Максименко М. В. Модель нагріву покрівлі резервуара під впливом пожежі в сусідньому резервуарі. C. 233-247.

 

Модель нагріву покрівлі резервуара під впливом пожежі в сусідньому резервуарі

 

Максименко Максим Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1888-4815

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2022-36-18

 

Ключові слова: пожежа в резервуарі, тепловий вплив пожежі, променевий теплообмін, конвекційний теплообмін

 

Анотація

Розглянуто тепловий вплив пожежі в резервуарі з нафтопродуктом на аналогічній сусідній резервуар. Побудовано модель нагріву покрівлі резервуара, яка враховує променевий теплообмін її зовнішньої поверхні з факелом пожежі і навколишнім середовищем, променевий теплообмін внутрішньої поверхні з простором всередині резервуара, конвекційний теплообмін з навколишнім повітрям і пароповітряною сумішшю в газовому просторі резервуара. Особливістю моделі є врахування впливу вітру, що проявляється в нахилі факела і зміні режиму конвекції з вільної на вимушену. Нахил факела в напрямку сусіднього резервуара під впливом вітру призводить до збільшення коефіцієнта взаємного опромінення між факелом і покрівлею сусіднього резервуара. Зокрема, при швидкості вітру 2 м/с цей коефіцієнт зростає на 64 % порівняно з випадком, коли вітер відсутній. Показано, що за умови виконання нормативних вимог щодо відстаней між вертикальними сталевими резервуарами, місткістю до 20000 м3 включно, в безрозмірних координатах коефіцієнт опромінення залежить лише від типу рідини, що горить. Із застосуванням методів теорії подібності отримано оцінку коефіцієнта конвекційного теплообміну в умовах вільної і вимушеної конвекції на зовнішній поверхні покрівлі резервуара. Для внутрішньої поверхні отримано оцінку коефіцієнта конвекційного теплообміну з пароповітряною сумішшю в газовому просторі резервуара. Для визначення розподілу температур всередині покрівлі резервуара було використано рівняння теплопровідності, крайові умови якого описують тепловий потік на зовнішню і внутрішню поверхні покрівлі. Для розв’язання рівняння застосовано метод скінчених різниць. Показано, що небезпека розповсюдження пожежі підвищується із збільшенням швидкості вітру в бік сусіднього резервуара. Якщо при відсутності вітру покрівля резервуара досягає температури 250 ºС через 8 хв., то при швидкості вітру 2 м/с цей час зменшується до 4,3 хв.

 

Посилання

  1. Yang R., Wang Z., Jiang J., Shen S, Sun P., Lu Y. Cause analysis and prevention measures of fire and explosion caused by sulfur corrosion. Engineering Failure Analysis. 2020. Vol. 108. P. 104342. doi: 10.1016/j.engfailanal.2019.104342
  2. Ni Z., Wang Y. Relative risk model for assessing domino effect in chemical process industry. Safety Science. 2016. Vol. 87. P. 156–166. doi: 10.1016/j.ssci. 2016.03.026
  3. Otrosh Yu., Semkiv O., Rybka E., Kovalov A. About need of calculations for the steel framework building in temperature influences conditions. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 708(1). doi: 10.1088/1757-899X/708/1/012065
  4. Kustov M. V., Kalugin V. D., Tutunik V. V., Tarakhno E. V. Physicochemical principles of the technology of modified pyrotechnic compositions to reduce the chemical pollution of the atmosphere. Chemistry and Chemical Technology Issues. 2019. Vol. 1. P. 92–99. doi: 10.32434/0321-4095-2019-122-1-92-99
  5. Mygalenko K., Nuyanzin V., Zemlianskyi A., Dominik A., Pozdieiev S. Development of the technique for restricting the propagation of fire in natural peat ecosystems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. Vol. 1(10). P. 31–37. doi: 10.15587/1729-4061.2018.121727
  6. Popov O., Iatsyshyn A., Kovach V., Artemchuk V., Kameneva I., Taraduda D., Sobyna V., Sokolov D., Dement M., Yatsyshyn T. Risk assessment for the population of Kyiv, Ukraine as a result of atmospheric air pollution. Journal of Health and Population. 2020. Vol. 10(25). doi: 10.5696/2156-9614-10.25.200303
  7. Zhang Z., Zong R., Tao C., Ren J., Lu S. Experimental study on flame height of two oil tank fires under different lip heights and distances. Process Safety and Environmental Protection. 2020. Vol. 139. P. 182–190. doi: 10.1016/j.psep.2020.04.019
  8. Mukunda H. S., Shivakumar A., Bhaskar Dixit C. S. Modelling of unsteady pool fires – fuel depth and pan wall effects. Combustion Theory and Modelling. 2021. doi: 10.1080/13647830.2021.1980229
  9. Elhelw M., El-Shobaky A., Attia A., El-Maghlany W. M. Advanced dynamic modeling study of fire and smoke of crude oil storage tanks. Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 146. P. 670–685. doi: 10.1016/j.psep.2020.12.002
  10. Semerak M., Pozdeev S., Yakovchuk R., Nekora O., Sviatkevich O. Mathematical modeling of thermal fire effect on tanks with oil products. MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 247(00040). doi: 10.1051/matecconf/201824700040
  11. Espinosa S. N., Jaca R. C., Godoy L. A. Thermal effects of fire on a nearby fuel storage tank. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2019. Vol. 62(103990). doi:10.1016/j.jlp.2019.103990
  12. Li Y., Jiang J., Zhang Q., Yu Y., Wang Z., Liu H., Shu C.-M. Static and dynamic flame model effects on thermal buckling: Fixed-roof tanks adjacent to an ethanol pool-fire. Process Safety and Environmental Protection. 2019. Vol. 127. P. 23–35. doi: 10.1016/j.psep.2019.05.001
  13. Ahmadi O., Mortazavi S. B., Pasdarshahri H., Mohabadi H. A. Consequence analysis of large-scale pool fire in oil storage terminal based on computational fluid dynamic (CFD). Process Safety and Environmental Protection. 2019. Vol. 123. P. 379–389. doi: 10.1016/j.psep.2019.01.006
  14. Abramov, Y. A., Basmanov, O. E., Mikhayluk, A. A., Salamov, J. Model of thermal effect of fire within a dike on the oil tank. Naukovyi Visnyk NHU. 2018. Vol. 2. P. 95–100. doi: 10.29202/nvngu/2018-2/12
  15. Lackman T., Hallberg M. A dynamic heat transfer model to predict the thermal response of a tank exposed to a pool fire. Chemical engineering transactions. 2016. Vol. 48. P. 157–162. doi: 10.3303/CET1648027
  16. Басманов О. Є., Максименко М. В., Олійник В. В. Моделювання тепло-вого впливу пожежі в резервуарі з нафтопродуктом на сусідній резервуар. Про-блеми надзвичайних ситуацій. 2021. № 2(34). С. 4–20. doi: 10.52363/2524-0226-2021-34-1
  17. Басманов О. Є., Максименко М. В. Моделювання впливу пожежі на сусі-дній резервуар з нафтопродуктом в умовах вітру. Проблеми надзвичайних ситуа-цій. 2022. № 1(35). С. 239-253. doi: 10.52363/2524-0226-2022-35-18
 
  • Ви тут:  
  • Головна
  • Архів номерів
  • 36
  • Максименко М. В. Модель нагріву покрівлі резервуара під впливом пожежі в сусідньому резервуарі. C. 233-247.