Пожарная безопасность → ПожаровзрывобезопасностьПожарная безопасность → ПожаровзрывобезопасностьПожарная безопасность → ПожаровзрывобезопасностьЧисленный эксперимент проводился с использованием метода Рунге-Кутта-Фельберга. Объектом моделирования стала цистерна объемом 30 м с бензином при воздействии на ее боковую поверхность теплового потока, плотностью 25, 40 и 50 кВт/м2. Выходные данные отражают изменение во времени температур различных участков конструкции цистерны.
Последствия взрыва автоцистерны, предназначенной для перевозки нефтепродуктов
На рис. 2 показаны температуры стенки цистерны с коэффициентом заполнения - 0,001 в зависимости от продолжительности теплового воздействия и плотности теплового потока. Рисунок позволяет рассчитать время достижения температуры стенки, равной температуре самовоспламенения паровоздушной смеси в цистерне (250 °С).
На рис. 3 показаны температуры несмоченной и смоченной стенок цистерны с коэффициентом заполнения - 0,5. Перепад температур в области раздела жидкости и паровоздушной смеси составляет около 350 °С. При этом, как показывают опыты, имеет место изменение знака напряжений обогреваемой поверхности, которое приводит к потере герметичности цистерны.
1. Обзор работ, посвященных анализу причин пожаров, взрывов АЦ и их последствий, показывает, что несмотря на различные меры по обеспечению пожаровзрывобезопасности АЦ, количество пожаров и взрывов возрастает. Поэтому необходимо совершенствование методов и средств оценки пожаровзрывобезопасности АЦ с использованием компьютерного моделирования пожаровзрывоопасных ситуаций.
2. На основе анализа информации об аварийных ситуациях при транспортировании нефтепродуктов АЦ выявлено, что воздействие тепловых потоков пожара может привести к самовоспламенению и взрыву паровоздушной среды внутри цистерны либо к разгерметизации конструкции цистерны в результате потери механической прочности.
3. Разработана имитационная модель по оценке теплоустойчивости цистерны автомобиля для транспортирования нефтепродуктов, позволяющая оценивать пожарную безопасность АЦ при воздействии тепловых потоков пожара.
Рис. 2. Температуры стенки цистерны в зависимости от продолжительности теплового воздействия и плотности
Рис. 3. Температуры стенки цистерны в зависимости от продолжительности теплового воздействия при плотности теплового потока 50 кВт/м2
t — время, с; P — давление, Па; T — температура, К; V —объем, м3; р — плотность, кг/м3; С — теплоемкость, Дж/К; L — удельная теплота испарения, Дж/кг; Q — плотность теплового потока, Вт/м2; а — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 • К); ц — молекулярная масса, кг; v — динамическая вязкость, кг/(м • с); X — теплопроводность, Вт/(м •К); е — степень черноты поверхности емкости; x — массовая концентрация (в массовых долях) компонента (пара или воздуха) в бинарной смеси (в газе); Gg — массовый расход газа через предохранительный клапан, кг/с; gv — массовая скорость испарения жидкости в емкости с единицы площади, кг/(м2 • с); R — приведенная газовая постоянная, Дж/(кг • К); а — постоянная Стефана-Больцмана, Вт/(м2 • К4); g — ускорение свободного падения; В — коэффициент объемного расширения.
a — параметры наружной атмосферы (воздуха);
g — параметры бинарной смеси (газа);
l — параметры горючей жидкости;
q — параметры на облучаемой стенке цистерны;
t — параметры всей цистерны в целом (площадь, объем);
v — параметры паров нефтепродуктов;
s — параметры на границе раздела жидкой и паровоздушной фаз;
w — параметры стенки цистерны.