериментальные исследования по определению механических свойств (упругих и диссипативных) напорного пожарного рукава типа «Т» с внутренним диаметром 66 мм в условиях статической нагрузки. Эксперимент проведен на опытной установке, которая дает возможность замера силы и деформации. В ходе работы проведен ряд натурных экспериментов на растяжение с образцом в условиях статических циклов (режимы) нагрузки-разгрузки. Испытания состояли из 5 циклов нагрузки-разгрузки, которые проводились с двухминутным интервалом. С учетом экспериментальных данных определены модуль упругости при растяжении материала рукава в продольном (вдоль основания) направлении. Установлено, что численные результаты механических свойств зависят от «истории» нагрузки рукава, то есть на первых двух режимах нагрузки модули упругости увеличивались и только потом на следующих – стабилизировались.Упомянутое, вместе с существенным уменьшением остаточных деформаций, усиливает упругие свойства материала пожарного рукава.Результаты проведенных исследований показали, что при первых двух циклах материал демонстрирует проявление кратковременной ползучести, которая стабилизируется на 4–5 режиме. Для обобщения экспериментальных исследований результаты аппроксимированы соответствующими линиями трендов. Были определены кривые деформирования образцов в условиях циклического нагрузки-разгрузки, которые формировали петли гистерезиса. Полученные петли гистерезиса в ходе исследования показали, что при первых двух режимах петли испытывают количественные и качественные изменения, а именно, уменьшается наклон петли гистерезиса и ее площадь.Установлено, что изменение свойств материала пожарного рукава при последовательных циклах деформаций нагрузки-разгрузки является обратной, промежутки между циклами деформирования приводят к частичному восстановлению механических характеристик, приближая их к исходным значениям. Время релаксации составляет от нескольких часов до нескольких суток и даже недель, в значительной степени зависит от величины предыдущей относительной деформацииПредставлені експериментальні дослідження з визначення механічних властивостей (пружних та дисипативних) напірного пожежного рукава типу «Т» із внутрішнім діаметром 66 мм в умовах статичного навантаження. Експеримент проведено на дослідній установці, яка дає можливість заміру сили та деформації. В ході роботи проведено низку натурних експериментів на розтяг зі зразком в умовах статичних циклів навантаження-розвантаження. Випробування складались з 5 циклів (режими) навантаження-розвантаження, які проводилися із двохвилинним інтервалом. З урахуванням експериментальних даних визначено модуль пружності при розтяганні матеріалу рукава у поздовжньому (вздовж основи) напрямку. Встановлено, що чисельні результати механічних властивостей залежать від «історії» навантаження рукава, тобто на перших двох режимах навантаження модулі пружності збільшувалися і лише потім на наступних – стабілізувалися. Вказане, разом із суттєвим зменшенням залишкових деформацій, посилює пружні властивості матеріалу пожежного рукава.Результати проведених досліджень показали, що при перших двох циклах матеріал демонструє прояв короткочасної повзучості, яка стабілізується на 4–5 режимі. Для узагальнення експериментальних досліджень результати апроксимовано відповідними лініями трендів. Було визначено криві деформування зразків, що в умовах циклічного навантаження-розвантаження формували петлі гістерезису. Отримані петлі гістерезису в ході дослідження показали, що при перших двох режимах петлі зазнають кількісних та якісних змін, а саме, зменшується нахил петлі гістерезису та її площа.Встановлено, що зміна властивостей матеріалу пожежного рукава при послідовних циклах деформацій навантаження-розвантаження є зворотною, проміжки між циклами деформування призводять до часткового відновлення механічних характеристик, наближаючи їх до початкових значень. Час релаксації становить від кількох годин до кількох діб і навіть тижнів, що в значній мірі залежить від величини попередньої відносної деформаці

Визначення механічних властивостей напірного пожежного рукава типу «Т»

Experimental research into determining the mechanical properties (elastic and dissipative) of the pressure fire hose of type «T» with an inner diameter of 66 mm under conditions of static load were presented. The experiment was conducted on the experimental setup, which makes it possible to measure force and deformation. In the course of research, a series of field experiments in stretching with the sample under conditions of static loading-unloading cycles was carried out. The tests consisted of 5 cycles (modes) of loading-unloading, which were performed with a two-minute interval. Taking into consideration the experimental data, the elasticity module at stretching the material of the hose in the longitudinal (along the base) direction was determined. It was established that numerical results of mechanical properties depend on the hose loading «history», that is, in the first two load modes, elasticity modules increased and were stabilized only in the subsequent modes. The above, along with a significant reduction in residual deformations, increases the elastic properties of the fire hose material.The results of the conducted studies showed that in the first two cycles, the material demonstrates short-term creep, which gets stabilized in modes 4–5. To generalize the experimental research, the results were approximated by corresponding trend lines. The curves of the sample deformation, which under conditions of cyclic loading-unloading formed the hysteresis loops, were determined. The hysteresis loops obtained during the study showed that in the first two modes, the loop are subjected to quantitative and qualitative changes, specifically, the slope of the hysteresis loop and its area decreases.It was determined that a change of the properties of the material of the fire hose at consecutive loading-unloading deformation cycles are reversed, the gaps between the deformation cycles result in partial restoration of the mechanical characteristics, approximating them to the initial values. Relaxation time is from several hours to several days and even weeks, which depends heavily on the magnitude of the previous relative deformationПредставлены экспериментальные исследования по определению механических свойств (упругих и диссипативных) напорного пожарного рукава типа «Т» с внутренним диаметром 66 мм в условиях статической нагрузки. Эксперимент проведен на опытной установке, которая дает возможность замера силы и деформации. В ходе работы проведен ряд натурных экспериментов на растяжение с образцом в условиях статических циклов (режимы) нагрузки-разгрузки. Испытания состояли из 5 циклов нагрузки-разгрузки, которые проводились с двухминутным интервалом. С учетом экспериментальных данных определены модуль упругости при растяжении материала рукава в продольном (вдоль основания) направлении. Установлено, что численные результаты механических свойств зависят от «истории» нагрузки рукава, то есть на первых двух режимах нагрузки модули упругости увеличивались и только потом на следующих – стабилизировались.Упомянутое, вместе с существенным уменьшением остаточных деформаций, усиливает упругие свойства материала пожарного рукава.Результаты проведенных исследований показали, что при первых двух циклах материал демонстрирует проявление кратковременной ползучести, которая стабилизируется на 4–5 режиме. Для обобщения экспериментальных исследований результаты аппроксимированы соответствующими линиями трендов. Были определены кривые деформирования образцов в условиях циклического нагрузки-разгрузки, которые формировали петли гистерезиса. Полученные петли гистерезиса в ходе исследования показали, что при первых двух режимах петли испытывают количественные и качественные изменения, а именно, уменьшается наклон петли гистерезиса и ее площадь.Установлено, что изменение свойств материала пожарного рукава при последовательных циклах деформаций нагрузки-разгрузки является обратной, промежутки между циклами деформирования приводят к частичному восстановлению механических характеристик, приближая их к исходным значениям. Время релаксации составляет от нескольких часов до нескольких суток и даже недель, в значительной степени зависит от величины предыдущей относительной деформацииПредставлені експериментальні дослідження з визначення механічних властивостей (пружних та дисипативних) напірного пожежного рукава типу «Т» із внутрішнім діаметром 66 мм в умовах статичного навантаження. Експеримент проведено на дослідній установці, яка дає можливість заміру сили та деформації. В ході роботи проведено низку натурних експериментів на розтяг зі зразком в умовах статичних циклів навантаження-розвантаження. Випробування складались з 5 циклів (режими) навантаження-розвантаження, які проводилися із двохвилинним інтервалом. З урахуванням експериментальних даних визначено модуль пружності при розтяганні матеріалу рукава у поздовжньому (вздовж основи) напрямку. Встановлено, що чисельні результати механічних властивостей залежать від «історії» навантаження рукава, тобто на перших двох режимах навантаження модулі пружності збільшувалися і лише потім на наступних – стабілізувалися. Вказане, разом із суттєвим зменшенням залишкових деформацій, посилює пружні властивості матеріалу пожежного рукава.Результати проведених досліджень показали, що при перших двох циклах матеріал демонструє прояв короткочасної повзучості, яка стабілізується на 4–5 режимі. Для узагальнення експериментальних досліджень результати апроксимовано відповідними лініями трендів. Було визначено криві деформування зразків, що в умовах циклічного навантаження-розвантаження формували петлі гістерезису. Отримані петлі гістерезису в ході дослідження показали, що при перших двох режимах петлі зазнають кількісних та якісних змін, а саме, зменшується нахил петлі гістерезису та її площа.Встановлено, що зміна властивостей матеріалу пожежного рукава при послідовних циклах деформацій навантаження-розвантаження є зворотною, проміжки між циклами деформування призводять до часткового відновлення механічних характеристик, наближаючи їх до початкових значень. Час релаксації становить від кількох годин до кількох діб і навіть тижнів, що в значній мірі залежить від величини попередньої відносної деформаці

Розробка методу комплектування аварійно-рятувальних формувань оперативними транспортними засобами

The study considers the process of response of emergency rescue units to emergencies and hazardous events occurring on the territory of a city with a population of more than one million people. It has been determined that the flow of calls to the departments of emergency rescue units has a certain structure, and their number correlates with the size of the total area of the housing stock of a settlement. This dependence was described by a polynomial trendline, for which an appropriate equation was composed to determine the number of calls that could be made to the emergency rescue units in the future. These data can also be used to determine the number of emergency vehicles that emergency response units must provide to carry out their intended operations effectively. A method of completing the departments of emergency rescue units with emergency vehicles is proposed taking into account the operational situation in the areas of their on-site visits, and it consists in performing four consecutive stages. The first stage involves the selection of the necessary factors on the basis of analysing statistical data that characterize the process of response of departments of emergency rescue units to various destructive events and the construction of a predictive model. The second stage involves the calculation of the indicator of the specific number of emergency vehicles per call, taking into account the different groups of call flows. The third stage involves determining the total number of emergency vehicles at the emergency rescue units of a settlement. As the mathematical models applied at this stage are based on the Poisson distribution law, there is a limitation in using the proposed method, entailing that the flow of calls must be Poisson. The fourth stage of the calculations involves the redistribution of the previously determined total number of emergency vehicles between the departments of the emergency rescue units, taking into account the peculiarities of the operational situation in the areas of their on-site visits.Выполнено исследование процесса реагирования аварийно-спасательных формирований на чрезвычайные ситуации и опасные события, которые возникают на территории города с населением больше одного миллиона человек. Определено, что поток вызовов, которые поступают в подразделения аварийно-спасательных формирований, имеет определенную структуру и их численность коррелирует с показателем общей площади жилого фонда населенного пункта. Указанная зависимость была описана полиномиальной линиею тренда, для которой было составлено соответствующее уравнение, позволяющее определить численность вызовов, которые могут поступать в будущем в подразделения аварийно-спасательных формирований. Эти данные могут быть также использованы для определения численности оперативных транспортных средств, которыми должны быть обеспечены подразделения аварийно-спасательных формирований для эффективного проведения ими действий по назначению. Предложен метод комплектования подразделений аварийно-спасательных формирований оперативными транспортными средствами с учетом оперативной обстановки в их районах выезда, который заключается в выполнении четырех последовательных этапов. Первый этап предусматривает проведение отбора необходимых показателей на основе анализа статистических данных, которые характеризуют процесс реагирования подразделений аварийно-спасательных формирований на разного рода деструктивные события, и построение прогнозной модели. Второй этап предусматривает проведение расчета показателя приведенной численности автомобилей на вызов с учетом различных групп потоков вызовов. Третий этап предусматривает определение общей численности оперативных транспортных средств для аварийно-спасательных формирований населенного пункта. В связи с тем, что на этом этапе используются математические модели, основанные на законе распределения Пуассона, то существует ограничение при использовании предложенного метода, которое заключается в том, что поток вызовов должен быть пуассоновским. Четвертый этап расчетов предполагает перераспределение ранее определенной общей численности оперативных транспортных средств по подразделениям аварийно-спасательных формирований с учетом особенностей оперативной обстановки в их районах выездаПроведено дослідження процесу реагування аварійно-рятувальних формувань на надзвичайні ситуації та небезпечні події, які виникають на території міста з населенням понад один мільйон осіб. Встановлено, що потік викликів, які надходять до підрозділів аварійно-рятувальних формувань, має певну структуру і їх чисельність корелює з показником загальної площі житлового фонду населеного пункту. Названа залежність була описана поліноміальною лінією тренду для якої було складено відповідне рівняння, яке дозволяє визначити чисельність викликів, які можуть надходити у майбутньому до підрозділів аварійно-рятувальних формувань. Ці дані можуть бути також використані для визначення чисельності оперативних транспортних засобів, якими повинні бути забезпечені підрозділи аварійно-рятувальних формувань для ефективного проведення ними дій за призначенням. Запропоновано метод комплектування підрозділів аварійно-рятувальних формувань оперативними транспортними засобами з урахуванням оперативної обстановки в їх районах виїзду, який полягає у виконанні чотирьох послідовних етапів. Перший етап передбачає проведення відбору необхідних показників на основі аналізу статистичних даних, які характеризують процес реагування підрозділів аварійно-рятувальних формувань на різного роду деструктивні події, та побудову прогнозної моделі. Другий етап передбачає проведення розрахунку показника приведеної чисельності автомобілів на виклик з урахуванням різних груп потоків викликів. Третій етап передбачає визначення загальної чисельності оперативних транспортних засобів для аварійно-рятувальних формувань населеного пункту. У зв’язку з тим, що на цьому етапі використовуються математичні моделі, які ґрунтуються на законі розподілу Пуассона, то існує обмеження при використанні запропонованого методу, яке полягає у тому, що потік викликів повинен бути пуассонівським. Четвертий етап розрахунків передбачає перерозподіл раніше визначеної загальної чисельності оперативних транспортних засобів по підрозділам аварійно-рятувальних формувань з урахуванням особливостей оперативної обстановки в їх районах виїзд

Розробка методу комплектування аварійно-рятувальних формувань оперативними транспортними засобами

The study considers the process of response of emergency rescue units to emergencies and hazardous events occurring on the territory of a city with a population of more than one million people. It has been determined that the flow of calls to the departments of emergency rescue units has a certain structure, and their number correlates with the size of the total area of the housing stock of a settlement. This dependence was described by a polynomial trendline, for which an appropriate equation was composed to determine the number of calls that could be made to the emergency rescue units in the future. These data can also be used to determine the number of emergency vehicles that emergency response units must provide to carry out their intended operations effectively. A method of completing the departments of emergency rescue units with emergency vehicles is proposed taking into account the operational situation in the areas of their on-site visits, and it consists in performing four consecutive stages. The first stage involves the selection of the necessary factors on the basis of analysing statistical data that characterize the process of response of departments of emergency rescue units to various destructive events and the construction of a predictive model. The second stage involves the calculation of the indicator of the specific number of emergency vehicles per call, taking into account the different groups of call flows. The third stage involves determining the total number of emergency vehicles at the emergency rescue units of a settlement. As the mathematical models applied at this stage are based on the Poisson distribution law, there is a limitation in using the proposed method, entailing that the flow of calls must be Poisson. The fourth stage of the calculations involves the redistribution of the previously determined total number of emergency vehicles between the departments of the emergency rescue units, taking into account the peculiarities of the operational situation in the areas of their on-site visits.Выполнено исследование процесса реагирования аварийно-спасательных формирований на чрезвычайные ситуации и опасные события, которые возникают на территории города с населением больше одного миллиона человек. Определено, что поток вызовов, которые поступают в подразделения аварийно-спасательных формирований, имеет определенную структуру и их численность коррелирует с показателем общей площади жилого фонда населенного пункта. Указанная зависимость была описана полиномиальной линиею тренда, для которой было составлено соответствующее уравнение, позволяющее определить численность вызовов, которые могут поступать в будущем в подразделения аварийно-спасательных формирований. Эти данные могут быть также использованы для определения численности оперативных транспортных средств, которыми должны быть обеспечены подразделения аварийно-спасательных формирований для эффективного проведения ими действий по назначению. Предложен метод комплектования подразделений аварийно-спасательных формирований оперативными транспортными средствами с учетом оперативной обстановки в их районах выезда, который заключается в выполнении четырех последовательных этапов. Первый этап предусматривает проведение отбора необходимых показателей на основе анализа статистических данных, которые характеризуют процесс реагирования подразделений аварийно-спасательных формирований на разного рода деструктивные события, и построение прогнозной модели. Второй этап предусматривает проведение расчета показателя приведенной численности автомобилей на вызов с учетом различных групп потоков вызовов. Третий этап предусматривает определение общей численности оперативных транспортных средств для аварийно-спасательных формирований населенного пункта. В связи с тем, что на этом этапе используются математические модели, основанные на законе распределения Пуассона, то существует ограничение при использовании предложенного метода, которое заключается в том, что поток вызовов должен быть пуассоновским. Четвертый этап расчетов предполагает перераспределение ранее определенной общей численности оперативных транспортных средств по подразделениям аварийно-спасательных формирований с учетом особенностей оперативной обстановки в их районах выездаПроведено дослідження процесу реагування аварійно-рятувальних формувань на надзвичайні ситуації та небезпечні події, які виникають на території міста з населенням понад один мільйон осіб. Встановлено, що потік викликів, які надходять до підрозділів аварійно-рятувальних формувань, має певну структуру і їх чисельність корелює з показником загальної площі житлового фонду населеного пункту. Названа залежність була описана поліноміальною лінією тренду для якої було складено відповідне рівняння, яке дозволяє визначити чисельність викликів, які можуть надходити у майбутньому до підрозділів аварійно-рятувальних формувань. Ці дані можуть бути також використані для визначення чисельності оперативних транспортних засобів, якими повинні бути забезпечені підрозділи аварійно-рятувальних формувань для ефективного проведення ними дій за призначенням. Запропоновано метод комплектування підрозділів аварійно-рятувальних формувань оперативними транспортними засобами з урахуванням оперативної обстановки в їх районах виїзду, який полягає у виконанні чотирьох послідовних етапів. Перший етап передбачає проведення відбору необхідних показників на основі аналізу статистичних даних, які характеризують процес реагування підрозділів аварійно-рятувальних формувань на різного роду деструктивні події, та побудову прогнозної моделі. Другий етап передбачає проведення розрахунку показника приведеної чисельності автомобілів на виклик з урахуванням різних груп потоків викликів. Третій етап передбачає визначення загальної чисельності оперативних транспортних засобів для аварійно-рятувальних формувань населеного пункту. У зв’язку з тим, що на цьому етапі використовуються математичні моделі, які ґрунтуються на законі розподілу Пуассона, то існує обмеження при використанні запропонованого методу, яке полягає у тому, що потік викликів повинен бути пуассонівським. Четвертий етап розрахунків передбачає перерозподіл раніше визначеної загальної чисельності оперативних транспортних засобів по підрозділам аварійно-рятувальних формувань з урахуванням особливостей оперативної обстановки в їх районах виїзд

Визначення дисипативних властивостей матеріалу гнучкого трубопроводу під час розтягу в поперечному напрямку з урахуванням його структурних елементів

This paper reports an experimental study that determines the dissipative properties of a pressure fire hose, the type of «T», whose inner diameter is 77 mm, under the static load conditions, taking into consideration the structural elements of the hose in the transverse direction. For this study, experimental samples were separated from the different sections of the hose. The study involved both the outer fabric reinforced frame and the internal waterproofing rubber layer of the pressure fire hose. A series of field experiments were carried out while stretching the samples under the conditions of static loading-unloading cycles. The tests included 7 cycles, which were carried out in a two-minute interval for the material of the hose. The study results showed that during the first two to three cycles, the materials manifest a short-term creep that stabilizes under modes 4‒7. The results from experimental research were approximated by polynomial trend lines. The deformation of samples demonstrated the curves that, under the conditions of cyclic loading and unloading, formed hysteresis loops. When analyzing the appropriate curves, it was found that, first, during the first two-three loading-unloading cycles the area of the hysteresis loops decreases, second, the inclination angle of hysteresis loops also decreased during each subsequent loading-unloading cycle. It was established that the dissipation coefficients of the hose material stretched in the transverse direction are significantly reduced under the first three test modes in the range from 0.49 to 0.37. At subsequent tests (cycles 4–7), dissipation coefficients stabilize at the level of 0.18 for the reinforced frame, and 0.316 for the rubber layerПредставлены экспериментальные исследования по определению диссипативных свойств напорного пожарного рукава типа «Т» с внутренним диаметром 77 мм в условиях статической нагрузки с учетом структурных элементов рукава в поперечном направлении. Для проведения соответствующих исследований экспериментальные образцы были отделены от различных частей рукава. Исследования были проведены как на внешнем тканевом армирующем каркасе, так и на внутреннем гидроизолирующем резиновом слое напорного пожарного рукава. Проведен ряд натурных экспериментов на растяжение с образцами в условиях статических циклов нагрузки-разгрузки. Испытания состояли из 7 циклов, которые проводились с двухминутным интервалом, для материала рукава. Результаты проведенных исследований показали, что при первых двух–трех циклах материалы демонстрируют проявление кратковременной ползучести, которая стабилизируется на 4–7 режимах. Результаты экспериментальных исследований были аппроксимированы полиномиальными линиями трендов. Во время деформирования образцов получены кривые, которые в условиях циклической нагрузки-разгрузки формировали петли гистерезиса. При анализе соответствующих кривых было установлено, что: во-первых, при первых двух трех циклах нагрузки-разгрузки уменьшается площадь петель гистерезиса. Во-вторых, угол наклон петель гистерезиса при каждом цикле нагрузки-разгрузки также уменьшался. Установлено, что коэффициенты диссипации материала рукава при растяжении в поперечном направлении при первых двух, трех режимах испытаний значительно уменьшается в диапазоне от 0,49 до 0,37. При последующих испытаниях (цикл 4–7) коэффициенты диссипации стабилизируются на уровне 0.18 для армирующего каркаса и 0.316 для резинового слояПредставлені експериментальні дослідження з визначення дисипативних властивостей напірного пожежного рукава типу «Т» із внутрішнім діаметром 77 мм в умовах статичного навантаження з урахуванням структурних елементів рукава в поперечному напрямку. Для проведення відповідних досліджень експериментальні зразки було відокремлено від різних частин рукава. Дослідження були проведенні як на зовнішньому тканинному армуючому каркасі, так і на внутрішньому гідроізолюючому гумовому шарі напірного пожежного рукава. Проведено низку натурних експериментів на розтяг зі зразками в умовах статичних циклів навантаження-розвантаження. Випробування складались з 7 циклів, які проводилися із двохвилинним інтервалом, для матеріалу рукава. Результати проведених досліджень показали, що при перших двох–трьох циклах матеріали демонструють прояв короткочасної повзучості, яка стабілізується на 4–7 режимах. Результати експериментальних досліджень були апроксимовані поліноміальними лініями трендів. Під час деформування зразків отримано криві, які в умовах циклічного навантаження-розвантаження формували петлі гістерезису. При аналізу відповідних кривих було встановлено, що: по-перше, при перших двох трьох циклах навантаження-розвантаження зменшується площа петель гістерезису. По-друге, кут нахил петель гістерезису при кожному наступному циклі навантаження-розвантаження також зменшувався. Встановлено, що коефіцієнти дисипації матеріалу рукава при розтягу у поперечному напрямку при перших трьох режимах випробувань значно зменшується в діапазоні від 0,49 до 0,37. При наступних випробуваннях (цикл 4–7) коефіцієнти дисипації стабілізуються на рівні 0.18 для армуючого каркасу та 0.316 для гумового шар

Встановлення залежності показника міцності композитного матеріалу напірних пожежних рукавів від характеру одиночних пошкоджень

Experimental studies are presented and the dependence of the change in the strength of the material of a pressure head fire hose of type T with an inner diameter of 77 mm in the longitudinal direction is established, taking into account single damages. The work describes the plan of the experiment and carried out a number of field experiments to determine the effect of the length ld and the depth K damage on the strength F of the hose material, that is, obtaining the dependence F=f (ld, K). A mathematical method of experiment planning was used and a plan was drawn up for a complete multivariate experiment of type 2k with an acceptable model accuracy of 5 %. The limits of variation of the factors are set taking into account a priori information, experimental capabilities and on the basis of the results of preliminary search experiments. The dependence in the coded and natural values of the factors is obtained. The reliability of the relationship was checked using the Fisher test, the calculated value of which was 5.98, which confirms the adequacy of the described process with a probability of 95 %. Analyzing experimental studies of the dependence of the change in the strength of the hose material on the length and depth of damage, it can be said that the change in the strength of the hose almost linearly depends on the specified damage parameters. It is found that with increasing damage, the strength of the hose material significantly decreases. When varying the length factor and the greatest depth of damage, K=0.4 mm, the strength of the hose material decreases from 11.67 kN to 8.77 kN, and in percentage terms by 25 %. The results obtained can be used in practical units of emergency rescue teams, when diagnosing hidden damage in pressure head fire hoses in order to prevent their failure in case of firesПредставлены экспериментальные исследования и установлена зависимость изменения прочности материала напорного пожарного рукава типа Т с внутренним диаметром 77 мм в продольном направлении с учетом одиночных повреждений. В работе описан план проведения эксперимента и проведен ряд натурных экспериментов с целью определения влияния длины lд и глубины К повреждение на прочность F материала рукава, то есть получение зависимости F=f (lд, K). Использован математический метод планирования эксперимента и составлен план полного многофакторного эксперимента типа 2k с допустимой точностью модели 5 %. Пределы варьирования факторов устанавливаются с учетом априорной информации, экспериментальных возможностей и на основе результатов предварительных поисковых экспериментов. Получена зависимость в кодированных и натурных значениях факторов. Достоверность зависимости было проверено с помощью критерия Фишера, расчетное значение которого составляло 5,98, что подтверждает адекватность описанного процесса с вероятностью в 95 %. Анализируя экспериментальные исследования зависимости изменения прочности материала рукава от длины и глубины повреждения, можно сказать, что изменение прочности рукава почти линейно зависит от указанных параметров повреждения. Установлено, что при увеличении повреждения существенно уменьшается прочность материала рукава. При варьировании фактора длины и наибольшей глубине повреждения, К=0.4 мм, происходит уменьшение прочности материала рукава от 11.67 кН до 8.77 кН, а в процентном отношении на 25 %. Полученные результаты можно использовать в практических подразделениях аварийно-спасательных формирований, при диагностировании скрытых повреждений в напорных пожарных рукавах с целью предотвращения их выхода из строя на пожарах.Представлені експериментальні дослідження та встановлено залежність зміни міцності матеріалу напірного пожежного рукава типу «Т» з внутрішнім діаметром 77 мм у поздовжньому напрямку з урахуванням одиночних пошкоджень. Описано план проведення експерименту та було проведено низку натурних експериментів з метою визначення впливу довжини lд та глибини К пошкодження на міцність F матеріалу рукава, тобто одержання залежності F=f (lд, K). Використано математичний метод планування експерименту та складено план повного багатофакторного експерименту типу 2k з допустимою точністю моделі 5 %. Межі варіювання факторів встановлюються з урахуванням апріорної інформації, експериментальних можливостей і на основі результатів попередніх пошукових експериментів. Отримано залежність в кодованих та натурних значеннях факторів. Достовірність залежності було перевірено за допомогою критерію Фішера розрахункове значення якого становило 5,98, що підтверджує адекватність описаного процесу з вірогідністю в 95 %. Аналізуючи експериментальні дослідження залежності зміни міцності матеріалу рукава від довжини та глибини пошкодження можна сказати, що зміна міцність матеріалу рукава майже лінійно залежить від зазначених параметрів пошкодження. Встановлено, що при збільшені пошкодження суттєво зменшується міцність матеріалу рукава. При варіюванні фактору довжини та найбільшій глибині пошкодження К=0.4 мм відбувається зменшення міцності матеріалу рукава від 11.67 кН до 8.77 кН, а в процентному відношенні на 25 %. Отримані результати можливо використовувати в практичних підрозділах аварійно-рятувальних формувань при діагностуванні прихованих пошкоджень у напірних пожежних рукавах з метою запобігання виходу їх з ладу на пожежах

Визначення механічних властивостей при зсуві матеріалу напірного пожежного рукава типу «Т» з випробувань на кручення

This paper reports the results of experimental studies into determining mechanical properties (elastic and dissipative) at the shear of the material of a pressure fire hose of the "T" type with the internal diameter of 77 mm using torsion tests. During the studies, a series of field experiments have been conducted on the torsion of the pressure fire hose samples with internal hydraulic pressure (P) in a hose of 0.2 МPа (Р1), 0.4 МPа (Р2), and 0.6 МPа (Р3) under conditions of static loading-unloading cycles. The tests consisted of 6 cycles – for each of the (P) loading-unloading cycles, which were carried out at a two-minute interval, the rigidity and elasticity modules at the shear of the material of a hose were determined by means of torsion tests. It was established that the numerical results of mechanical properties depend on the hose load "history", that is, the elasticity modules increased in the first two, three load cycles, and they stabilized only afterward at the level of 3.04 MPa for Р1, 4.35 МPа for Р2, 4.39 МPа for Р3. The above, together with a significant decrease in residual deformations, strengthens the elastic properties of the fire hose material.The results of the research have been approximated by the corresponding trend lines. The equation of dependence of the current torque on deformation was determined. The curves of the deformation of samples, which, under the conditions of cyclic loading-unloading, formed hysteresis loops, were established. The resulting hysteresis loops during the study in the first two modes undergo quantitative and qualitative changes, namely, the slope and its area decrease. The similarity of experimental studies at different internal pressures (P) was established.A change in the properties of the material of a fire hose at the consecutive loading-unloading deformation cycles is reverse, the gaps between the deformation cycles lead to a partial restoration of the mechanical characteristics, approximating them to the original valuesПредставлены экспериментальные исследования по определению механических свойств (упругих и диссипативных) при сдвиге материала напорного пожарного рукава типа «Т» с внутренним диаметром 77 мм с испытаний на кручение. В ходе работы проведен ряд натурных экспериментов на кручение образцов напорного рукава с внутренним гидравлическим давлением (Р) в рукаве 0.2 МПа (Р1), 0.4 МПа (Р2) и 0.6 МПа (Р3) в условиях статических циклов нагрузки-разгрузки. Испытания состояли из 6 циклов – для каждого из (Р) нагрузки-разгрузки, которые проводились с двухминутным интервалом, определены жесткость и модули упругости при сдвиге материала рукава с испытаний на кручение. Установлено, что многочисленные результаты механических свойств зависят от «истории» нагрузки рукава, то есть на первых двух, трех циклах нагрузки модули упругости увеличивались и только потом на следующих – стабилизировались на уровне 3.04 МПа для Р1, 4.35 МПа для Р2, 4.39 МПа для Р3. Указанное, вместе с существенным уменьшением остаточных деформаций, усиливает упругие свойства материала пожарного рукава.Результаты исследований аппроксимированы соответствующими линиями трендов. Определены уравнения зависимости действующего крутящего момента от деформации. Установлено кривые деформирования образцов в условиях циклического погрузки-разгрузки формировали петли гистерезиса. Полученные петли гистерезиса в ходе исследования на первых двух режимах испытывают количественных и качественных изменений, а именно, уменьшается наклон и его площадь. Установлено сходство экспериментальных исследований между собой при различных внутренних давлениях (Р).Изменение свойств материала пожарного рукава при последовательных циклах деформаций нагрузки-разгрузки является обратной, промежутки между циклами деформирования приводят к частичному восстановлению механических характеристик, приближая их к исходным значениямПредставлені експериментальні дослідження з визначення механічних властивостей (пружних та дисипативних) при зсуві матеріалу напірного пожежного рукава типу «Т» із внутрішнім діаметром 77 мм з випробувань на кручення. В ході роботи проведено низку натурних експериментів на кручення зразків напірного рукава з внутрішнім гідравлічним тиском (Р) в рукаві 0.2 МПа (Р1), 0.4 МПа (Р2) та  0.6 МПа (Р3) в умовах статичних циклів навантаження-розвантаження. Випробування складались з 6 циклів – для кожного з (Р) навантаження-розвантаження, які проводилися із двохвилинним інтервалом, визначено жорсткість та модулі пружності при зсуві матеріалу рукава з випробувань на кручення. Встановлено, що чисельні результати механічних властивостей залежать від «історії» навантаження рукава, тобто на перших двох, трьох циклах навантаження модулі пружності збільшувалися і лише потім на наступних – стабілізувалися на рівні 3.04 МПа для Р1, 4.35 МПа для Р2, 4.39 МПа для Р3. Вказане, разом із суттєвим зменшенням залишкових деформацій, посилює пружні властивості матеріалу пожежного рукава.Результати досліджень апроксимовані відповідними лініями трендів. Визначено рівняння залежності діючого крутного моменту від деформації. Встановлено криві деформування зразків, що в умовах циклічного навантаження-розвантаження формували петлі гістерезису. Отримані петлі гістерезису в ході дослідження на перших двох режимах зазнають кількісних та якісних змін, а саме, зменшується нахил та його площа. Встановлено схожість експериментальних досліджень між собою при різних внутрішніх тисках (Р).Зміна властивостей матеріалу пожежного рукава при послідовних циклах деформацій навантаження-розвантаження є зворотною, проміжки між циклами деформування призводять до часткового відновлення механічних характеристик, наближаючи їх до початкових значен

Моделювання резонансу хитної пружини на основі синтезу траєкторії руху її вантажу

The paper reports a technique for building the resonance trajectories of the motion of a swinging spring load. A swinging spring is the kind of a mathematical pendulum consisting of a point load attached to a weightless spring. The other end of the spring is fixed immovably. We have considered the pendulum-like spring oscillations in a vertical plane provided its axis straightness is maintained. Calculations have been performed based on the solutions to a system of differential equations with components that include values for the frequency values of vertical and horizontal displacements of a point on a spring.The relevance of the subject is predetermined by the necessity to study the technological processes of dynamic systems when the nonlinearly connected oscillatory components of the system exchange energy. Using a swinging spring phenomenon illustrates the exchange of energies between the transverse (pendulum) and longitudinal (spring) oscillations. In this case, we also take into consideration the influence of the initial conditions for initiating oscillations. Of particular importance is to study the resonance state of a swinging spring when the frequency of longitudinal oscillations differs by a multiple number of times from the frequency of transverse oscillations. In addition to a common «classic» case (resonance 2:1), there is a need to consider cases with different values for the frequency ratio. The result is the derived geometric shapes of the motion trajectory of a swinging spring load that correspond to the patterns in the state of its resonance.The results obtained in the current paper make it possible, by using a computer, to synthesize the motion trajectory of a swinging spring load that would match the assigned frequency ratio of longitudinal and transverse oscillations. For this purpose, in addition to basic parameters (a load’s mass, rigidity of the spring, its length in a no-load state), we added the initial values for the parameters during oscillation initiation. Specifically, the «starting» coordinates for a load position, and the initial load motion velocities in the direction of the coordinate axes. We have considered examples of building a load motion’s trajectories for cases of resonances the type of 2:1, 7:3; 9:4; and 11:2. The results obtained are illustrated by the computerized animations of oscillations of appropriate swinging springs for different cases of resonance.The results could be used as a paradigm in order to study the nonlinear connected systems, as well as in the calculation of variants for mechanical devices where springs affect the oscillation of their elements. Additionally, for cases when the technology of using mechanical devices necessitates abandoning the chaotic movements of loads in order to ensure the periodic trajectories of their displacements.Приведен способ построения резонансных траекторий движения груза качающейся пружины. Качающейся пружиной (swinging spring) называют разновидность математического маятника, состоящего из точечного груза, присоединенного к невесомой пружине. Второй конец пружины фиксируется неподвижно. Рассматриваются маятникоподобные колебания пружины в вертикальной плоскости при условии сохранения прямолинейности ее оси. Расчеты выполнены на базе решений системы дифференциальных уравнений, с компонентами, в которые входят значения частот вертикальных и горизонтальных перемещений точки на пружине.Актуальность темы определяется необходимостью исследования технологических процессов динамических систем, когда нелинейно связанные колебательные компоненты системы обмениваются энергией между собой. С помощью феномена качающейся пружины иллюстрируется обмен энергиями между поперечными (маятниковыми) и продольными (пружинными) колебаниями. При этом также учитывается влияние начальных условий инициирования колебаний. Особое значение имеет исследование состояния резонанса качающейся пружины - когда частота продольных колебаний отличаются в кратное количество раз от частоты поперечных колебаний. Кроме распространенного "классического" случая (резонанса 2:1) возникает необходимость рассматривать случаи с другими значениями отношения частот. В результате были найдены геометрические формы траектории движения груза качающейся пружины, которые отвечают особенностям состояния ее резонанса.Полученные результаты позволяют при помощи компьютера синтезировать траекторию движения груза качающейся пружины, которая будет отвечать заданному отношению частот продольных и поперечных колебаний. Для этого, кроме основных параметров (массы груза, жесткости пружины и ее длины в ненагруженном стане), еще привлекаются начальные значения параметров инициирования колебаний. А именно, «стартовые» координаты положения груза, и начальные скорости движений груза в направлении координатных осей. Рассмотрены примеры построения траекторий движения груза для случаев резонансов типа 2:1, 7:3, 9:4 и 11:2. Полученные результаты проиллюстрированы компьютерными анимациями колебаний соответствующих качающихся пружин для разных случаев резонанса.Результаты можно использовать как парадигму для изучения нелинейных связанных систем, а также при расчетах вариантов механических устройств, где пружины влияют на колебание их элементов. А также в случаях, когда в технологиях использования механических устройств необходимо отмежеваться от хаотичных движений грузов и обеспечить периодические траектории их перемещенийНаведено спосіб побудови резонансних траєкторій руху вантажу хитної пружини. Хитною пружиною (swinging spring) називають різновид математичного маятника, який складається з точкового вантажу, приєднаного до невагомої пружини. Другий кінець пружини фіксується нерухомо. Розглядаються маятникоподібні коливання пружини у вертикальній площині за умови збереження прямолінійності її осі. Розрахунки виконано на базі розв'язків системи диференціальних рівнянь, з компонентами, у які входять значення частот вертикальних і горизонтальних переміщень точки на пружині.Актуальність теми визначається необхідністю дослідження технологічних процесів динамічних систем, коли нелінійно зв'язані коливальні компоненти системи обмінюються енергією між собою. За допомогою феномена хитної пружини ілюструється обмін енергіями між поперечними (маятниковими) і поздовжніми (пружинними) коливаннями. При цьому також враховується вплив початкових умов ініціювання коливань. Особливе значення має дослідження стану резонансу хитної пружини - коли частота поздовжніх коливань відрізняється в кратну кількість разів від частоти поперечних коливань. Крім розповсюдженого "класичного" випадку (резонансу 2:1) є необхідність розв’язувати задачі з іншими значеннями відношення частот. В результаті було знайдено геометричні форми траєкторії руху вантажу хитної пружини, які відповідають особливостям стану її резонансу.Одержані результати дозволяють за допомогою комп'ютера синтезувати траєкторію руху вантажу хитної пружини, яка відповідатиме заданому відношенню частот поздовжніх і поперечних коливань. Для цього, крім основних параметрів (маси вантажу, жорсткості пружини та її довжини в ненавантаженому стані), ще залучаються початкові значення параметрів ініціювання коливань. А саме, «стартові» координати положення вантажу, та початкові швидкості рухів вантажу в напрямку координатних осей. Розглянуто приклади побудови траєкторій руху вантажу для випадків резонансів типу 2:1, 7:3, 9:4 і 11:2. Одержані результати проілюстровано комп'ютерними анімаціями коливань відповідних хитних пружин для різних випадків резонансу.Результати можна використати як парадигму для вивчення нелінійних зв'язаних систем, а також при розрахунках варіантів механічних пристроїв, де пружини впливають на коливання їх елементів. А також у випадках, коли у технологіях використання механічних пристроїв необхідно відмежуватися від хаотичних рухів вантажів і забезпечити періодичні траєкторії їх переміщен