Моделювання теплового впливу пожежі в резервуарі з нафтопродуктом на сусідній резервуар

Abstract

Розглянуто прогнозування наслідків надзвичайних ситуацій, обумовлених пожежею вертикального сталевого резервуара з нафтопродуктом в резервуарній групі. Внаслідок теплового впливу пожежі на сусідні резервуари виникає загроза її каскадного розповсюдження. Обґрунтовано припущення, на які спирається модель нагріву стінки резервуара під тепловим впливом пожежі в сусідньому резервуарі. Така модель являє собою диференціальне рівняння, що описує процес передачі тепла всередині стінки резервуара, з крайовими умовами на зовнішній і внутрішній поверхнях стінки. Ці крайові умови описують теплообмін поверхонь стінок з факелом, навколишнім середовищем і пароповітряною сумішшю в газовому просторі резервуара. Модель враховує як променевий, так і конвекційний теплообмін. Отримано оцінку значення коефіцієнта взаємного опромінення з факелом для довільної точки на стінці резервуара. Показано, що після переходу до безрозмірних координат значення коефіцієнта опромінення для всіх резервуарів місткістю до 20 тис. м3 включно залежить лише від типу рідини – горючої або легкозаймистої. Із використанням методів теорії подібності отримано оцінку коефіцієнта конвекційного теплообміну в умовах вільної конвекції з навколишнім повітрям для зовнішньої поверхні стінки резервуара і з пароповітряною сумішшю в газовому просторі резервуара для внутрішньої поверхні стінки. Чисельне розв’язання рівняння теплового балансу для стінки резервуара дозволяє знайти розподіл температур по стінці в довільний момент часу. Це дозволяє визначити область на стінці резервуара, яка потребує охолодження і визначити граничний час його початку. Показано, що вже протягом 5 хвилин після початку пожежі температура частини стінки сусіднього резервуара, оберненої в бік пожежі, сягає небезпечних значень