CC BY
40
УДК 614.841
РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ПРОГРЕВА НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА В УСЛОВИЯХ ВНУТРЕННЕГО ПОЖАРА С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ELCUT 6.2
Д.Ю. Минкин, А.А. Кузьмин, Н.Н. Романов, Д.А. Минкин
В статье представлена методика расчета температурного режима пожара на объектах нефтегазового комплекса. Для автоматизации процесса вычислений разработан циклический алгоритм, учитывающий возможность моделирования различных условий газообмена в процессе горения нефтепродуктов, параметров теплообмена между продуктами горения и ограждающими конструкциями. Программная реализация осуществляется в виде макроса Visual Basic for Applications среды Microsoft Office Excel и программного комплекса ELCUT 6.2. Достоверность результатов расчета температурных полей и оценки огнестойкости несущих конструкций в условиях внутреннего пожара проверена путем сопоставления с результатами огневых испытаний.
Ключевые слова: нефтегазовый комплекс; несущие конструкции; огнестойкость; температурный режим; пожарная нагрузка; ограждающая конструкция; конвективный коэффициент теплоотдачи.
Предприятия нефтегазового комплекса составляют один из наиболее важных экспортно-ориентированных и бюджето-образующих секторов экономики России. В его состав входят предприятия по добыче, транспортировке, хранению, переработке и сбыту нефти, природного и попутного газов, а также продуктов их переработки. Разумеется, безопасное
функционирование такого сложного конгломерата предприятий предполагает разработку
специального комплекса мероприятий по обеспечению пожарной безопасности на этапах строительства, расширения, реконструкции и их технического перевооружения.
Специфика работы предприятий нефтегазового комплекса предполагает наличие на производственных площадках различных пожаровзрывоопасных конечных продуктов, а также поступающего сырья, что предполагает наличие потенциальной опасности развития серьезных техногенных аварий и даже катастроф, которые в силу специфики технологических процессов могут сопровождаться пожарами и взрывами, что подтверждается статистикой подобных аварий, приведенной в [1]. Поэтому повышение пожаровзрывобезопасности
технологических процессов на объектах нефтегазового комплекса, а также локализация последствий пожаров на зданиях и сооружениях таких объектов становится важнейшим условием защищенности персонала предприятий от техногенных и экологических угроз.
В процессе проектирования зданий и сооружений объектов нефтегазового комплекса используются следующие виды строительных конструкций:
- колонны и балки, выполненные из конструкционной стали;
- стены и перегородки, выполненные из кирпичей различных сортов и природного камня;
- перекрытия, колонны и стены, выполненные из монолитного и армированного железобетона.
Действующие в нашей стране нормативные документы, например, ГОСТ 30247.1-94, предполагают, что предел огнестойкости таких конструкций должен быть не менее 0,75 часа, однако в случае использования незащищенных стальных конструкций уже через 15...20 мин от начала пожара они могут прогреваться до температур, превышающих 400^500 0С, что ведет к потере их несущей способности с последующим разрушением сооружения. Этого можно избежать, по крайней мере, на начальном этапе пожара, если применить один из способов огнезащиты: например, обетонирование колонны, монтаж огнезащитной облицовки стены, нанесение огнезащитного покрытия на металлическую конструкцию [2, 3]. В свою очередь огнестойкость балок и плит определяется видом рабочей арматуры и толщиной защитного слоя бетона, а огнестойкость монолитных железобетонных стен и перегородок - их толщиной, видом и сортом используемого бетона [4].
Таким образом, одной из необходимых задач, решаемых в ходе проектирования зданий и сооружений объектов нефтегазового комплекса, является оценка огнестойкости строительных конструкций в условиях развития пожара на основе учета различных теплофизических свойств применяемых материалов и геометрических размеров конструкций, а также особенностей сферы их эксплуатации.
В настоящий момент существует несколько программных комплексов, например АшуБ, СотБо1 и др., которые предполагают поддержку численных
методов при расчете параметров температурного режима конструкций промышленных объектов, в том числе в условиях развития пожара [5, 6]. Подобные программные комплексы позволяют моделировать мультифизические процессы с одновременным расчетом параметров процесса горения, при этом результаты решения тепловой и гидродинамической задачи позволяют оценить мощность тепловыделения, скорость перемещения продуктов горения и распределение температуры в пространстве, интенсивность лучистой
составляющей процесса теплообмена, и, самое главное, решить нелинейную задачу теплопроводности при прогреве несущих конструкций и т.д. [7 - 9] Однако полное использование существующего потенциала таких программных комплексов требует от пользователя серьезной подготовки по вопросам теории тепло-, массообмена, гидрогазодинамики, численного моделирования, химии горения, что предполагает его узкую специализацию и тем самым ограничивает круг пользователей из числа практических работников Федеральной
противопожарной службы (ФПС).
Цели и задачи
Целью настоящей работы является разработка упрощённой методики проведения инженерных расчетов температурных полей и оценки огнестойкости несущих конструкций объектов нефтегазового комплекса в условиях внутреннего пожара.
Для достижения поставленной цели необходимо:
- разработать структуру и провести программную реализацию алгоритма расчета температурного режима внутреннего пожара на объектах нефтегазового комплекса, который бы учитывал условия процесса горения нефтепродуктов и характеристики процесса теплообмена между продуктами горения и ограждающими конструкциями;
- обеспечить возможность передачи результатов расчета среднеобъемных температур в качестве исходных параметров работы программного комплекса для расчета тепловых полей при прогреве несущих конструкций;
- разработать алгоритм расчета тепловых полей при прогреве несущих конструкций любой конфигурации и выбрать из множества предлагаемых продуктов программный комплекс, наиболее соответствующий поставленной задаче по оценке огнестойкости несущих конструкций объектов нефтегазового комплекса с позиций надежности полученных решений и доступности его использования.
Методика расчета
Для оценки огнестойкости несущих конструкций объектов нефтегазового комплекса в условиях внутреннего пожара в зависимости от их геометрических размеров, используемых конструкционных материалов и защитных слоев, температур воздействия необходимо разработать методику расчета, на основе которой можно определить параметры элементов конструкции, которые позволят обеспечить требуемые тепловые характеристики.
В результате пожара в помещении выделяется тепловой поток, который расходуется на нагрев продуктов горения и внутреннего объема помещения и передается на обогреваемые поверхности несущих элементов ограждающих конструкций. Перенос теплоты при этом происходит за счет теплового излучения и конвекции, в результате чего поверхности нагреваются. Далее тепловой поток проходит через ограждающую конструкцию за счет теплопроводности и рассеивается с необогреваемой поверхности в окружающую среду за счет конвекции и излучения, как показано на тепловой модели, представленной на рис. 1.
Рис.1. Тепловая модель для расчета
Таким образом, расчет конструкций на огнестойкость по теплоизолирующей способности сводится к решению двух совместных теплофизических задач:
- расчет среднеобъемных температур при пожаре в помещении и формирование граничных условий на поверхностях несущей конструкции;
атурного режима при пожаре в помещении
- расчет распределения температуры по толщине несущей конструкции в зависимости от времени воздействия пожара.
Для решения этих задач разработан алгоритм расчета температурного режима при пожаре на объектах нефтегазового комплекса, представленный на рис.2.
Пожар, регулируемый
нагрузкой. Расчет среднеобъемной температуры:
Массив свойств продуктов горения нефтепродуктов
Пожар, регулируемый
воздухообменом.
Расчет
среднеобъемной
температуры:
Расчет расхода воздуха и продуктов горения через проемы
X
Массив свойств воздуха и продуктов горения нефтепродуктов
Расчет лучистых тепловых потерь через проемы
Расчет температуры на обогреваемых поверхностей пола, потолка, стен
X
Массив свойств конструкционных и строительных материалов
I
Расчет распределения температур в ограждающих конструкциях
Формирование результатов в виде типизированного файла формата *.pmb и их трансляция в ПК ELCUT
Рис.2. Алгоритм расчета температурного режима при пожаре на объектах нефтегазового комплекса
На основании представленного алгоритма был создан специальный модульный программный продукт, работающий в среде Microsoft Office Excel с применением Visual Basic for Applications.
При решении первой задачи использовались рекомендации [10], полученные на основе физических и численных экспериментов, для случая неизменности площади пожара и если в качестве пожарной нагрузки выступают горючие
вещества в жидкой фазе. Основное допущение, позволившее составить уравнение теплового баланса внутреннего пожара на объектах нефтегазового комплекса и найти его решение, заключается в том, что нестационарный процесс тепловыделения и теплообмена, происходящий на пожаре, представлен как квазистационарный (предполагается, что в небольшие промежутки времени площадь пожара, массовая скорость выгорания и условия газообмена остаются постоянными).
В зависимости от размеров объекта, характеристик режима воздухообмена, количества и вида пожарной нагрузки можно выделить два вида объемного пожара: пожар, регулируемый нагрузкой, и пожар, регулируемый условиями воздухообмена, при этом порядок расчета температурного режима объемного пожара, регулируемого нагрузкой, аналогичен расчету пожара, регулируемого условиями воздухообмена, кроме определения величины тепловыделения.
Уравнение теплового баланса внутреннего пожара, используемое для расчета температурного режима, имеет вид [10]:
о„ = о+о+о, (1)
где Qп - тепловой поток, выделяемый при пожаре в помещении, Вт; Qк - тепловой поток, передаваемый из зоны горения конвекцией на обогреваемые поверхности ограждающих конструкций, Вт; Qл - лучистые тепловые потери через оконные и дверные проемы в ограждающей поверхности помещения, Вт; Qг - тепловой поток, идущий на нагревание продуктов горения, Вт.
Величину теплового потока, выделяемого при пожаре в помещении, можно найти из соотношения:
Qn =vmqPF.
(2)
где п - коэффициент полноты сгорания, для нефтепродуктов п=0,9; М - массовая скорость выгорания жидкости, кг/(м2 с); - низшая
теплота сгорания жидкости, Дж/кг;
Тепловой поток, передаваемый из зоны горения конвекцией, вычисляется по формуле:
0 =а,[ Т;(г)-Т(0,г) ]^, (3)
где а/ - коэффициент конвективной теплоотдачи между продуктами горения углеводородов и /-той ограждающей конструкцией, Вт/(м2К); ^ - площадь ограждающей конструкцией, м2; Т/т) - температура продуктов горения в момент времени т, К; Т/(0,т) -температура на /-ой обогреваемой поверхности конструкции, К;
Лучистые тепловые потери через оконные и дверные проемы в ограждающей поверхности помещения вычисляются из соотношения:
Qn = C0e,
0° пр
Tf (?) 100
T 100
F,
(4)
где Т0 - температура воздуха, К; епр=1/[1+0,0022(7/(т)-273)] - приведенная степень черноты между излучающей поверхностью факела и теплопоглощающей поверхностью соседних ограждающих конструкций; Со = 5,67 Вт/(м2К4) -коэффициент излучения абсолютно черного тела.
Тепловой поток, идущий на нагревание продуктов горения, находится из соотношения:
Qe =VMVzop (Tf (?) - T)F, (5)
где Ve = V° + V0(/m -1) - приведенный действительный объем продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг жидкости, V° -
объем продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг горючей жидкости и теоретически необходимом количестве воздуха, м3/кг, V0 -
количество воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг горючей жидкости, м3/кг;
V
ут = —— - коэффициент избытка воздуха; ср -V0
объемная теплоемкость продуктов горения при постоянном давлении, Дж/(м3-К), равная:
Cp = 1250 + [0.12 + 0,1 /(0,25 + ^ )] Tf (?). (6)
В итоге формула для определения искомой среднеобъемной температуры принимает вид:
Tf (?) = 0,66 Ta (vMCpVe / C010-4pTa3)0,17 ,(7) где T - температура продуктов горения, К, вычисляемая по формуле:
Ta = (vQPH /сpVг) + 273 (8)
Для расчета среднеобъемной температуры в помещении при пожаре необходимо знать приведенную степень черноты епр и объемную теплоемкость Ср, а значения этих физических величин, как видно, являются функцией искомой температуры. Такие задачи решаются методом последовательных приближений. Решение данной задачи по определению температурного режима в помещении было реализовано в виде макроса Visual Basic for Applications среды Microsoft Office Excel, что позволило выстроить интерфейс, дружественный широкому кругу пользователей из числа практических работников ФПС [11].
Полученный массив среднеобъемных температур продуктов горения документируется в форме типизированного файла формата *.pmb, который может быть считан соответствующим программным комплексом для дальнейшего расчета температурного поля в теле несущей конструкции.
Для расчета распределения температуры в несущей конструкции необходимо решение нестационарной задачи теплопроводности.
При решении нелинейных задач дифференциальное уравнение теплопроводности может быть представлено в одном из видов [12, 13]: - в плоском случае:
4
dTw d f dT„
c(Tw = W A(Tw )
dz dx ■ в осесимметричном случае:
c(Tw )p
dx
d + —
dy
(
Ww )
dT„,} d {
dy
+ ■
d z
dT
AT)
d z
1А
dz r dr
AT ) r
dTw
dr
+ ■
d z
A(Tw )
d z
(10)
В уравнениях (9) и (10) Т^ - температура в теле несущей конструкции, К; Z - время, с; А(Т^) - коэффициент теплопроводности материала конструкции, как функция температуры, Вт/(мК); с(Т№) - теплоемкость материала конструкции, как функция температуры, Дж/(кг К); р - плотность материала, кг/м3.
Таким образом, нахождение распределения температуры в ограждающей конструкции проводится с учетом меняющихся теплофизических свойств материалов от температуры и при нестационарном тепловом потоке. Для решения соответствующего дифференциального уравнения необходимо задать начальные и граничные условия (краевые условия), характеризующие каждую конкретную задачу. Например, в случае одностороннего равномерного прогрева плиты толщиной 5 краевые условия имеют вид:
- начальное условие:
Т* (1,0)=Т0 ; (11)
- граничные условия на обогреваемой и необогреваемой поверхностях, соответственно:
Л гр
)^0 = «!Zz) Т(Z)-Т*(0,z)]; (12)
д Т
-щ*) ^^«оМ [Т* (5,т) - То ], (13)
d x
где Тж (5, z) - температура на
необогреваемой поверхности конструкции, К;
«(т) и а 0(т) - коэффициенты теплоотдачи,
соответственно со стороны продуктов горения и воздуха, Вт/(м2К).
В условиях пожара, когда греющей средой являются продукты горения, суммарный коэффициент теплоотдачи «(т) приближенно вычисляют по формуле:
/ \ и ^ 0.002^,(т)
«(т) = 11,63 е (14)
Коэффициент теплоотдачи между необогреваемой поверхностью и воздухом определяется по уравнениям конвективного теплообмена при естественной конвекции в большом объеме. Расчетное соотношение для данного случая имеет вид:
A
aü(z) = С(Gr • Pr)IA
(15)
где
Gr =
gßL T (S,Z) - To)
v
критерий Грасгофа; g =9,81- ускорение свободного падения, м2/с; / = 1/[0,5 (Т„(5,т) + Т0] -коэффициент объемного расширения воздуха 1/К; Ь - определяющий размер поверхности теплообмена, м; а - коэффициент
температуропроводности воздуха, м2/с; V -коэффициент кинематической вязкости воздуха,
м2/с:
V
Pr — — - критерий Прандтля; Х0 -
a
коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(мК); С и n - опытные коэффициенты, значения которых приведены в [11].
В качестве программного продукта для решения второй задачи был выбран программный комплекс ELCUT 6.2, который позволяет применить метод конечных элементов. Этот выбор был обусловлен следующими обстоятельствами:
- доступностью программного комплекса (версия ELCUT 6.2 в сети Internet открыта для свободного пользования);
- возможностью импорта модели из внешних устройств (из САПРа - непосредственно, из других устройств - приведением к формату *.pmb);
- уже существующей значительной библиотекой проанализированных моделей тепловых процессов;
- возможностью представления результатов проведенных расчетов процессов прогрева несущих конструкций в виде пространственно-масштабируемого отображения тепловых полей с цветовой градацией температур;
- наличием опций работы как с одномерными, двухмерными, так и с трехмерными задачами в линейной и нелинейной постановках, а также переменными граничными условиями, что существенно расширяет номенклатуру анализируемых конструктивных решений в ходе проектирования объектов нефтегазового комплекса.
Результаты
Правомерность использования
разработанной методики расчетов температурных
5
tf = 345Lg(8r +1) +t0 (16)
Для условий стандартного пожара с помощью Elcut 6.2 проведены численные расчеты распределения температуры в двух конструкциях: в железобетонной плите с защитным слоем бетона в 35 мм и для стеновой конструкции из бетонного камня ПК-160 толщиной 160 мм. В качестве примера на рис.3 приведены результаты расчета для железобетонной плиты с защитным слоем бетона в 35 мм для момента времени 150 минут. В качестве экспериментальных данных взяты результаты из протокола огневых испытаний № 1447-13 от 11.09.13г., проведенных Независимым испытательным центром пожарной безопасности (НИЦ ПБ), функционирующем в составе Санкт-Петербургского филиала Федерального государственного бюджетного учреждения «Всероссийский ордена "Знак Почета" научно -исследовательский институт противопожарной безопасности (СПбФ ФГБУ ВНИИПО МЧС России) и протокола испытаний №507/ИЦ-14 от 16.05.14 Испытательным центром «ОПЫТНОЕ» МООУ РСЦ «ОПЫТНОЕ».
Результаты огневых испытаний и численных экспериментов, реализующих разработанную методику, представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Сравнение результатов огневых испытаний ИЦ «ОПЫТНОЕ» (изменение температуры в железобетонной плите с защитным слоем бетона в 35 мм) с численным экспериментом
Время, мин. Средняя измеренная температура арматуры образца, 0С Результаты численного эксперимента, 0С
0 16 16
10 34,2 25
20 98,5 60
30 112,8 100
40 149,9 139
50 194,3 200
60 238,7 250
70 283,0 292
80 316,4 327
90 345,8 357
100 372,1 383
110 397,8 407
120 421,2 428
130 445,4 447
140 471,1 464
150 493,9 481
полей и оценки огнестойкости несущих конструкций объектов нефтегазового комплекса в условиях внутреннего пожара была проверена путем сопоставления результатов огневых испытаний железобетонных плит различной толщины и плотности при стандартном тепловом воздействии с результатами численных экспериментов, реализующих данную методику.
Расчет прогрева конструкций производился при воздействии стандартного температурного режима по ГОСТ 30247.0-94 по зависимости:
Д1360 1261 1163 1064
867 768 670 571
I
473 374
Рис.3. Распределение температуры в железобетонной плите с защитным слоем 35 мм через 150 минут
Таблица 2
Сравнение результатов огневых испытаний «НИЦ ПБ» (изменение температуры необогреваемой поверхности стеновой конструкции из бетонного камня ПК-160 толщиной 160 мм) с численным
экспериментом
Время, мин. Средняя измеренная температура необогреваемой поверхности образца, 0С Результаты численного эксперимента, 0С
0 21 21
10 21 21
20 22 21
30 24 26
40 34 35
50 51 46
60 61 57
70 67 67
80 72 76
90 76 83
100 81 90
110 86 95
120 92 100
130 96 104
140 101 107
150 114 109
Анализируя представленные в таблице 1 результаты, следует отметить, что наибольшие расхождения экспериментально измеренных и расчетных значений температуры наблюдаются на начальном этапе (до 40 минут) процесса нагрева конструкции и составляют 30%. Начиная с сороковой минуты расхождения не превышают 1015%. Сравнение результатов, представленных в таблице 2, показало, что расхождение значений не превышает 10-15 % на всем процессе нагрева.
Таким образом, сопоставление результатов вычислительного эксперимента и огневых испытаний подтверждает адекватность предложенной методики расчетов температурных полей и оценки огнестойкости несущих конструкций.
Заключение
В ходе работы разработана структура и проведена программная реализация алгоритма расчета температурного режима внутреннего пожара в виде макроса Visual Basic for Applications на основе использования среды Microsoft Office Excel, что позволило выстроить интерфейс, дружественный широкому кругу пользователей. При этом представленный алгоритм учитывает возможность различных условий газообмена в процессе горения нефтепродуктов и характеристики процесса теплообмена между продуктами горения и ограждающими конструкциями.
Реализована возможность передачи результатов расчета среднеобъемных и локальных
температур в качестве исходных параметров работы программного комплекса ELCUT 6.2 для расчета тепловых полей при прогреве несущих конструкций, для чего массив температур продуктов горения документируется в форме типизированного файла формата *.pmb.
Разработан алгоритм расчета тепловых полей при прогреве несущих конструкций любой конфигурации применительно к особенностям применения программного комплекса ELCUT 6.2, который наиболее соответствует поставленной задаче по оценке огнестойкости несущих конструкций объектов нефтегазового комплекса с позиций надежности полученных решений и доступности его применения.
Сравнение результатов его использования с данными, приведенными в отчетах об испытаниях Испытательного центра «ОПЫТНОЕ» и «НИЦ ПБ», показали удовлетворительную сходимость.
Реализованная концепция использования интерфейса электронной таблицы EXCEL в процессе ввода параметров объекта расширяет возможности использования практическими работниками ФПС предлагаемого программного продукта при прогнозирования поведения несущих конструкций в условиях пожара на объектах нефтегазового комплекса, для подбора материала и вида конструкций, выбора огнезащитных покрытий и толщины защитного слоя.
Библиография
1. Информация об авариях, произошедших на предприятиях, подконтрольных территориальным органам Федеральной службы по экологическому, технологическому, атомному надзору. [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.rostehnadzor.ru/chronicle.html.
2. Страхов В.Л. Огнезащита строительных конструкций / В.Л. Страхов, А.М. Крутое, Н.Ф. Давыдкин; под ред. Ю.А. Кошмарова. — М.: Информационно-издательский центр "ТИМР", 2000. — 433 с.
3. Roitman V.M. Fire testing of Bilding Materials in View of the Moisture Factor.— First European Symposium of Fire Safety Sicience (Abstracts).— Zurich. ETH. 1995.—P. 135-136
4. Еналеев Р.Ш. Огнестойкость элементов конструкций при пожарах на предприятиях нефтегазового комплекса / Р.Ш. Еналеев, Э.Ш. Теляков, О.А. Тучкова, Л.Э. Осипова // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. - 2010. - № 11-12. - С. 23 - 34.
5. Зайцев А.М., Бологов В.А. Численное моделирование прогрева строительных конструкций для определения коэффициента теплоотдачи при пожарах. Вестник воронежского института ГПС МЧС России. №1 2015 с. 19-26.
6. Abdrakhimov V., Abdrakhimova E., Semenychev V. Study of heat and mass transfer during firing of heat insulation objects based on burnt rocks and beidellite clay. Refractories and Industrial Ceramics, Vol. 52, No. 2. (1 July 2011), Pp. 133135, doi:10.1007/s11148-011-9381-2
7. Sakai S., & Miyagi, N. (2014). Numerical study of fire whirlwind taking into account radiative heat transfer. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. (1 ed., Vol. 10). Institute of Physics Publishing. DOI: 10.1088/1757-899X/10/1/012031
8. Andrej Horvat, Yehuda Sinai & Piotr Tofilo (2009) Semi-Analytical Treatment of Wall Heat Transfer Coupled to a Numerical Simulation Model of Fire, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 55:6, 517-533, DOI: 10.1080/10407780902821128
9. Novozhilov V. Non-Linear Dynamical Model of Compartment Fire Flashover / V. Novozhilov // Journal of Engineering Mathematics. - 2010. - Vol. 67, No 4. -P. 387-400.
10. Молчадский И.С. Пожар в помещении. — М.: ВНИИПО, 2005. - 456 с.
11. Kuzmina T.A. Application of informative technologies and calculative methods in the forensic normative expertise and in professional education of forensic experts // S.F. Kondratyev, N. V. Petrova, A.A. Voroncova, T.A. Kuzmina / 4th International Scientific Conference on Safety Engineering and 14th International Conference on Fire and Explosion Protection. Republic of Serbia, Novi Sad: 2014. С. 110118 (0,6/0,25p.l.)
12. John H. Lienhard IV, John H. Lienhard V. A heat transfer textbook. — 3rd ed. — Cambridge, MA: Phlogiston Press, 2008.
13. Пашковский П.С. Математическая модель тепломассообменных процессов при пожаре в здании / П.С. Пашковский, И.Н. Зинченко, А.М. Богомаз // Научный вестник НИИГД «Респиратор» Вып. 52, Донецк, 2015 - С. 51-59.
References
1. Informaciya ob avariyah, proizoshedshih na predpriyatiyah, podkontrol'nyh territorial'nym organam Federal'noj sluzhby po ehkologicheskomu, tekhnologicheskomu, atomnomu nadzoru. [EHlektronnyj resurs]: Rezhim dostupa: http://www.rostehnadzor.ru/chronicle.html.
2. Strahov V.L. Ognezashchita stroitel'nyh konstrukcij / V.L. Strahov, A.M. Krutov, N.F. Davydkin; pod red. YU.A. Koshmarova. — M.: Informacionno-izdatel'skij centr "TIMR", 2000. — 433 s. ' '
3. Roitman V.M. Fire testing of Bilding Materials in View of the Moisture Factor.— First European Symposium of Fire Safety Sicience (Abstracts).— Zurich. ETH. 1995.—P. 135-136
4. Enaleev R.SH. Ognestojkost' ehlementov konstrukcij pri pozharah na predpriyatiyah neftegazovogo kompleksa / R.SH. Enaleev, EH.SH. Telyakov, O.A. Tuchkova, L.EH. Osipova // Izvestiya VUZov. Problemy ehnergetiki. - 2010. - № 11-12. - S. 23 - 34.
5. Zajcev A.M., Bologov V.A. CHislennoe modelirovanie progreva stroitel'nyh konstrukcij dlya opredeleniya koehfficienta teplootdachi pri pozharah. Vestnik voronezhskogo instituta GPS MCHS Rossii. №1 2015 s. 19-26.
6. Abdrakhimov V., Abdrakhimova E., Semenychev V. Study of heat and mass transfer during firing of heat insulation objects based on burnt rocks and beidellite clay. Refractories and Industrial Ceramics, Vol. 52, No. 2. (1 July 2011), Pp. 133-135, doi:10.1007/s11148-011-9381-2
7. Sakai S., & Miyagi, N. (2014). Numerical study of fire whirlwind taking into account radiative heat transfer. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. (1 ed., Vol. 10). Institute of Physics Publishing. DOI: 10.1088/1757-899X/10/1/012031
8. Andrej Horvat, Yehuda Sinai & Piotr Tofilo (2009) Semi-Analytical Treatment of Wall Heat Transfer Coupled to a Numerical Simulation Model of Fire, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 55:6, 517-533, DOI: 10.1080/10407780902821128
9. Novozhilov V. Non-Linear Dynamical Model of Compartment Fire Flashover / V. Novozhilov // Journal of Engineering Mathematics. - 2010. - Vol. 67, No 4. -P. 387-400.
10. Molchadskij I.S. Pozhar v pomeshchenii. — M.: VNIIPO, 2005. - 456 s.
11. Kuzmina T.A. Application of informative technologies and calculative methods in the forensic normative expertise and in professional education of forensic experts // S.F. Kondratyev, N. V. Petrova, A.A. Voroncova, T.A. Kuzmina / 4th International Scientific Conference on Safety Engineering and 14 th International Conference on Fire and Explosion Protection. Republic of Serbia, Novi Sad: 2014. S. 110118 (0,6/0,25p.l.)
12. John H. Lienhard IV, John H. Lienhard V. A heat transfer textbook. — 3rd ed. — Cambridge, MA: Phlogiston Press, 2008.
13. Pashkovskij P.S. Matematicheskaya model' teplomassoobmennyh processov pri pozhare v zdanii / P.S. Pashkovskij, I.N. Zinchenko, A.M. Bogomaz // Nauchnyj vestnik NIIGD «Respirator» Vyp. 52, Doneck, 2015 - S. 51-59.
HEATING MODES CALCULATION OF THE CARRYING CONSTRUCTIONS OIL AND GAS COMPLEX OBJECTS IN CONDITIONS OF INTERNAL FIRE WITH USING THE
ELCUT 6.2 SOFTWARE COMPLEX
Calculation procedure of fire thermal regime for the objects of oil and gas complex is suggested in article. For automation of calculations cyclical algorithm is developed. Program implementation is realized with help of Visual Basic macros for Applications Microsoft Office Excel and Elcut 6.2 software. The validity of temperature field calculations and fire resistance estimation of load-bearing structures in conditions of internal fire is checked by comparison with flame test results.
Keywords: oil and gas complex, bearing structures, fire resistance, temperature regime, fire load, enclosing structure, convective heat transfer coefficient.
Минкин Денис Юрьевич,
д-р техн. наук, профессор,
директор Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Россия, г. Санкт-Петербург, Minkin D.Y.,
Dr. Tech. Sciences, Professor,
director of the Petersburg Institute of Nuclear Physics. B.P. Konstantinova National Research Center «Kurchatov Institute», Russia, Saint-Petersburg
Кузьмин Анатолий Алексеевич,
канд. пед. наук, доцент,
доцент кафедры физико-технических основ обеспечения пожарной безопасности, Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Россия, г. Санкт-Петербург Kuzmin A.A.,
Cand. ped. Sci., Associate Professor,
the senior lecturer offaculty ofphysical and technical bases of maintenance offire safety, Saint Petersburg University of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Saint-Petersburg.
Романов Николай Николаевич,
канд. техн. наук, доцент,
доцент кафедры физико-технических основ обеспечения пожарной безопасности, Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Россия, г. Санкт-Петербург Romanov N.N.,
Cand. tech. Sci., Associate Professor,
the senior lecturer offaculty ofphysical and technical bases of maintenance offire safety, Saint Petersburg University of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Saint-Petersburg
Минкин Дмитрий Алексеевич,
канд. техн. наук, доцент,
доцент кафедры физико-технических основ обеспечения пожарной безопасности,
Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России.
Россия, г. Санкт-Петербург,
e-mail: mindim-spb@mail.ru,
+ 7 911 296 34 49
Minkin D.A.,
Cand. tech. Sci., Associate Professor,
the senior lecturer offaculty ofphysical and technical bases of maintenance offire safety, Saint Petersburg University of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, St. Petersburg.
© Минкин Д.Ю., Кузьмин А.А., Романов Н.Н., Минкин Д.А., 2017
