Моделирование нагрева сухой стенкой резервуара с нефтепродуктом при пожаре в обваловании Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

СЕКЦИЯ № 1

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

МОДЕЛИРОВАНИЕ НАГРЕВА СУХОЙ СТЕНКОЙ РЕЗЕРВУАРА С НЕФТЕПРОДУКТОМ ПРИ ПОЖАРЕ В ОБВАЛОВАНИИ

А.Е. Басманов, д-р техн. наук, профессор, гл. науч. сотр.,

Я.С. Кулик, адъюнкт НУГЗ Украины, г. Харьков

Построим математические модели нагрева стенки резервуара, не соприкасающейся с налитым в него нефтепродуктом, под тепловым воздействием пожара в обваловании.

Рассмотрим малую область А площадью £ на сухой стенке резервуара (не соприкасающейся с налитым в резервуар нефтепродуктом). Она участвует в теплообмене (Рис. 1.):

• теплообмене излучением с факелом - ;

• конвективном теплообмене с восходящими воздушными потоками над факелом - #2;

• теплообмене излучением с внутренним пространством резервуара - #3;

• конвективном теплообмене с паровоздушной смесью в газовом пространстве резервуара - д4.

Рис. 1. Теплообмен стенки резервуар при пожаре в обваловании: 1 - разлив; 2 -факел; 3 - восходящие воздушные потоки над очагом горения

Тепловой поток излучением от факела определяется законом Стефана-Больцмана [1]:

Ч\ - С0£ф£с

Т

ф

\4 / т Л4

v100 у

100

Н ф + С0^с

Т 100

4

(— V100 У

4

Н

где с0 = 5,67 Вт/м2К4 ; 8ф, бс - степени черноты поверхностей

пламени и стенки резервуара; Тф - температура излучающей поверхности

пламени; Т - температура стенки резервуара; Т0 - температура окружающей

среды; Нф, Н0 - площади взаимного облучения области А с пламенем и

окружающей средой.

По закону Ньютона [1], тепловой поток, получаемый областью А путем конвективного теплообмена с восходящими воздушными потоками над очагом горения, равен

^2 =«2 £(Тв - Т),

где а2 - коэффициент конвективного теплообмена; Тв - температура

воздушной среды в месте соприкосновения с областью А.

Тепловой поток излучением, уходящий от нагреваемой стенки во внутреннее пространство резервуара, имеет вид

Яз = С0^с

г Т

Т п

Л4

100

Т 100

5.

Конвективный тепловой поток, уходящий в паровоздушную смесь в газовом пространстве резервуара, равен

Я4 =а45(Т0 - Т).

Общее количество тепла, получаемое областью А за промежуток времени А, идет на ее нагрев на температуру йТ:

^ ЯА = тсйТ = рУсАТ = р58сАТ,

1=1

где т, У - масса и объем рассматриваемой области А; 8 - толщина стенки резервуара; р, с - плотность и теплоемкость стали. Тогда динамика изменения температуры области А описывается дифференциальным уравнением

АТ _ С0£ф£с А р8с

( Т

Г Т \4 Г т \4 Тф _ _

ч100 ) ^100

С0вс

р8с

р8 с

р8 с

100

, а2 (Тв - Т) , а4 (Т0 - Т)

Г т Л4

V100 У

(2 -И+

4

4

где ш - локальный коэффициент облучения факелом, рассчитанный для центра области А, ш = lim H0 /S.

S^ü

Список использованной литературы

1. Луканин В.Н. Теплотехника / В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др. - М.: Высш. шк., - 2002. - 671 с.

РОЛЬ ГИС В ОБЕСПЕЧЕНИИ ГОТОВНОСТИ К

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ и ликвидации чрезвычайных

СИТУАЦИЙ

B. Ю. Беляев, научный сотрудник,

C.Н. Охрименко, начальник курса НУГЗ Украины, г. Харьков, Украина

Анализ пожаров в зданиях и сооружениях показал, что для успешной ликвидации пожаров, первоочередное значение имеют мероприятия по уменьшению времени свободного развития очага возгорания.

Своевременно поступившее сообщение о пожаре в пожарные подразделения во многом определяет успех его ликвидации. Для обнаружения пожаров предлагается использовать спутниковые геоинформационные системы (ГИС). Основой для применения геоинформационных технологий, являются оцифрованные картографические материалы, электронные планы зданий и других стационарных объектов (сооружений).

Одним из направлений использования ГИС является поддержка служб, отвечающих за пожарную и техногенную безопасность. Анализ чрезвычайных ситуаций в прошлом десятилетии показал важность информации о внутреннем пространстве здания для тех, кто преодолевает последствия чрезвычайной ситуации и помогает спасти жизни пострадавших [1].

На рисунке 1 показано иммерсивное (создающее эффект присутствия) изображение метро Филадельфии и увеличенное изображение отдельного объекта метрополитена, что демонстрирует, как можно обнаружить и среагировать на чрезвычайную ситуацию, используя информацию, поступающую в режиме реального времени.