Друк

Басманов О. Є., Олійник В. В., Морщ Є. В., Кальченко Я. Ю. Визначення мінімального напору води при її подачі на охолодження резервуара. С. 145-161.

Визначення мінімального напору води при її подачі на охолодження резервуара

 

Басманов Олексій Євгенович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6434-6575

 

Олійник Володимир Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5193-1775

 

Морщ Євген Володимирович

Державний НДІ технологій кібербезпеки та захисту інформації

http://orcid.org/0000-0003-0131-2332

 

Кальченко Ярослав Юрійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-3482-0782

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-41-10

 

Ключові слова: пожежний ствол, подача води на охолодження, траєкторія водного струме-ня, настильна траєкторія

 

Анотація

 

Побудовано модель руху водного струменя після виходу з пожежного ствола. Модель спи-рається на систему лінійного однорідного і лінійного неоднорідного диференціальних рівнянь 2-го порядку з початковими умовами, що описують рух елементарного об’єму води в полі сили тя-жіння і враховують опір повітря. Їх розв’язання разом з початковими умовами дає траєкторію руху водного струменя в залежності від горизонтальної і вертикальної складових початкової швидкості струменя. Побудовано залежність напору води від горизонтальної складової швидко-сті водного струменя на виході з пожежного ствола за умови досягнення струменем заданої точ-ки на стінці резервуара. Показано, що така залежність є опуклою донизу функцією з єдиною то-чкою мінімуму. Мінімальному напору води відповідає лише одна траєкторія руху струменя, яка досягає заданої точки. Збільшення напору призводить до появи двох можливих траєкторій, одна з яких навісна, а інша може бути як навісною, так і настильною. Показано, що умовою настиль-ності траєкторії є перевищення горизонтальною складовою швидкості певного граничного зна-чення, яке пропорційне відстані до резервуара. Побудовано алгоритм визначення мінімального напору води при подачі в задану точку на стінці резервуара по настильній траєкторії. Алгоритм використовує метод Ньютона для чисельного розв’язання задачі умовної оптимізації. Показано, що для відстані до резервуара (5÷30) м напір води має становити (23÷58) м для резервуарів висо-тою 12 м і (37÷70) м для резервуарів висотою 18 м. Отримані результати можуть бути використані для визначення місць розташування пожежних стволів для подачі води на охолодження резервуа-рів при розробці плану локалізації та ліквідації пожежі в резервуарному парку, а також для змен-шення витрат води внаслідок розбризкування після удару струменя об стінку резервуара.

Посилання

 

  1. Khan F. I., Abbasi S. A. An assessment of the likelihood of occurrence, and the damage potential of domino effect (chain of accidents) in a typical cluster of industries. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2001. Vol. 14(4). P. 283–306. doi: 10.1016/S0950-4230(00)00048-6
  2. Yang R., Khan F., Neto E. T., Rusli R., Ji J. Could pool fire alone cause a domino effect? Reliability Engineering & System Safety. 2020. Vol. 202. P. 106976. doi: 10.1016/j.ress.2020.106976
  3. Reniers G., Cozzani V. Features of Escalation Scenarios. Domino Effects in the Process Industries. 2013. P. 30–42. doi: 10.1016/B978-0-444-54323-3.00003-8
  4. Amin M. T., Scarponi G. E., Cozzani V., Khan F. Improved pool fire-initiated domino effect assessment in atmospheric tank farms using structural response. Reliability Engineering & System Safety. 2024. Vol. 242. P. 109751. doi: 10.1016/j.ress.2023.109751
  5. 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. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii. 2019. Vol. 1. P. 92–99. doi: 10.32434/0321-4095-2019-122-1-92-99
  6. Одинець А., Ніжник В., Сізіков О., Фещук Ю., Балло Я., Климась Р., Жихарєв О. Обґрунтування додаткових заходів щодо оперативних дій під час гасіння пожеж на складах нафтопродуктів в умовах бойових дій. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2022. № 1(13). С. 72–79. doi: 10.33269/nvcz.2022.1(13).72-79
  7. НАПБ 05.035 – 2004. Інструкція щодо гасіння пожеж у резервуарах із нафтою та нафтопродуктами. URL; https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/

normdocs/instrukciya_schodo_gasinnya_pozhezh_u_rezervuarakh_iz_naftoyu.pdf 

  1. Abramov Y., Basmanov O., Salamov J., Mikhayluk A., Yashchenko O. Developing a model of tank cooling by water jets from hydraulic monitors under conditions of fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. Vol. 1/10(97). P. 14–20. doi: 10.15587/1729-4061.2019.154669.
  2. Basmanov O., Oliinyk V., Afanasenko K., Hryhorenko O., Kalchenko Y. Developing the model of water cooling an oil tank in the case of fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2024. Vol. 5/10(131). P. 53–61. doi: 10.15587/1729-4061.2024.313827
  3. Saber A., El-Nasr M. A., Elbanhawy A. Y. Generalized formulae for water cooling requirements for the fire safety of hydrocarbon storage tank farms. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2022. Vol. 80. P. 104916. doi: 10.1016/j.jlp.2022.104916
  4. Oliinyk V., Basmanov O., Shevchenko O., Khmyrova A., Rushchak I. Building a model of choosing water supply rate to cool a tank in the case of a fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2025. Vol. 1/10(133). P. 45–51. doi: 10.15587/1729-4061.2025.323197
  5. Wassenberg J. R., Stephan P., Gambaryan-Roisman T. The influence of splattering on the development of the wall film after horizontal jet impingement onto a vertical wall. Experiments in Fluids. 2019. Vol. 60(11). doi: 10.1007/s00348-019-2810-6
  6. Qian S., Zhu D. Z., Xu H. Splashing generation by water jet impinging on a horizontal plate. Experimental Thermal and Fluid Science. 2022. Vol. 130. P. 110518. doi: 10.1016/j.expthermflusci.2021.110518
  7. Kim H., Choi H., Kim D., Chung J., Kim H., Lee K. Experimental study on splash phenomena of liquid jet impinging on a vertical wall. Experimental Thermal and Fluid Science. 2020. Vol. 116. P. 110111. doi: 10.1016/j.expthermflusci.2020.110111
  8. Hu B., Zhao T., Shi Z., Li W., Lin Q., Liu H., Wang F. Spreading and splashing of liquid film on vertical hot surface by inclined jet impingement. Experimental Thermal and Fluid Science. 2024. Vol. 154. P. 111147. doi: 10.1016/j.expthermflusci.2024.111147
  9. Liu X., Wang J., Li B., Li W. Experimental study on jet flow characteristics of fire water monitor. The Journal of Engineering. 2018. Vol. 2019(13). P. 150–154. doi: 10.1049/joe.2018.8950
  10. Abramov Y., Basmanov O., Krivtsova V., Khyzhnyak A. Estimating the influence of the wind exposure on the motion of an extinguishing substance. EUREKA: Physics and Engineering. 2020. Vol. 5. P. 51–59. doi: 10.21303/2461-4262.2020.001400

    18.       ДСТУ Б В.2.6-183:2011. Резервуари вертикальні циліндричні сталеві для нафти та нафтопродуктів. Загальні технічні умови.