CC BY
52
Вестник Воронежского института ГПС МЧС России
УДК 614.84:614.0.06
НАГРЕВ СУХОЙ СТЕНКИ ГОРЯЩЕГО РЕЗЕРВУАРА С НЕФТЕПРОДУКТОМ А. А. Михайлюк
Необходимо оценить величину теплового потока от горящего резервуара, которая состоит из теплового потока от факела пожара и нагревшейся сухой стенки горящего резервуара.
Целью работы является построение модели нагрева сухой стенки горящего резервуара с учетом неравномерности нагрева. Построенная модель может быть использована для определения температуры сухой стенки горящего резервуара и величины теплового потока.
Ключевые слова: тепловой поток, горящий резервуар, неравномерный нагрев.
Для определения зон безопасного размещения личного состава, подвижной техники и стационарных установок пожаротушения необходимо оценить величину теплового потока от горящего резервуара, которая состоит из теплового потока от факела пожара и нагревшейся сухой стенки горящего резервуара.
Целью работы является построение модели нагрева сухой стенки горящего резервуара, учитывающей ее неравномерный нагрев.
Чтобы учесть неравномерный нагрев, условно разделим сухую стенку горящего резервуара на N областей.
Количество тепла dQuk, получаемое областью к за счет излучения, равно
dQU = dQt + dQO +Х dQi + dQt
где dQф — количество тепла, приходящее от факела к области к; dQ0к — количество тепла, излучаемое областью к в окружающую среду; dQkj — количество тепла приходящее от области і, і ф к ; dQl — количество тепла, приходящее от нефтепродукта к области к.
Эти величины могут быть определены из закона Стефана-Больцмана [1]. Тогда количество тепла, получаемое излучением каждой из N областей сухой стенки горящего резервуара:
dQU = С)Єс
S нф ъф11и
г тф 14 г .тп4
І і00 У
Іф І і00 У
Г
+6 uHfrdt
І Ткип I I Tk
V /
44
+
У
Гт
ІіооУ Ііоо
т4
v
іоо
Jk
іоо
4
+ £sHi f-T-ї_[-k-
^ і *41 ЛЛ 1 лл
і=і
І іоо У
іоо
Sk +
dt, k = і,2...N,
где £ф, ес — степени черноты факела и сухой стенки резервуара; Нф — площадь взаимного облучения между областью к и факелом; Нк1 — площадь взаимного облучения между областями / и к; То — температура окружающей среды; Sk — площадь поверхности области к; е„ — степень черноты поверхности нефтепродукта; Ткип — температура поверхности нефтепродукта, равная ее температуре кипения; нн — площадь взаимного облучения между областью к и поверхностью нефтепродукта, с0 = 5,67 Вт/(м2К4).
Количество тепла, отдаваемое областью к за счет конвективного теплообмена [2, 3] в газовое пространство резервуара, имеющее температуру Ткип, определяется по формуле
dQг =«г (Тк - Тип) к = 1,2...N,
где аг — коэффициент конвективной теплоотдачи во внутреннее газовое пространство резервуара. Кроме того, каждая область сухой стенки горящего резервуара участвует в конвективном теплообмене с окружающим воздухом:
dQl =«в Т - То) 8к<Ь, к = 1,2...N,
где а — коэффициент конвективной теплоотдачи в окружающий воздух.
Тогда общее уравнение теплового баланса для сухой стенки, включающее теплообмен излучением и конвекцией, примет вид
Михайлюк Андрей Александрович, канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник,
Национальный университет гражданской защиты Украины; Украина, г. Харьков, e-mail: adkt@mail. ru
© Михайлюк А. А., 2013
, dTk
CcPA “Г7 = Со6 dt
+є„
Hu
н Г
т
кип
іоо
нф ГГ тф-Т _ Г т* 14'
Sk І іоо У І іоо1 У
І
-Ї1 + [Iі Ї _Г JL і
0 У У ІІіоо1 І іоо У
4
+
4
+
+
6
ф
4
т
+
Выпуск 4 (9), 20іЗ
ISSN 2226-700Х
+ £&.H^[II.Y _ГII.
^ i с і лл і лл
/=і
Sk І іоо
іоо
+аг {Тk _ Ткип )+ав {Тk _ Т 0 ).
где сс, рс — теплоемкость и плотность стали; 5с — толщина стенки.
Построенная модель может быть использована для определения температуры сухой стенки горящего резервуара и величины теплового потока.
4
+
Библиографический список
1. Рябова, І. Б. Термодинаміка і теплопередача у пожежній справі / І. Б. Рябова, І. В. Сайчук, А. Я. Шар-шанов. — Харків: АПБУ, 2002. — 352 с.
2. Луканин, В. Н. Теплотехника / В. Н. Лука-нин, М. Г. Шатров, Г. М. Камфер. — М.: Высш. шк., 2002. — 671 с.
3. Кутателадзе, С. С. Основы теории теплообмена / С. С. Кутателадзе. — Новосибирск: Наука, 1970. — 658 с.
References
1. Ryabova, І. B. Termodinanrika і teploperedacha u pozhezhny spray! / І. B. Ryabova, І. V. Sajchuk, A. Ya. Sharshanov. - Xarkiv: APBU, 2002. — З52 s.
2. Lukanin, V. N. Teplotexnika / V. N. Lukanin, M. G. Shatrov, G. M. Kamfer. — M.: Vyssh. shk., 2002. — 67і s.
3. Kutateladze, S. S. Osnovy teorii teploobmena / S. S. Kutateladze. — Novosibirsk: Nauka, і970. — 658 s.
HEAT A DRY WALL OF A BURNING TANK WITH OIL
Mixajlyuk А А.,
PhD in Engineering, Senior Research fellow,
National University of Civil Protection of Ukraine;
Ukraine, Kharkov, e-mail: [email protected]
It is necessary to estimate value of the heat flux from the burning tank, which consists of a heat flow from the torch offire and warm dry wall of a burning tank. The aim of this work is to develop a model of the heating of dry wall of a burning tank with account of the uneven heating. The developed model can be used to measure the temperature of dry wall of a burning tank and magnitude of heat flow.
Keywords: heat flow, burning tank, uneven heating.
Ежегодно в Воронежском институте ГПС МЧС России проводятся следующие научные конференции:
- всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций», время проведения — апрель;
- всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Пожарная безопасность: проблемы и перспективы», время проведения — сентябрь;
- всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций», время проведения — декабрь.
Место проведения конференций — г. Воронеж, ул. Краснознаменная, д. 231, Воронежский институт ГПС МЧС России.
Правила регистрации участников и направления материалов публикуются на официальном сайте института: http://вигпс.рф.
По материалам конференций публикуются сборники научных статей.
Приглашаем вас принять участие в конференциях в 2014 году!
Вопросы можно направлять на электронный адрес: [email protected].
5і
