Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор по вопросу устойчивости к воздействию опасных факторов пожара резервуаров с нефтепродуктом 12
1.1. Статистика аварий и пожаров, происходящих на объектах неф-тепродуктообеспечения 12
1.2. Особенности развития пожаров, при которых происходит аварийный нагрев резервуаров с нефтепродуктом 18
1.3. Требования к конструкции и средства защиты горизонтальных резервуаров и цистерн от воздействия тепла пожара 26
1.4. Обзор исследований в области разработки методов расчета теплового состояния технологического оборудования с нефтепродуктами в условиях пожара 31
1.5. Выводы, постановка цели и задач исследования 37
Глава 2. Математическое моделирование нестационарного температурного поля горизонтального резервуара при воздействии тепловых потоков пожара в сопряженной постановке задачи 41
2.1. Постановка задачи 41
2.2. Уравнение нестационарной теплопроводности 44
2.3. Внешние граничные условия теплообмена 45
2.3.1. Тепловое воздействие очага пожара на расстоянии 45
2.3.2. Тепловое воздействие факела пламени при непосредственном контакте с оболочкой 48
2.4. Внутренние граничные условия теплообмена 48
2.5. Определение коэффициентов теплообмена 51
2.5.1. Коэффициент теплообмена при непосредственном контакте факела пламени с оболочкой резервуара 51
2.5.2. Коэффициент теплообмена от наружной поверхности оболочки к окружающему воздуху 53
2.5.3. Коэффициент теплообмена от внутренней поверхности оболочки к жидкости 55
2.5.4. Коэффициент теплообмена от внутренней поверхности оболочки к паровоздушной смеси 57
2.6. Уравнение энергетического баланса в паровоздушной фазе 57
2.7. Уравнение энергетического баланса в жидкой фазе 60
2.8. Уравнения баланса массы жидкой и паровоздушной фаз 61
2.9. Методика численного расчёта 63
2.10. Результаты тестовых расчётов 67
Глава 3. Экспериментальное исследование воздействия тепловых потоков пожара пролива на горизонтальный резервуар 71
3.1. Методика проведения экспериментов 71
3.1.1. Цель и задачи проведения экспериментов 71
3.1.2. Объект, условия и последовательность проведения экспериментов 72
3.1.3. Измерительные приборы и методика измерений 75
3.1.4. Анализ погрешностей измерений 79
3.2. Результаты экспериментов, их сравнение и обсуждение 80
3.2.1. Термические и геометрические параметры факела пламени модельного очага пожара 81
3.2.2. Интенсивность лучистых тепловых потоков модельного очага пожара воздействующих на оболочку резервуара 84
3.2.3. Закономерности изменения температурных полей оболочки резервуара при тепловом воздействии очага пожара 89
Глава 4. Проверка адекватности математической модели. Практическое использование результатов исследования 100
4.1. Проверка адекватности разработанной математической модели и методики численного расчёта 100
4.2. Практическое использование результатов исследования 115
Заключение 121
Литература 123
Приложения 139
- Особенности развития пожаров, при которых происходит аварийный нагрев резервуаров с нефтепродуктом
- Уравнение нестационарной теплопроводности
- Результаты экспериментов, их сравнение и обсуждение
- Практическое использование результатов исследования
Введение к работе
Актуальность работы. В России и в других странах отмечается рост объемов и интенсивности потребления нефтепродуктов, обладающих высокой пожарной опасностью. Одновременно происходит увеличение количества чрезвычайных ситуаций в результате возникновения аварийных проливов, пожаров и взрывов, вызванных возгоранием нефтепродуктов.
Анализ пожаров, возникающих на нефтегазовых объектах, свидетельствует, что при горении пролива возникает опасность каскадного развития пожара вследствии потери устойчивости к воздействию опасных факторов пожара (ОФП) объектов хранения и транспортировки нефтепродуктов. В частности на автозаправочных станциях, сливо-наливных эстакадах, нефтебазах интенсивному тепловому воздействию в случае пожара пролива подвергаются горизонтальные наземные резервуары и цистерны.
Тепловое воздействие пожара на резервуар с нефтепродуктом может привести к достижению критических температур оболочки резервуара по условию самовоспламенения паров нефтепродукта, образованию неравномерного температурного поля резервуара, что в свою очередь может привести к его разрушению вследствии возникновения тепловых деформаций и изменения прочностных характеристик материалов конструкции. Данные процессы ведут к распространению и увеличению масштабов пожара, сопровождающимся поражением персонала предприятий, населения, значительным ущербом окружающей среде.
Разработка обоснованных мер по обеспечению пожарной безопасности горизонтальных резервуаров, эксплуатируемых на нефтегазовых объектах связана с необходимостью разработки методов оценки и моделирования устойчивости к воздействию ОФП, в том числе развития методик теплотехнических расчётов температурного поля резервуаров в условиях воздействия тепловых потоков пожара пролива нефтепродуктов на основе теоретических и экспериментальных исследований.
Данная работа является продолжением комплекса научных исследований, проводимых в Академии ГПС, по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтегазового комплекса России.
Цель работы. Разработка и численная реализация математической модели нестационарного температурного поля горизонтального резервуара с нефтепродуктом для определения его устойчивости к воздействию тепловых потоков пожара и решения практических задач по обеспечению пожарной безопасности на нефтегазовых объектах.
Основные задачи работы:
анализ причин и особенностей развития аварийных ситуаций с переходом в пожар, при которых происходит тепловое воздействие на наземные горизонтальные резервуары и цистерны;
разработка математической модели и методики численного расчёта по определению нестационарного температурного поля горизонтального резервуара с нефтепродуктом в условиях теплового воздействия пожара в сопряженной постановке задачи;
проведение огневых экспериментов с целью установления закономерностей изменения температурного поля горизонтального резервуара в условиях теплового воздействия пожара пролива нефтепродукта и проверки адекватности разработанной математической модели;
внедрение методики численного расчёта на основе разработанной математической модели для решения практических задач по обеспечению пожарной безопасности на нефтегазовых объектах.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются горизонтальные резервуары с нефтепродуктом в условиях воздействия тепловых потоков пожара. Предметом исследования являются сопряжённые процессы теплового воздействия пожара и тепломассообмена в резервуаре, являющиеся основой для проведения расчётов по определению его устойчивости к воздействию ОФП (тепловых потоков).
Методы исследований. Решение поставленных задач осуществляется на основе методов математического моделирования, численных расчётов на ЭВМ и натурных огневых экспериментов.
Научная новизна работы.
- обоснована методика расчёта температурного поля горизонтального
резервуара с нефтепродуктом при воздействии тепловых потоков пожара в
трёхмерной постановке, учитывающая сопряженность происходящих про-
цессов теплового взаимодействия пожара и конструкции резервуара и внутренних тепломассообменных процессов в резервуаре;
экспериментально определены температурные поля оболочки горизонтальной цистерны в условиях моделирующих воздействие теплового излучения пожара пролива нефтепродукта на открытом пространстве;
получены результаты численного моделирования на основе разработанных программ для ЭВМ и компьютерных моделей для предупреждения аварийных ситуаций и обеспечения пожарной безопасности на нефтегазовых объектах.
Достоверность научных положений и выводов, изложенных в диссертации, основана на использовании апробированных физико-математических методов моделирования, современных численных методов, полученных экспериментальных данных.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная математическая модель, программное обеспечение, результаты вычислительных и экспериментальных исследований совместно с практическими рекомендациями позволяют: определять предельное тепловое на-гружение наземных горизонтальных резервуаров и цистерн, обосновывать выбор средств для их огнезащиты, определять противопожарные расстояния, прогнозировать пожароопасные ситуации на нефтегазовых объектах.
Внедрение результатов исследования. Результаты исследования использованы: ООО «Научно-технический центр «Пожнефтегазпроект-М» при разработке единой концепции проектирования систем противопожарной защиты комплекса гидрокрекинга завода глубокой переработки нефти; ЗАО «Теплоогнезащита» при проектировании и строительстве конструктивной огнезащиты для горизонтальных наземных резервуаров с жидким моторным топливом; ОАО «Бецема» для оценки устойчивости к воздействию тепловых потоков пожара конструкций цистерн; в учебном процессе Академии ГПС МЧС России при разработке лекционного материала по курсу «Пожарная безопасность технологических процессов».
Публикации. По тематике диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе: 5 статей (2 из которых опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки для публикации основных на-
учных результатов диссертации), тезисы 5 докладов, 2 зарегистрированные программы для ЭВМ, 1 зарегистрированная база данных.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на научно-практических конференциях «Пожары и окружающая среда», «Снижение риска гибели людей при пожарах» (Балашиха, ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2002, 2003 гг.); научно-практической конференции «Деятельность правоохранительных органов и Государственной противопожарной службы» (Иркутск, Восточно-Сибирский институт МВД России, 2002 г.); научно-технических конференциях «Системы безопасности» (Москва, Академия ГПС МЧС России, 2002 - 2007 гг.), 2-й международной научно-практической конференции «Пожарная и аварийная безопасность» (Иваново, Ивановский институт ГПС МЧС России, 2008).
На защиту выносится. В диссертации получены следующие результаты, которые выносятся на защиту:
разработанная и апробированная на основании сравнения с экспериментальными данными математическая модель нестационарного температурного поля горизонтального резервуара в условиях пожара с учетом сопряженности происходящих тепломассообменных процессов;
методика и результаты экспериментального исследования о воздействии тепловых потоков пожара пролива нефтепродукта на оболочку горизонтальной цистерны, изменения её температурного поля;
результаты численных расчётов на основе разработанных программ для ЭВМ и компьютерных моделей, позволяющих оценивать устойчивость к воздействию тепловых потоков пожара горизонтальных резервуаров для хранения и перевозки нефтепродуктов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Общий объем диссертации составляет 162 страницы, в том числе 44 рисунка, 13 таблиц и списка литературы из 159 наименований.
Особенности развития пожаров, при которых происходит аварийный нагрев резервуаров с нефтепродуктом
Каждая аварийная ситуация может иметь несколько стадий развития при сочетании определенных условий. На основе логических моделей возникновения и развития пожаров определим условия, при которых происходит аварийный нагрев наземных горизонтальных резервуаров и цистерн.
В работах [2, 16, 18] рассмотрены типовые сценарии возникновения и развития аварийных ситуаций на АЗС и СНЭ с переходом в пожар. На основе этих моделей и с учетом проведенного анализа аварий и пожаров разработана обобщенная модель развития пожаров, при которых возникает опасность аварийного нагрева резервуара с нефтепродуктом (рис. 1.3).
Рассмотрим последовательность событий при развитии пожара согласно модели. В результате нарушения технологического режима, неисправности технологического оборудования или других причин возможен неконтролируемый выход нефтепродукта и его разлив.
При возникновении источника зажигания происходит пожар пролива. Пролив горящего нефтепродукта может привести к попаданию резервуара в зону воздействия лучистых тепловых потоков очага пожара или к непосредственному контакту пламени с конструкцией.
В результате аварийного нагрева оболочки резервуара возможны следующие ситуации: - самовоспламенение паров нефтепродукта, при нахождении концентрации паров в зоне взрывоопасных значений из-за нагрева стенки резервуара; - интенсификация тепло- и массообменных процессов, приводящих к повышению температуры нефтепродукта, снижению прочности материала резервуара, что вместе с увеличением давления паровоздушной смеси в резервуаре, может привести к ее разрушению.
В обоих случаях определяющими факторами являются интенсивность и продолжительность теплового воздействия очага пожара пролива.
Таким образом, детерминированные критерии поражения технологического оборудования с нефтепродуктом тепловым излучением определяются из условия достижения конструкцией температуры, при которой происходит самовоспламенение паров нефтепродукта или потеря несущей способности из-за снижения прочности материала конструкции [90].
Для оценки опасности теплового излучения для технологического оборудования с ЛВЖ и ГЖ рассмотрим предельно допустимые величины интен-сивностей определенные в различных работах как экспериментальным, так и расчетным путем [41, 123, 149, 151, 152, 159] (табл. 1.3).
Из проведенного обзора можно сделать вывод, что наименьшая интенсивность теплового излучения опасная для технологического оборудования по условию достижения температуры самовоспламенения паров ЛВЖ (ГЖ) определена в 7,5 кВт-м" [149], по условию разрушения конструкции из-за потери прочности-20 кВт-м"2 [123].
При этом следует отметить, что опасность теплового излучения для технологического оборудования с ЛВЖ (ГЖ) зависит не только от величины интенсивности, но и от времени его воздействия до достижения критических температур. В работах [90, 153] отмечается, что наиболее последовательным методом оценки поражающего действия теплового излучения очага пожара является расчет тепловой задачи с учетом решения уравнения тепчопро-водности с определением момента достиэ/сения температурой конструщи-онных материалов критических значений.
Разрушение конструкции в большинстве случаев происходит при непосредственном воздействии факела пламени очага пожара на резервуар с его частичным или полным охватом (рис. 1.4). Опасность непосредственного воздействия пламени обусловлена высокой интенсивностью теплообмена, площадью воздействия и временем воздействия. Величина теплового потока от пламени к резервуару зависит от многих факторов и вычисляется аналитическим путем, либо при проведении экспериментальных исследований. Для оценки опасности теплового потока от пламени очага пожара рассмотрим величины интенсивностей определенные в различных экспериментальных работах [27-30, 153-155]. Результаты обзора приведены в табл. 1.4.
Из проведенного обзора экспериментальных данных можно сделать вывод, что наименьшая интенсивность теплового потока пламени непосредственно воздействующего на технологическую конструкцию составляла 60,0 кВт-м"2 [29], максимальная - 150 кВт-м 2 [153].
Рассмотрим более подробно основные теплофизические процессы, происходящие в условиях при воздействии лучистых тепловых потоков и открытого пламени очага пожара.
В общем случае горизонтальный резервуар, заполненный жидкостью, представляет собой термодинамическую систему, который обменивается с окружающей средой теплотой и массой.
Особенностью такой системы является ее неоднородная структура, т.к. объем резервуара может частично быть заполнен жидкостью, а остальная часть представляет собой паровоздушную область. Воздействие мощных тепловых потоков приводит к интенсификации процессов внешнего теплообмена конструкции резервуара и внутреннего тепло-и массообмена в резервуаре. Рассмотрим развитие основных теплофизических процессов в жидкости.
Уравнение нестационарной теплопроводности
Математическое описание процесса теплопередачи состоит из уравнений нестационарной теплопроводности в трехмерной постановке в цилиндрических координатах [74]. Рис. 2.3. Схема теплопередачи: 1 - стенка оболочки резервуара Уравнение нестационарной теплопроводности для стенки оболочки резервуара в цилиндрических координатах: где Tw- температура стенки, К; cw, pw, Xw - удельная теплоемкость, Дж-кг" К"1, плотность, кг-м"3, коэффициент теплопроводности, Вт-м" -К" материала стенки; г, (риг — координаты цилиндрической системы координат. Рассмотрим два возможных варианта внешних граничных условий на границе поверхности теплообмена и очага пожара: - воздействие лучистого теплового потока от очага пожара на расстоянии; - воздействие лучистого п конвективного тепловых потоков при непосредственном контакте факела пламени с конструкцией. В данном варианте теплообмена рассматривается система «излучающая поверхность факела пламени - внешняя поверхность горизонтального резервуара» (рис. 2.4) со следующими граничными условиями в виде лучистого и конвективного теплообмена: - на внешней боковой поверхности оболочки резервуара: - на внешних торцевых поверхностях резервуара (z=0 и z=l) с учетом соответствующих угловых коэффициентов облученности и коэффициентом конвективного теплообмена: где а — постоянная Стефана-Больцмана, Втм""-К ; Т/, Та, Tenv — температура излучающей поверхности факела пламени, окружающего воздуха, окружающей среды, К; ew— коэффициент черноты поверхности оболочки резервуара; s jw — приведенный коэффициент черноты в рассматриваемой системе теплообмена; q fiW — угловой коэффициент облученности; cc VM - коэффициент конвективного теплообмена между внешней поверхностью оболочки резер-вуара и окружающим воздухом, Втм" К" ; / - длина резервуара, м. где r - расстояние между элементарной площадкой dF}- на излучающей поверхности факела пламени и элементарной площадкой поверхности оболочки резервуара dFw; fi/U fiw— углы между нормалью элементарной площадки и направлением лучистого потока тепла для площадок яТу и dFw. Изучение высоты факела пламени проводились в работах [30, 34, 146-148 и др.]. В работе [148] в результате обобщения экспериментальных данных по горению различных горючих жидкостей (ГЖ) была получена следующая формула для определения высоты факела пламени: где Qc— интенсивность тепловыделения, Вт; d— диаметр очага, м. где т - удельная массовая скорость выгорания ГЖ, кг-м" -с ; S - пло у і щадь очага горения, м ; Нс — низшая теплота сгорания ГЖ, Дж-кг" . В работе [146] получена следующая эмпирическая формула: где рв - плотность окружающего воздуха, кг-м" ; g - ускорение свободно у го падения, равное 9,81 м-с" . Формулы (2.5) и (2.7) могут быть использованы при расчете высоты факела пламени в случае очага горения, приведенного к окружности. Из проведенного обзора следует, что высота факела пламени может быть определена по рассмотренным эмпирическим зависимостям, полученным в различных экспериментах. Представленные формулы могут быть использованы в большинстве случаев, т.к. обеспечивают расчет в наиболее широком спектре условий с точки зрения интенсивности тепловыделения и площади пожара пролитой горючей жидкости.
Результаты экспериментов, их сравнение и обсуждение
На созданной экспериментальной базе в общей сложности было проведено 7 опытов. Опыт № 1 проведен для отладки техники проведения эксперимента, настройки измерительной базы, согласования основных этапов проведения экспериментов. Целью опыта № 2 являлось изучение термических и геометрических параметров разработанного модельного очага пожара и определение лучистых тепловых потоков возникающих в зоне воздействия модельного очага пожара. Опыты № 3 — 6 проведены с целью изучения температурных полей оболочки резервуара при воздействии лучистых тепловых потоков различной интенсивности. Опыт № 7 посвящен изучению температурного поля оболочки резервуара при непосредственном воздействии факе 81 ла пламени. В течение проведения опытов № 3 - 6 определялись внешние признаки воздействия теплового излучения модельного очага пожара на оболочку резервуара. В опытах проводились измерения интенсивности интегральных лучистых тепловых потоков на расстояниях 2, 4 и 6 метров от модельного очага пожара с одновременным фотографированием пламени. При обработке опытных данных сделаны следующие допущения: - степень черноты пламени принимается равной единице; - коэффициенты облученности определяется для светящейся части пламени. Рис. 3.4. Контур светящегося пламени модельного очага пожара Площадь пламени измерялась по цифровым фотографиям, полученным во время проведения полигонных испытаний. Фотографии обрабатывались в графическом редакторе, где после определения контуров светящегося пламени (рис. 3.4) с помощью компьютерной программы «PhotoM» определялись их геометрические размеры и площадь. Для получения контуров пламени в векторном виде использовалась программа «Magic Tracer». Порядок обработки данных состоял в следующем: 1. По полученным фотографиям определялись геометрические размеры и площадь светящейся части пламени; 2. Полученные на фотографиях площади представлялись в виде контуров, которые импортировались в программно-математический комплекс Femlab 3.2 (Comsol Multiphysics) для расчета коэффициентов облученности в точке измерения (рис. 3.5); 3. По измеренным актинометром на полигонных испытаниях интенсивно-стям тепловых потоков ( 7„3„) и полученным расчетным значениям коэффициентов облученности {(ррасч) определялись среднеповерхностные интенсивности теплового излучения по формуле: 4. Среднеповерхностная температура пламени определялась по значениям ереднеповерхностной интенсивности теплового излучения светящейся части пламени по формуле: где а - постоянная Стефана-Больцмана, s - степень черноты пламени. 5. По результатам обработки всего массива фотографий, с учетом осреднения получены следующие данные (табл. 3.1). Таким образом, определены среднеповерхностные интенсивности теплового излучения, температуры, геометрические размеры и площадь светящегося пламени дизельного топлива при горении со свободной поверхности прямоугольного модельного очага пожара. Для проведения расчётов средне-поверхностной интенсивности теплового излучения в программно-математическом комплексе «Femlab» разработан программный код [87]. Компьютерная обработка цифровых фотографий пламени модельного очага пожара позволила получить более точные данные о геометрических размерах и площади светящейся части пламени. Данные по средним значениям ереднеповерхностной температуры могут быть распространены на модельные очаги пожара и реальные пожары, если условия горения на них будут аналогичны условиям проведенных опытов. Опыты по определению лучистых тепловых потоков возникающих в зоне воздействия модельного очага пожара и изучению температурных полей оболочки резервуара проходили при различных расстояниях между резервуаром модельным очагом пожара, определяющих тепловой режим эксперимента. Согласно программе проведения опытов исследование распределения лучистых тепловых потоков осуществлялось согласно схеме, показанной на рис. 3.2. Расстояния между модельным очагом пожара и резервуаром были кратны диаметру резервуара (2, 4, 6 м). Высота точек измерения лучистых тепловых потоков составляла 1,5 и 2,5 м. Результаты проведенных измерений показаны на рис. 3.6. Результаты измерений лучистых тепловых потоков позволили получить определенные закономерности изменения интенсивности потоков в зависимости от расстояния от очага пожара и высоты над экспериментальной площадкой. Анализ полученных данных показывает, что интенсивность лучистых тепловых потоков уменьшается в зависимости от увеличения расстояния от очага пожара. С увеличением высоты точки измерения интенсивность также уменьшается, т.к. в основном излучающая поверхность факела пламени находится в его основании. Анализ полученных фотографий факела пламени показал, что высота устойчивой светящейся части факела варьировалась в диапазоне 2,0-2,5 м. Максимальная высота факела достигала 3-3,5 м (рис. 3.8). Диапазон изменения интенсивности теплового излучения в зоне воздействия модельного очага пожара составил от 6,0 до 21,0 кВт м-2. Наибольшая интенсивность теплоизлучения отмечается на высоте 1,5 м от уровня экспериментальной площадки. Эта высота практически соответствует середине боковой поверхности оболочки резервуара. Интенсивность лучистых тепловых потоков на расстоянии от очага пожара с учетом осреднения по линиям измерения вдоль очага пожара показана на рис. 3.7.
Практическое использование результатов исследования
Математическое моделирование нестационарного температурного поля горизонтального резервуара с нефтепродуктом с помощью разработанной методики расчёта позволяет определить время достижения предельно допустимых температур по условию потери устойчивости к тепловому воздействию пожара, принять обоснованное решение о защите резервуара от теплового и огневого воздействия, провести прогнозирование развития пожара на объектах нефтепродуктообеспечения. Результаты проведенных тепловых расчетов могут быть использованы для последующего определения напряженно-деформированного состояния конструкции резервуаров (прочностного расчета). Результаты прочностных расчетов, с учетом тепловых нагрузок, позволяют оценить максимальные эквивалентные напряжения в стенке резервуара, время достижения значений пределов текучести и прочности материалов.
Для применения разработанных программ для ЭВМ и компьютерных моделей при решении практических вопросов обеспечения пожарной безопасности на объектах нефтегазовой отрасли можно сформулировать следующие основные рекомендации: - для проведения численного расчёта по разработанной методике необходимо определить следующее: геометрия объекта защиты, геометрия излу чающей поверхности факела пламени очага пожара, задание свойств материалов конструкции резервуаров, задание свойств нефтепродукта, степень заполнения резервуара, задание начальных и граничных условий теплообмена; - анализ теплового воздействия пожара на объект защиты основывается на определении следующих параметров: интенсивность падающих тепловых потоков очага пожара, температурное поле резервуара, время достижения предельно допустимых температур, расстояния, при которых температурное поле не достигает предельно допустимых температур;
Рассмотрим ряд практических примеров использования разработанных программ для ЭВМ и компьютерных моделей.
Одной из задач при обеспечении безопасных условий тушения пожара на объектах нефтепродуктообеспечения является оценка интенсивности теплового воздействия на наземные горизонтальные резервуары и цистерны, определение температуры поверхности оболочек резервуаров. С учетом этого определяются безопасные расстояния для удаления автоцистерн из зоны пожара, принимаются меры к снижению интенсивности теплового потока на цистерны путем их экранирования с использованием водяных завес, огнезащитных экранов.
На основе разработанной компьютерной модели проведены расчеты нестационарного температурного поля цистерны с целью прогнозирования возможных аварийных ситуаций в случае пожара на объектах нефтепродуктообеспечения.
На рис. 4.13 представлена динамика изменения температуры сухой стенки цистерны с дизельным топливом (Р=5,5 м3)в точке максимального нагрева в зависимости от расстояния от очага пожара.
Параметры факела пламени: степень черноты є = 0,85; среднеповерхно-стная температура Т/= 880 С [88]; высота /7/=2,5 м; диаметр d/=4 м.
Результаты проведенных расчетов позволяют прогнозировать время достижения предельно допустимых температур (Тпд=0,8Тсв) в зависимости от расстояния между автоцистерной и очагом пожара.
Рассмотрено применение разработанной методики расчета при решении вопросов конструктивной защиты резервуара автоцистерны от теплового излучения очага пожара. Для этого проведены расчеты температурного поля резервуара автоцистерны, на внешней поверхности стенок которого находится теплоизоляционный слой с заданными теплофизическими параметрами.
В качестве примера для расчёта использовались следующие параметры теплоизоляционного слоя: плотность р — 50 кгм; теплоемкость с = 800 Дж-кг -К"1; теплопроводность 1 = 0,05 Вт-м -К"1; степень черноты є = 0,8, толщина 5 = 0,02 м.
Результаты проведенных расчетов по разработанной методике позволили проанализировать снижение интенсивности теплового потока от очага пожара к стенке оболочки резервуара автоцистерны. Результаты моделирования в виде динамики изменения температуры оболочки резервуара автоцистерны в максимальной точке нагрева и времени достижения предельно допустимых температур при наличии теплозащитного покрытия представлены на рис. 4.14. Таким образом, разработанная методика позволяет определить уровень защиты резервуара автоцистерны от теплового воздействия очага пожара с учетом характеристик защитного покрытия.
