Моделювання теплового потоку від резервуарів з нафтопродуктами, що горять

Abstract

Побудовано модель для визначення щільності теплового потоку випромінюванням від пожежі в вертикальному сталевому резервуарі з нафтопродуктом. Модель враховує деформацію полум’я під впливом вітру: нахил осі полум’я та розширення його основи в підвітряний бік. Запропонований підхід спирається на відомі емпіричні залежності довжини полум’я та кута його відхилення від вертикальної осі в залежності від швидкості вітру, питомої масової швидкості вигорання рідини та діаметра резервуара. Ці залежності використано для визначення довжини полум’я в довільній точці, що лежить на основі полум’я. Це дозволяє побудувати рівняння випромінюючої поверхні полум’я в параметричному вигляді. Отримана поверхня має конусоподібну форму з еліптичною основою, витягнутої за межі резервуара з підвітряного боку. Відносне розширення основи полум’я за межі резервуара збільшується із зростанням швидкості вітру і зменшується із зростанням діаметру резервуара. Розроблено алгоритм розрахунку щільності теплового потоку випромінюванням від полум’я до довільної площадки, заданої просторовими координатами і нормальним вектором. В алгоритмі використано покриття основи полум’я регулярною сіткою з подальшим застосуванням методів чисельного диференціювання для визначення нормального вектору до випромінюючої поверхні полум’я і методів чисельного інтегрування для оцінки коефіцієнта взаємного опромінення між полум’ям і площадкою, що нагрівається під впливом пожежі. Отримані результати можуть бути використані для визначення наслідків теплового впливу пожежі на сусідні резервуари з нафтопродуктами та інше технологічне обладнання, а також визначення зон безпечного розташування техніка та особового складу, задіяних у локалізації і ліквідації пожежі