МОДЕЛЬ НАГРІВУ РЕЗЕРВУАРА З НАФТОПРОДУКТОМ ПІД ВПЛИВОМ ПОЖЕЖІ В КІЛЬКОХ РЕЗЕРВУАРАХ РЕЗЕРВУАРНОЇ ГРУПИ
DOI:
https://doi.org/10.33269/nvcz.2025.2(20).4-13Ключові слова:
пожежа в резервуарі, рівняння теплового балансу, тепловий потік випромінюванням, конвекціяАнотація
Об’єктом дослідження є теплові процеси, що мають місце в вертикальному сталевому резервуарі з нафтопродуктом в умовах теплового впливу пожежі в кількох сусідніх резервуарах резервуарної групи. Для визначення розподілу температури по поверхні резервуара, а також для розрахунку часу досягнення стінкою або покрівлею температури самоспалахування рідини, яка зберігається в резервуарі, використано рівняння теплового балансу для стінки і покрівлі резервуара. Модель враховує теплообмін випромінюванням і конвекцією з пожежею, навколишнім середовищем і внутрішнім простором резервуара. Розглянуто сценарії пожежі в резервуарній групі з чотирьох однакових резервуарів РВС. На прикладі резервуарів РВС-10000 з бензином показано, що вітер помірної швидкості, якої недостатньо для нахилу осі полум’я, призводить до збільшення теплового потоку до резервуара і зменшення часу досягнення ним небезпечних значень температури навіть тоді, коли напрям вітру не співпадає з напрямом від пожежі до резервуара. Зокрема, при швидкості вітру 2 м/с час досягнення температури самоспалахування парів бензину зменшується в приблизно в 1,5 рази порівняно з ситуацією, коли вітер відсутній. При швидкості вітру, достатній для нахилу осі полум’я, час досягнення небезпечного значення температури значно зменшується, якщо вітер нахиляє полум’я в бік резервуара, що нагрівається. При швидкості вітру понад 4 м/с цей час зменшується в 2÷3 рази. Показано, що у випадку горіння двох резервуарів з резервуарної групи більш небезпечною є ситуація, коли горять два діагонально розташовані резервуари. Тепловий вплив пожежі в трьох резервуарах є подібним до теплового впливу пожежі в двох діагонально розташованих резервуарах, але час досягнення резервуаром, що не горить, критичних значень температури є в середньому на 20% меншим. Побудована модель може бути використана для визначення частин стінки і покрівлі резервуара, які підлягають охолодженню, а також визначення граничного часу початку подачі води на охолодження.
Посилання
Інструкція щодо гасіння пожеж у резервуарах із нафтою та нафтопродуктами. НАПБ 05.035 – 2004.
Кодекс цивільного захисту України. 2012. Url: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/5403-17#Text
Paula H. M. Insights from 595 tank farm fires from around the world. Process Safety and Environmental Protection. 2023. Vol. 171. P. 773–782. doi: https://doi.org/10.1016/j.psep.2023.01.058
Yang J., Zhang M., Zuo Y., Cui X., Liang C. Improved models of failure time for atmospheric tanks under the coupling effect of multiple pool fires. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2023. Vol. 81. P. 104957. doi: https://doi.org/10.1016/j.jlp.2022.104957
Su M., Wei L., Zhou S., Yang G., Wang R., Duo Y., Chen S., Sun M., Li J., Kong X. Study on Dynamic Probability and Quantitative Risk Calculation Method of Domino Accident in Pool Fire in Chemical Storage Tank Area. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022. Vol. 19 (24). P. 16483. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph192416483
Malik A. A., Nasif M. S., Arshad U., Mokhtar A. A., Tohir M. Z. M., Al-Waked R. Predictive Modelling of Wind-Influenced Dynamic Fire Spread Probability in Tank Farm Due to Domino Effect by Integrating Numerical Simulation with ANN. Fire. 2023. Vol. 6 (3). P. 85. doi: https://doi.org/10.3390/fire6030085
Elhelw M., El-Shobaky A., Attia A., El-Maghlany W. M. Advanced dynamic modeling study of fire and smoke of crude oil storage tanks. Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 146. P. 670–685. doi: https://doi.org/10.1016/j.psep.2020.12.002
Yang J., Zhang B., Chen L., Diao X., Hu Y., Suo G., Li R., Wang Q., Li J., Zhang J., Dou Z. Improved solid radiation model for thermal response in large crude oil tanks. Energy. 2023. Vol. 284. P. 128572. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.128572 Басманов О. Є., Карпова Д. І., Гарбуз С. В., Бенедюк В. С., Зазимко О. В. Моделювання теплового потоку від резервуарів з нафтопродуктами, що горять. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2025. № 1 (41). С. 32–49. doi: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-41-2
Zhang F., Zhang M., Tan X., Yang J., Zhu J. Modeling failure time of atmospheric tanks with safety barriers under multiple pool fires. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2025. Vol. 96. P. 105619. doi: https://doi.org/10.1016/j.jlp.2025.105619
Xiao S., Mo L., Tan X., Zeng T., Wang H., Yang G., Wei L., Chen C. Thermodynamic failure analysis of HAZMAT tanks exposed to multiple fires: The role of stored liquid. Applied Thermal Engineering. 2025. Vol. 264. P. 125485. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.125485
Li Y., Jiang J., Yu Y., Wang Z., Xing Z., Zhang Q. Thermal buckling of oil-filled fixed-roof tanks subjected to heat radiation by a burning tank. Engineering Failure Analysis. 2022. Vol. 138. P. 106393. doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106393
Басманов О. Є., Карпова Д. І., Гарбуз С. В., Володченко М. А. Модель нагріву резервуара з нафтопродуктом під тепловим впливом пожежі в сусідньому резервуарі. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2025. № 1(19). С. 109–119. doi: https://doi.org/10.33269/nvcz.2025.1(19).109-119
Espinosa S. N., Jaca R. C., Godoy L. A. Thermal effects of fire on a nearby fuel storage tank. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2019. Vol. 62. P. 103990. doi: https://doi.org/10.1016/j.jlp.2019.103990
Santos F. d. S., Landesmann A. Thermal performance-based analysis of minimum safe distances between fuel storage tanks exposed to fire. Fire Safety Journal. 2014. Vol. 69. P. 57–68. doi: https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2014.08.010
ВБН В.2.2-58.1-94. Проектування складів нафти і нафтопродуктів з тиском насичених парів не вище 93,3 кПа. 1994. Url: https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/pdf/proektuvannya_skladiv_nafti_i_na-3-464085.pdf
Oliinyk V., Basmanov O., Shevchenko O., Khmyrova A., Rushchak I. Building a model of choosing water supply rate to cool a tank in the case of a fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2025. Vol. 1/10 (133). P. 45–51. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.323197
ASTM D975 – Standard Specification for Diesel Fuel Oils. 2022.
