Моделювання впливу пожежі на сусідній резервуар з нафтопродуктом в умовах вітру

Abstract

Розглянуто прогнозування наслідків надзвичайних ситуацій, обумовлених пожежею вертикального сталевого резервуара з нафтопродуктом в резервуарній групі в умовах вітру. Побудовано модель нагріву стінки резервуара з нафтопродуктом під тепловим впливом пожежі в сусідньому резервуарі. Запропонована модель враховує променевий теплообмін (з факелом, навколишнім середовищем і внутрішнім простором резервуара), конвекційний теплообмін (з навколишнім повітрям в режимі вимушеної конвекції і з пароповітряною сумішшю в газовому просторі в режимі вільної конвекції). Модель являє собою диференціальне рівняння, що описує процес передачі тепла всередині стінки резервуара, з крайовими умовами на зовнішній і внутрішній поверхнях стінки. Нахил факела вітром в напрямку сусіднього резервуара призводить до збільшення коефіцієнта взаємного опромінення між факелом і верхнім краєм стінки сусіднього резервуара. При цьому, коефіцієнт взаємного опромінення монотонно зростає із збільшенням швидкості вітру. Показано, що для вертикальних сталевих резервуарів, місткістю до 20000 м3 включно, в безрозмірних координатах коефіцієнт опромінення залежить лише від типу рідини, що горить. Шляхом використанням методів теорії подібності в роботі отримано оцінку коефіцієнта конвекційного теплообміну в умовах вимушеної конвекції на зовнішній поверхні стінки резервуара. Із застосуванням методу скінчених різниць до рівняння теплового балансу знайдено розподіл температур по стінці резервуара в довільний момент часу, що дозволяє визначити область на поверхні стінки, що нагрівається до небезпечних значень температури. Вітер в бік резервуара, що нагрівається, істотно підвищує небезпеку розповсюдження пожежі. У випадку пожежі в резервуарі з нафтою і швидкістю вітру 5 м/с температура стінки сусіднього резервуара досягає величини 250 ºC вже через 5 хв