Расчёт параметров пожара, времени вскипания и выброса нефтепродуктов в процессе горения

 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 
                                 ВЫСШЕЕ АВИАЦИОННОЕ УЧИЛИЩЕ 
ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ (ИНСТИТУТ)

ФАКУЛЬТЕТ БЕЗОТРЫВНЫХ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ

 

ФАКУЛЬТЕТ БЕЗОТРЫВНЫХ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ

Кафедра ПОИСКОВОГО И АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОГО 
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛЕТОВ

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА

Тема: «Расчёт  параметров пожара, времени вскипания  и выброса нефтепродуктов в процессе горения»

Вариант № 18

 

 

Шифр
Выполнил:		студент  3 курса
Проверил:

 

 

 

Содержание

 

Цель работы

Изучить

«Общие положения» по развитию и тушению пожаров  в резервуарных парках хранения нефтепродуктов, легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих (ГЖ) жидкостей;

виды пожаров, основные признаки и параметры пожаров;

виды пламени и скорости его распространения;

процессы на пожаре и их взаимное влияние;

процесс горения жидкости и твердых горючих материалов.

Научиться выполнять оперативный расчёт параметров пожара.

Исходные данные

Резервуар № 18

Хранимый нефтепродукт – нефть сырая

Уровень налива жидкости в резервуаре H=1000 см.

Уровень подтоварной  воды в резервуаре h=150 см.

Объём резервуара V_р =2000 м³.

Диаметр резервуара d_р =14,62 м.

Высота резервуара Н_р =11,92 м.

Задача

Расcчитать:

• S_п – площадь пожара.
• h_пл – высоту факела пламени.
• Q_п– интенсивность тепловыделения.
• t – время выброса нефтепродукта.

 

Решение (расчёт параметров пожара) с использованием справочных данных методических указаний по выполнению данной контрольной работы и рекомендуемую литературу.

1. Определение площади пожара

 

Учитывая, что  горение сырой нефти происходит в резервуаре, т.е. площадь горения  ограничена стенками резервуара, то площадь пожара принимаем равной площади зеркала резервуара  S_п = S_р.

Площадь пожара определяем по формуле

 

S_п = S_р = π ∙ r² = π ∙ d_р² / 4 

Значит,

 

2. Определение высоты факела пламени

 

Высоту факела пламени рассчитываем по формуле

Значение k (коэффициент пропорциональности) для различных горючих жидкостей не одинаково, и в связи с тем, что при наличии ветра горение значительно усиливается за счёт интенсивного притока кислорода в зону горения, в оперативных расчётах для всех видов нефтепродуктов принимается значение коэффициента

k = 1,5

Значит

 

3. Определение интенсивности тепловыделения

Для расчёта  величины Q_п используем формулу

Q_п = n∙V_м ∙ Q_пр∙S_п

Исходные данные для этой формулы n, V_м , Q_пр берем из Справочника руководителя тушения пожара и из раздела 4, табл.3 методических указаний по выполнению контрольной работы:

где Q_п – интенсивность теплоотдачи, кДж/ч;

n – степень черноты пламени, для оперативных расчётов для нефтепродуктов принимаем равной 0,85;

V_м – эквивалентная массовая скорость выгорания нефтепродуктов. Для различных нефтепродуктов неодинакова и для оперативных расчётов принимаем

V_м = 2,93 кг/м²∙ч

Q_пр – теплотворная способность горючих жидкостей. В оперативных расчётах для всех нефтепродуктов принимается

 Q_пp=∙41900 кДж/кг

S_п – площадь пожара, определённая выше равна 167,79м²

Значит,

Q_п=0,85∙2,93∙41900∙167,79 ≈ 17509213,69

≈ ≈ 4863,67

4. Определение времени выброса сырой нефти

 

Расчёт производим по формуле

Значения H и h заданы в исходных данных, а значения V_л и V_п берём из табл. 3 методических указаний по выполнению контрольной работы, причём из указанного диапазона берутся максимальные значения.

V_л – линейная скорость выгорания; для сырой нефти

V_л (max) = 12 см/ч

V_п – скорость прогрева; для сырой нефти

V_п (max) = 36 см/ч

 

 

Значит,

t =

_ч

Ответ:

 

S_п ≈ 167,79 м²

h_пл = 21,93 м

Q_п ≈ 4863,67 кДж/с

t ≈ 17,71 ч

 

Вывод

Количество  пожаров, возникающих в резервуарах  с легковоспла-меняющимися (ЛВЖ) и горючими жидкостями (ГЖ), сравнительно невелико и составляет менее 15% от пожаров, имеющих место на объектах химии и нефтехимии. Однако это наиболее сложные пожары, представляющие опасность для коммуникаций, смежных сооружений, личного состава и техники, а также для участников тушения. Большую опасность при пожарах в резервуарных парках представляют вскипание, выброс и возможность растекаться жидкостей, на большой площади со стремительной скоростью распространения пламени, что значительно увеличивает площадь (размеры) пожара, изменяет характер горения, вызывает необходимость перегруппировки сил и средств, введения резерва сил и средств, и изменения плана тушения.

Основными мерами борьбы с вскипанием и выбросом являются:

• ликвидация пожара до вскипания или выброса;

• дренирование (откачка) слоя воды из резервуара.

Для выбора эффективных  боевых действий руководитель тушения  пожара (РТП) должен иметь данные по параметрам пожара и явлениям, сопровождающим пожар.

 

Библиографический список

1. Воднев, П.П. Теория горения и взрыва: конспект лекций / сост. П.П. Воднев. – Ульяновск: УВАУ ГА(И), 2010. – 180 с.
2. Воднев, П.П. Расчёт параметров пожара, времени вскипания и выброса нефтепродуктов в процессе горения: методические указания по выполнению контрольной работы / сост. П.П. Воднев. – Ульяновск: УВАУ ГА(И), 2008. – 17 с.
3. Иванников, В.П. Справчник руководителя тушения пожара / В.П. Иванников, П.П. Клюс. – М.: Стройиздат, 1987. – 288 с.