动态性能评估论文（通用5篇）
动态性能评估论文 篇1
1 临床病人评估存在的问题
护理评估是有计划、有目的、有系统地收集病人资料的过程。根据收集到的病人的资料信息,对护理对象和相关事物作出大概的判断,从而为护理活动提供基本依据。评估是整个护理程序的基础,同时也是护理程序中最为关键的步骤,如果估计不正确,估计不全面,将导致护理诊断和计划的错误及预期目的失败。入院评估的优劣对病人入院后能否得到及时、优质的护理起着至关重要的作用。
目前,临床病人评估普遍存在的问题:
(1)护理人员知识结构高低层次不同。
(2)护理人员相对不足,护士只是忙于治疗性操作,应付护理记录的书写,没有足够的时间对病人进行全面、正确的评估。
(3)护士不能有效地运用沟通技巧,使评估到的资料具有局限性,不能反映病人的真实情况。
(4)缺乏专科疾病的身体评估,护士护理体检的能力较差,入院评估体检仅仅限于病人的一般情况,忽略了专科的体检或照抄医生的查体结果。
(5)不重视评估辅助检查及检验结果,忽略病人入院时辅助检查及检验结果的评估,尤其是危及病人生命的检查检验结果,如电解质紊乱、血小板极低等,不能及时地采取预见性护理而引发护理纠纷。
一些医院护理评估以手工填写护理评估记录单的方式为主,后期的查询、统计极其落后。由于护理质量管理指标多、数据多、项目多,传统的人工记录、分析方式,既费时费力,又不能使信息得到及时收集、储存和利用。我院原有的信息评估系统,由于评估项目简单、固定,模板不能修改,无法随着评估疾病类别和评估内容的变化而变化。评估系统不能做出准确的评估,不能为正确分析判断提供有效可靠的依据。为了改变上述情况造成的病人评估不准等问题,指导护理人员完成护理评估工作,并提高护理评估工作的质量和效率,开发可以根据病种、患者病情生成不同的评估内容,能适应多样复杂的实际情况又方便护理人员维护和查询的护理评估系统是非常必要的。
2 动态护理评估系统功能设计
如何设计适用于不同病人、不同时期、不同疾病的完整的病人评估系统,广泛、完整收集病人临床数据,实现对病人个性化、客观、全面地评估,是设计和开发动态护理评估系统设计的重点及难点。动态护理评估数据库模型的建立是整个系统设计的关键与基础,系统功能虽然复杂,数据库逻辑设计层次非常清楚,根据以上特点与要求,必须完成以下几个部分的系统功能设计。
2.1 护理评估数据库模型的建立
根据护理评估的需求,建立合理的数据库模型,使评估过程标准化、规范化,以实现可动态定义评估模板、采集评估结果、统计查询评估结果等全程的护理评估。
2.1.1 定义护理评估类别及子类别
为了实现对病人护理评估规范化,首先需要定义一个评估类别表存储所有对病人评估方面的类别。将心理社会、精神、神经、呼吸系统、心血管系统、胃肠系统、排泄系统、皮肤粘膜、营养状况、功能状态及Branden评分等定义为评估的各个大类别。设计护理评估类别管理模块,完成各个类别的增加、修改、删除等功能;其次定义一个评估子类表存储每个评估大类别下涉及到的评估子类别,如在精神、神经评估大类下定义精力状态、意识状态、沟通方式及其他评估项目,通过设计护理评估子类别管理模块完成新增评估子类别、修改评估子类别、删除评估子类别等功能。最终实现护理评估项目的标准化。
2.1.2 护理评估项内容的标准化
在护理评估过程中,为了尽可能减少护理人员录入的具体内容,提高工作效率,系统设计时将各个评估类别下所有输入的评估内容标准化,即用户录入评估内容字典化。如在“精神、神经”评估大类别有“意识状态”子类,将此类别下用户需要输入的清醒、有定向力、烦躁、嗜睡、半昏迷、昏迷、头晕存储在字典中等,在用户录入评估情况时不需再录入具体内容,只需点击鼠标即可完成。这项工作由系统中评估内容字典管理模块完成。
2.1.3 护理评估模板的定义
在前面工作的基础上,护理管理人员通过程序就可以完成评估类别,评估子类别以及评估内容的定义,且将所有评估的类别、子类别,现在就可以能过系统评估模板定义模块完成各种评估单(入院评估单、在院评估单、出院评估单等)的定义,即根据已经定义好的护理评估类别管理、子类管理来选择用户需要评估的项目。在此模块下信息实现可以预览评估表的内容,可对原有模板进行修改。
2.2 病人护理评估模块
基础工作完成后,就可以用护理评估模块进行评估。进入病人护理评估模块后,程序自动调出当前护理单元病人列表,选择需评估的患者,将列出所有有关此病人以前的评估结果列表。如果要新建评估,用户选择评估模板后,系统根据选择的评估模板自动生成评估录入界面,供用户评估(如图1所示)。
从图可以看到,用户根据实际情况选择预先定义的模板对患者情况进行评估。在评估过程中,护理人员通过点击鼠标完成病人评估,操作简单方便,大多数的评估内容进行了标准化,无法标准化评估内容可以文字录入。另外在评估过程中,可自动从医院信息系统中自动提取病人的自然信息及护理人员所关心的有关患者的临床检验、检查非正常的信息,不需二次录入。
2.3 护理评估系统其它功能开发
为了满足护理、科研、管理方面的需求,进一步提高护理工作质量,系统还具有护理评分、查询功能。在护理查询功能模块中,用户可以灵活定义各种查询条件,从病人的自然信息、诊疗信息以及相关的各种评估信息,查询到满足条件的所有评估记录;在Braden评分模块中,定义护理评估各项评分标准,评估结束后,自动计算评分、化分等级。
3 病人护理评估系统架构
病人动态护理信息系统护理动态评估系统采用客户机/服务器模式实现。在后台服务器安装windows Server 2003操作系统和用高性能的Oracle数据库系统;客户端利用具有强大的数据库操纵功能的Power Build 9.0开发工具完成。动态护理评估系统功能完善、操作简单、人性化强,并且与医院信息系统实现了无缝融合。
4 应用与讨论
病人动态评估系统在我院已经全面运行起来,极尽可能完整地将病人的多种问题,如健康、安全等信息归纳在一起,以方便护士系统地收集病人资料。通过此系统的应用,护士对病人护理问题的识别率由原来的65.8%提高到87.1%。不仅解决了我院存在的护理评估简单固定、评估不准的问题,而且为护理人员确定了下一步护理问题与措施提供了依据;其次,因为可以根据不同的护理对象或不同的疾病类型,自定义多种不同的评估模板满足实际需要,所以增加了评估的灵活性和准确性,更有利于系统的推广。系统的应用提高了护理人员的工作效率,有利于护理信息资料的保存和利用,对于进一步提高护理水平,促进护理工作决策、科研和质量控制具有及其重要意义。
下一步的工作将继续挖掘需求,实现护理评估过程的预警和决策化。将病人的评估结果与评估标准比对,自动统计护理评估及时率、护理评估符合率;自动判断病人的护理需求,生成相应的护理计划与措施,为改进护理工作、制定护理措施提供决策。另一方面,针对我院传染病医院以及肝衰竭疾病复杂的特点,完成肝衰竭疾病护理评估标准及病人评估信息化的工作。
参考文献
[1]钟勤,罗海燕.我国护理评估研究现状[J].全科护理,2009,(21):1968-1069.
[2]许燕.国内外护理信息化实践现状[J].中国护理管理,2010,(10):11-14.
[3]陆霞.影响护理入院评估质量的因素及对策[J].吉林医学,2006,(10):1261.
[4]毕娜,宋利群,黄津芳.提高护理评估准确性的对策[J].解放军护理杂志,2003,(6):93-94.
[5]兰云,于丽莎,习羽.护理人员护理程序应用情况调查及分析[J].解放军护理杂志,2008,(17):37-38.
[6]贾亚平,梅荷珍.入院护理评估表的改进与比较研究[J].吉林医学,2005,26(11):1139-1140.
[7]成诗银,等.基于RFID技术的伤员信息管理系统[J].中国医疗设备,2010,25(4):31-32.
[8]傅征,染铭会.数字医学概论[M].北京:人民卫生出版社,2009.
动态性能评估论文 篇2
魏要强[2]等采用数控机床自身运动产生的振动为激励源，通过控制运动部件以特定方式空运行，激励起结构的有效振动响应，并结合基于响应信号的模态参数识别方法获得结构的动态特性参数。
杜奕[3]等基于结构实验模态分析技术，对磨床空转及磨削工况的噪声及部分测点的加速度信号进行了拾取分析，初步掌握了磨床工况下加工信号频率范围及峰值随频率分布情况
周莉[4]利用压电传感器和加速度传感器作为前端信号采集装置,通过7700Pulse软件采集激励信号和响应信号,然后应用ME’scope软件进行机床实验模态分析。
张良[5]采用单点激振多点拾振的方法对其进行模态实验分析,得到主轴部件的模态参数,采用Lanczos法对建立主轴箱和主轴有限元模型进行自由模态分析,得到主轴箱和主轴的固有频率和振型 参考文献
设备动态风险评估与预测研究 篇3
关键词：设备管理,可靠性分析,风险分析,动态风险模型,水溶造腔系统
1 引言
工业系统的大型化、复杂化大大增加了生产过程对设备的依赖,人们为了有效控制设备失效风险,不仅需要掌握设备失效风险的可能性和严重性,还必须了解设备在系统寿命周期内失效风险的波动性[1,2]。目前,大部分设备失效风险分析方法和分析过程都是基于静态风险模型,假定系统总的风险以及系统各个单元所蕴含的风险是稳定不变的,而其波动性的研究却少见[2,3,4]。
对风险的波动性(即动态风险)较为系统的、完整的研究模型大都限于经济资本领域[4,5]。文献[6]、[7]的研究仅涉及了地理变化的动态风险,文献[8]考虑了动态风险信息的采集问题,文献[9]提出了设备实际运行状态对系统功能的动态影响问题,都没有涉及动态风险模型的构建,没有提出完整的动态风险分析程序和方法,上述成果不能直接推广到一般工业系统的设备动态风险研究中。
在某些工业系统,设备失效风险在运行期间的波动性较为突出,全面评估和预测动态风险十分必要。本文以天然气地下储气库的水溶造腔系统为例,根据系统寿命周期内不同的功能需要和设备荷载的变化考查设备失效风险的动态属性,构建设备失效动态风险模型;将不同时段的风险值按时间排序,从而得到其全寿命周期的设备失效风险动态轨迹;据此预见动态风险变化状况,提出符合设备动态失效风险实际的管理方案和维修对策。
2 设备失效动态风险模型
2.1 设备失效风险及其动态属性
风险是设备失效造成潜在损失的量度,是风险概率P和相对风险后果S的逻辑乘积[10,11],即:
undefined
其中,R为风险状况的大小;P为事故发生概率;S为事故发生的后果严重度。
在设备运行周期内,设备工况、系统功能、环境状态等都可能发生变化,设备失效的概率及其可能产生的后果具有动态特性,表现为时间的函数,见图1。
2.2 设备失效动态风险模型及其参数的确定
2.2.1 失效概率P(t)的确定
(1)设备自身失效率
设备失效率在其运行的生命周期内呈“浴盆曲线”。早期失效期失效率较高且迅速下降;偶然失效期失效率较稳定;耗损失效期失效率上升[12]。若以t′∈(t′1,t′2,…,t′n)表示设备运行时间序列,则设备因自身原因的失效率函数可表达为λ(t′)。
(2)设备外部载荷修正系数
设备在系统中运行,而系统运行工艺要求常常发生变化,因此各个设备的运行载荷也要随之改变,从而导致设备失效概率发生改变[13]。若以t″∈(t″1,t″2,…,t″m)表示系统运行时间序列,不同时期的载荷变化函数为l(t″),则外部载荷对设备失效率的影响修正系数为C[l(t″)]。
综合考虑(1)、(2),设备动态失效概率应为:
undefined
2.2.2 设备失效后果S(t)的确定
(1)系统结构变化引起设备失效后果严重度
系统在运行周期内工艺要求的变化,还可能需要改变系统设备结构(如,当系统发生超过原设备载荷能力的改变时,就需要将单台运行结构系统改为冗余运行结构),导致相关设备在系统中的重要度发生变化[14]。由于这种情况主要与系统运行周期有关,故可用S1(t″)表示。
(2)系统功能变化引起的设备失效后果严重度
系统运行周期内功能发生的变化,可能导致设备失效将影响系统功能的实现,即设备失效后果对于系统在各时间段实现功能的影响程度是变化的。由于这种失效后果主要与系统运行时间有关,故用S2(t″)表示。因此,设备失效影响严重度函数为:
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综上,设备失效动态风险模型为:
undefined
2.3 设备失效动态风险轨迹
设系统寿命期为T,则可根据系统运行过程中各风险影响因素的变化情况,将其划分为若干个风险相对稳定的阶段T=T(t1,t2,…,tn),由式(4)得出每一阶段的某种设备失效风险值,将其标注在以失效的严重度为横坐标、失效概率为纵坐标的风险矩阵图[14,15]上,并按照时间顺序连接起来,就可得到系统运行周期内该设备失效的风险动态变化轨迹。
通过基于时间的设备失效风险矩阵图及风险动态变化轨迹,可以非常直观的掌握在系统运行过程中该设备失效风险的动态变化情况。从而根据其概率和严重度的大小及变化趋势,结合实际条件在恰当的时机,采取恰当的管理和技术措施降低其风险,达到可接受的安全水平。
3 实证研究
3.1 水溶建腔系统概述
地下盐穴储气库是选择合适的盐层,注入淡水进行冲蚀,形成一定体积和形状的溶腔,最后注入天然气。目前,江苏金坛正在建设的盐穴储气库是西气东输工程中的重点项目[16,17]。
3.1.1 系统工艺流程
水溶造腔系统地下盐穴储气库的关键工艺,流程大致为:使用加装液力耦合器的大型离心式注水泵组对储罐中的清水加压,通过树状管网将高压水调至合理的压差和流量,送入各个单井管线;具有一定流量和扬程的高压水通过各单井的中心管射入地下盐层腔体内进行溶盐造腔;溶入盐分的卤水则通过此水压从外层的中间管挤压回地面,通过地面管道输回注水站低压阀组间外输。若未满足外输工业用卤水的溶盐饱和程度,则被送入站内的未饱和卤水罐,等待以相同方式回灌造腔,直至满足外输要求,见图2。
水溶造腔系统分为:储罐、注水泵机组(电机、液力耦合器、离心泵)、高压配水间管段、低压阀组间管段五个设备单元。注水泵机组是最关键的设备单元。目前金坛储气库共有四套水溶造腔泵组系统,其中两套造腔(一套注清水,一套注未饱和卤水),两套备用,见表1。
3.1.2 系统运行的动态风险
在水溶造腔系统运行过程中,在建腔的井数、井深、井口位置、钻井或建腔工艺状态等参数都在不断变化,为了满足各个井口和腔体的水质、水量和水压的需要,必须调整结构和功能,同时注水泵组也必须及时调整工况和组态。因系统结构和功能变化引起了设备失效后果严重度的变化、因设备自身失效率及外部荷载变化引起了失效概率的变化都很明显。
3.2 失效风险动态分析
3.2.1 失效概率分析
由设备运行资料整理(整理过程略)得不同时间段的注水泵失效率、载荷变化及其对应的载荷修正系数,代入(2)式,得失效概率,见表2。
3.3.2 失效后果严重度分析
水溶造腔系统从开始造腔到腔体竣工大概需要两年左右的时间,这个过程大致可分为四个阶段:造腔初期、造腔中期、造腔后期和注气排卤阶段。
(1)基于系统设备结构变化的注水泵失效后果严重度。造腔初期腔体较小,系统使用单泵注水。随着造腔的扩大,其对泵注水量和水压的要求不断上升,逐步过渡到三泵并联注水。基于此,单泵失效的后果严重度随造腔时间的推移逐步降低。而注气排卤阶段,由于天然气的高度易燃易爆性,其对泵组的可靠性要求突然提高。
(2)基于注水功能变化的注水泵失效后果严重度。腔体形状的控制关乎造腔工程成败,而腔形的调整就是靠控制注水水量和水压来实现。造腔过程的不同时期其对注水系统水量和水压稳定性的敏感度要求也是各不相同的。这就导致注水泵失效对于造腔系统功能实现的风险大小在造腔的各个不同阶段是具有极大差异的。前期腔体扩大阶段敏感度要求相对较低,而中后期是腔形调整的关键时期则对工艺敏感度要求较高。
(3)基于以上原因,得单泵基于系统结构变化的失效后果严重度值和基于系统功能变化的失效后果严重度值。再由(3)式可得最终单泵失效后果严重度值,见图3。
3.3.3 动态风险矩阵图分析
将上述成果带入(4)式,计算得各时期单泵风险值,见表3,将其标注在风险矩阵图上,见图4。
从表3、图4可见:
(1)从设备运行上看,注水泵失效风险在造腔初期较高,这主要是因为:泵处于早期失效期,失效率较高;单泵运行,结构可靠性不高;造腔中期风险较低,这主要是因为:泵处于偶然失效期,失效率最低;两泵运行,结构可靠性较高。
(2)从系统运行上看,注气排卤阶段失效风险达到峰值,这主要由于此阶段注入危险性极高的天然气,系统对泵的运行稳定性近乎苛刻,其失效的后果严重度最高;此外,由于流量和压力精度要求高,采取单泵运行,结构可靠性不高。
(3)具体情况。①系统处于K状态时,注水泵失效的风险最大。此时系统处于注气排卤阶段,功能复杂,需要维护的井口数量较多;同时注水泵荷载增加,失效概率加大;②系统处于A状态时,注水泵失效的风险次之。此时系统处于建设初期,结构复杂;同时注水泵早期失效期,失效概率较大;③系统处于I、J、B状态时,注水泵失效的风险也较大。I、J状态主要是注水泵荷载较大,因此失效概率加大;B状态则主要是由于系统处于建设初期,结构复杂。
4 结论
(1)设备在工业系统中运行,其失效风险受系统和自身工况的影响,具有动态属性。
(2)本文认为设备失效的动态风险可以归纳为设备自身失效率变化、设备外部载荷变化、系统结构变化引起后果严重度变化、系统功能变化引起后果严重度变化,并依此提出了分析模型。
弓网动态运行质量诊断与评估系统 篇4
电气化铁路接触网工作环境恶劣、工作方式特殊、无备用设备, 列车高速运行时, 其工作状态更加复杂, 高速铁路对弓网动态受流质量提出了更高要求。在高速铁路接触网动态检测过程中, 如何能够高效、准确进行弓网动态运行质量的诊断与评估成为亟需解决的重要问题。接触网动态检测数据包括接触网几何参数、弓网动态作用参数、供电参数等, 各参数密切关联, 共同反映出接触网状态及弓网受流状态。在弓网动态运行质量诊断与评估过程中, 需要根据各检测参数特点及相互关系, 确定合适的数据分析方法, 对其进行有效分析, 以便更准确地通过检测数据反映接触网状态及弓网受流状态。
经德国、法国等国家几十年的深入研究, 欧盟铁路已形成一套高速接触网动态检测方案, 并能很好地使用接触网动态检测数据进行接触网状态及弓网受流质量评估, 指导工程施工和运营维修单位进行接触网状态维护及维修, 尤其是能够指导高速铁路接触网进行精调细修, 优化接触网的动态运行性能。
中国铁道科学研究院基础设施检测研究所基于铁道部综合检测列车周期性接触网动态检测数据, 兼容了动态检测数据分析所必需的接触网检测数据波形信息、接触网基础信息数据等内容, 研发了弓网动态运行质量诊断与评估系统 (简称系统) 。系统以接触网动态检测数据波形分析为基础, 提供了检测数据实时显示、历史数据对比分析、超限自动判别标注、基础信息关联、数据分析计算及导出等功能。系统能够快速、有效进行弓网动态运行质量的诊断与评估。与国外同类系统相比, 该系统具有数据分析处理实时性高、功能集成度高、分析界面友好等优点。
1 系统介绍
1.1 系统主要功能
系统以接触网动态检测数据波形分析为基础, 采用数据缓冲同步、波形动态调整、基础信息关联等技术, 为运营维护单位提供了高效、直观的数据分析平台, 通过不同时间段的检测数据对比, 实现了接触网状态变化过程的全面跟踪。系统主界面见图1。
系统主要功能如下:
(1) 检测参数显示分析功能:自由选择检测参数通道内容及数量;自由选择各通道参数的刻度大小及显示颜色;方便进行准确里程定位;各通道波形数据的随意缩放及上下位置调整;各参数通道的上下位置移动及自动位置调整;显示接触网支柱信息、吊弦信息;在锚段关节、线岔等接触网特殊处所, 同时显示2支接触线导高、拉出值。
(2) 历史数据对比功能:同时打开当前波形数据及2次历史波形数据进行检测参数的波形对比, 跟踪接触网状态变化;历史检测数据波形以灰色显示, 更好区分当前检测数据及历史检测数据;自由调整历史波形数据及当前波形数据的相对偏移, 实现当前检测数据及历史检测数据的相同位置对比;实现历史波形数据的前后翻转, 方便在新建高速铁路联调联试中对逆向行车数据及正向行车数据进行对比。
(3) 检测数据打印、导出功能:特定处所的波形打印;特定处所的波形保存为图片 (图片格式包括png、jpg、bmp等) ;打印波形及保存图片中波形检测日期、线路、行别、局别等信息显示;导出部分区段或全部检测区段的波形数据为pdf格式文件;导出部分区段或全部检测区段的波形数据为原始检测文本数据。
(4) 检测过程回放功能:可完全重现动态检测过程, 实现检测波形回放;可自由设置波形回放速度, 满足用户不同需求;在选中历史波形情况下, 可进行当前波形数据和历史波形数据的同步回放。
(5) 基础信息、超限信息关联显示功能:自动进行接触网动态检测超限判别, 并在数据波形上进行超限标注及超限信息关联, 超限信息包括超限处所、超限类型、超限等级、超限内容等;波形图中自动关联接触网基础信息, 包括基础信息处所、基础信息类型、基础信息内容等, 方便了解超限处所接触网基础信息状态;自由添加、修改、删除动态检测超限信息、接触网基础信息等内容;动态检测超限信息、接触网基础信息导出为文本, 方便进行信息统计与整理;动态检测缺陷信息、接触网基础信息导入, 方便进行信息处理流程跟踪。
1.2 系统主要作用
(1) 提供包括接触网几何参数、弓网动态作用参数、供电参数等接触网多通道连续检测数据值, 重现动态检测过程。
(2) 系统按照各参数不同的超限判别标准, 自动进行超限判别, 通过超限处所里程及超限附近各检测参数特点, 辅助进行超限处所定位。
(3) 通过对比、分析不同时间段的接触网各检测参数, 跟踪接触网状态变化。
(4) 新建高速铁路联调联试中, 指导接触网精细化调整;完成联调联试后, 保存接触网参数标准值, 作为后续检修的依据。
(5) 结合动态检测波形数据, 显示接触网动态检测超限, 跟踪接触网超限现场复查处理流程, 帮助进行接触网动态检测超限管理。
(6) 结合动态检测波形数据, 显示接触网基础信息, 帮助进行接触网基础信息管理, 并结合接触网基础信息、接触网超限数据和接触网检测各通道波形数据, 进行弓网动态运行超限诊断及评价。
(7) 结合动态检测波形数据, 提供注释信息显示及管理功能, 帮助接触网管理单位针对特定处所的波形数据或超限进行注释和批示, 提供各级注释及批示信息流程跟踪, 有利于提高动态检测超限处理质量及效率。
2 系统应用实例分析
2.1 拉出值超限诊断及评估
图2为武广高速铁路上行检出的拉出值超限情况。经分析计算, 超限位于锚段关节转换柱处, 动态检测拉出值为650 mm。同时, 由于拉出值超限严重, 导致高速运行下弓网接触压力变化剧烈, 弓网受流性能受到破坏。
经过现场静态测量后, 超限处所得到复核及确认, 并及时对拉出值进行了调整, 铁道部综合检测列车对该处所进行了重点跟踪, 对调整前后的检测波形进行了对比, 超限点调整后拉出值动态检测值为375 mm, 同时关联跨内弓网动态接触压力已恢复至μ±3σ范围内均匀过渡, 受流性能明显改善。动态检测的跟踪验证进一步证明了原超限已调整到位, 整个闭环处理过程完毕。
2.2 弓网动态接触压力超限诊断及评估
产生弓网动态接触压力超限的原因有多种, 只有通过综合数据分析, 诊断出弓网动态接触压力超限的原因, 才能使弓网压力的检测数据直接用于指导维修。接触网动态检测过程中, 通过公式提取弓网压力超限处所, 将公里标与其他检测参数同步关联是一种常用的分析方法。图3显示了弓网接触压力超限产生的原因, 通过关联诊断可确定弓网压力超限处所存在吊弦, 且吊弦调整不到位, 导致该处接触线高度偏高, 形成倒“V”字形接触线高度图形及较大的坡度变化率, 当受电弓高速通过此处时, 弓网接触力产生剧烈波动, 严重影响弓网动态运行质量, 从弓网动态接触压力数值看, 形成了一处最大值超限。
3 结束语
弓网动态运行质量诊断与评估系统已在12个铁路局 (公司) 得到了广泛应用, 系统的易用性、实时性、高效性得到了一致认可。系统的运用大大提高了检测数据的使用效率, 能够有效进行各通道检测数据的关联关系分析及弓网动态运行质量的诊断与分析, 对提高现场维修效率和指导现场运行单位更好地进行设备维修有重要意义。同时, 利用波形对比功能, 可以跟踪接触网状态的变化, 总结接触网状态的变化规律, 有利于对接触网状态变化进行跟踪及趋势预测。
今后还应在密切跟踪接触网动态检测业务需求基础上, 通过对数据分析方法研究成果的运用, 切实提高接触网检测数据分析处理水平, 提高弓网动态运行质量诊断与评估水平, 更好地发挥接触网动态检测的作用。
参考文献
[1]KieBling, Puschmann, Schmieder.电气化铁道接触网[M].北京:中国电力出版社, 2003
CMSA喷头动态热性能研究 篇5
在工业仓库内堆满各类易燃材料,发生火灾时火焰具有极高的热释放率和速度超过10 m/s的热气流。为应对这种挑战,在过去的十几年时间里,各国陆续研制生产了ESFR喷头,并广泛应用于各类型的高架仓库。然而在ESFR喷头的应用中也发现,由于ESFR喷头喷洒的水滴遇到类似钢梁等障碍物时,动量会大大降低,造成ESFR喷头灭火效能的下降,因此ESFR喷头在实际应用中对障碍物有严格的限制。但在高架仓库中类似钢梁、管网等障碍物很多,这一要求往往很难得到满足。其次,由于仓库中气流的影响,火灾发生时,热气流流动方向会发生变化,造成设计区域以外的ESFR喷头启动,系统不能正常发挥效用。为解决ESFR喷头所面临的问题,近几年研制完成了CMSA喷头,其洒水范围内不受到障碍物的遮挡影响,响应时间指数属于标准响应喷头范畴。由于有效解决了ESFR喷头应用中存在的问题, CMSA喷头在高架仓库得到了越来越广泛的应用。
目前,我国尚无CMSA喷头的产品标准对其性能做出统一、科学、合理的规定,其响应等级没有明确的规定和划分,因而有必要对CMSA喷头进行热响应试验来划分并规定其响应等级,以更好地指导CMSA喷头产品设计、生产和应用。该项研究为CMSA喷头响应等级的划分提出了一种思路,有利于产品质量的提高、性能的稳定,保证该产品在消防中切实有效地发挥作用。
1 国内外技术现状
1.1 国内研究情况
近几年国内一些机构开展了CMSA喷头的研究,取得了一定成果。公安部天津消防研究所对CMSA喷头的布水性能及灭火性能开展了相应的实验研究,依据这些研究所取得的成果并结合国外的经验,GB 50084《自动喷水灭火系统设计规范》修订组在标准修订过程中增加了仓库设置CMSA喷头的要求,并给出了CMSA喷头的定义、设计应用参数等。
1.2 国外研究情况
国外的研究机构,如FM实验室、UL实验室等,针对CMSA喷头开展了大量的实验研究。根据国外研究机构所做的试验,CMSA喷头能够在较小的火灾规模下动作,并且水滴在下落过程中能够迅速穿透上升的火羽流,直至燃烧物表面。根据国外火灾试验,如果点火位置在喷头正下方,开放1只喷头即能有效控制火势,如果点火位置在2个喷头中间,则开放2只喷头即能控制火势,实施灭火。
FM实验室于2005年制订了CMSA喷头的设计应用标准,规定当仓库自动喷水灭火系统采用CMSA喷头时,屋顶钢结构件不需采用其他保护。在NFPA 13《自动喷水灭火系统安装标准》(2007年版)中也规定了该类喷头的应用参数。
CMSA喷头在布置上类似于ESFR喷头,最重要的是在喷头的洒水范围内不受到障碍物的遮挡。但与ESFR喷头仅可用于湿式系统不同,CMSA喷头可用于湿式、干式及预作用系统中。
FM实验室于2006年制订了CMSA喷头的产品标准,该标准对CMSA喷头的布水性能、实际洒水密度性能、火灾性能等均作出了规定。UL实验室于2009年制订了CMSA喷头的产品标准。
目前,国外的企业生产的CMSA喷头有流量系数K161,K242、K283、K363等几种,安装形式有直立型、下垂型两种,热敏元件有玻璃球以及易熔合金两种,响应等级一般为标准响应等级。图1为CMSA喷头外形图。
2 试验方案
利用公安部天津消防研究所的风洞试验装置对CMSA喷头进行动态热试验,分别测定下垂型和直立型CMSA喷头导热系数C的值,然后在风温197 ℃,风速2.5 m/s的恒定热风作用下选取A向、B向、C向、偏离最不利方位、偏离最不利方位15°等几个方向来测定CMSA喷头的响应时间,通过响应时间来计算响应时间系数(RTI),最后分析整理试验数据得出结论。
3 结果与分析
3.1 等速率升温试验计算导热系数
等速率升温试验在风洞试验装置中进行,CMSA喷头固定端温度为20 ℃。试样在标准方位进行试验。将喷头插入流速为1 m/s 的气流中,试验初始气流的温度为该喷头的公称动作温度。气温以1 ℃/min的速率上升,直至喷头动作。记录气体的流速、喷头固定端的温度和喷头的动作温度,通过GB 5135.1中的C系数计算公式计算得到CMSA喷头的导热系数C的值见表1所示。
由表1可以看出,下垂型和直立型CMSA喷头的C系数都小于0.5,国家标准中规定C系数小于1.0是快速响应喷头或特殊响应喷头,C系数小于2.0是标准响应喷头,仅从C系数无法判断CMSA喷头的响应类型,所以还需进行响应时间指数试验来划分CMSA喷头的响应等级。
3.2 按ESFR喷头RTI计算方法划分CMSA喷头响应等级
CMSA喷头作为一种新型的洒水喷头,其结构形式更接近于ESFR喷头,所以首先采用ESFR喷头的响应时间系数计算方法来计算CMSA喷头的响应时间系数。
在风温197 ℃、风速2.5 m/s的恒定热风作用下,选取A、B、C三个方向来测定CMSA喷头的响应时间,响应时间系数RTI的计算采用GB 5135.9中的响应时间系数的计算公式进行计算。
(1)下垂型CMSA喷头A、B、C三个方向下的RTI值。环境温度为20 ℃,平均液浴动作温度为71.9 ℃,下垂型CMSA喷头,试验数据见表2所示。
从表2中可以看出:下垂型CMSA喷头在A、B两个方向时响应时间系数的平均值分别为149.44和155.36,这两个数值比较接近,在C向时响应时间系数的平均值为214.29,该数值明显大于A、B两个方向上的数值,下垂型CMSA喷头在三个方向上的数值均不符合GB 5135.9的规定。
(2) 直立型CMSA喷头A、B、C三个方向下的RTI值。环境温度为22 ℃,平均液浴动作温度为72.2 ℃,下垂型CMSA喷头,试验数据见表3所示。
从表3可以看出,直立型CMSA喷头在A、B两个方向时响应时间系数的平均值分别为164.64和165.46,这两个数值比较接近,在C向时响应时间系数的平均值为503.29,该数值远远大于A、B两个方向上的数值,且直立型CMSA喷头在三个方向上的数值也均不符合GB 5135.9的规定。
3.3 按普通洒水喷头RTI计算的方法划分CMSA喷头响应等级
在风温197 ℃、风速2.5 m/s的恒定热风作用下,选取标准方位、偏离最不利方位和偏离最不利方位15°等三个方位来测定CMSA喷头的响应时间,响应时间系数RTI的计算采用GB 5135.1中的响应时间系数RTI的计算公式计算。
(1)下垂型CMSA喷头标准方位、偏离最不利方位、偏离最不利方位15°三个方向下的RTI值测试数据见表4所示。环境温度为20 ℃,平均液浴动作温度为71.9 ℃,下垂型CMSA喷头。
从表4中可以看出:下垂型CMSA喷头在标准方位、偏离最不利方位、偏离最不利方位15°三个方向的RTI平均值分别为150.43、139.25和141.86。下垂型CMSA喷头在三个方向上的数值均符合GB 5135.1关于标准响应喷头的规定。
(2)直立型CMSA喷头标准方位、偏离最不利方位、偏离最不利方位15°三个方向下的RTI值见表5所示。环境温度为22 ℃,平均液浴动作温度为72.2 ℃。
直立型CMSA喷头在标准方位、偏离最不利方位、偏离最不利方位15°三个方向的RTI平均值为142.99、133.75和133.87,直立型CMSA喷头在三个方向上的数值均符合GB 5135.1关于标准响应喷头的规定。
4 结 论
通过对下垂型和直立型两种CMSA喷头进行动态热研究,得出了以下结论:
(1)CMSA喷头虽然与ESFR喷头比较接近,但不能采用GB 5135.9中的响应时间指数来判定其响应类别。
(2)采用GB 5135.1中的试验方法对CMSA喷头进行动态热试验,其试验结果中的标准方位、偏离最不利方位和偏离最不利方位15°,三个数值没有明显的区别,不符合GB 5135.1中偏离方位应比标准方位大的特点。
(3)CMSA喷头的C系数为0.30,而其RTI值明显处于普通喷头中标准响应喷头的范围,可以考虑计算方法采用GB 5135.9的计算公式来计算CMSA喷头的C系数和RTI值,分类采用普通洒水喷头的分类,把其归入标准响应喷头的范围。
参考文献
[1]NFPA13(2007年版),自动喷水灭火系统安装标准[S].
[2]Data Sheet 2-7,Installation rules for sprinkler systems using con-trol mode specific application(CMSA)ceiling sprinklers for storageapplications[S].
[3]宋波,金文,刘激扬.ESFR自动洒水喷头喷洒水滴动力性能实验及分析[J].消防科学与技术,2003,22(3):213-216.