Для проведения расчётов нестационарной теплопроводности в стенке конструкции резервуара выбран метод конечных элементов (МКЭ), т.к. он обладает наиболее универсальными вычислительными алгоритмами для решения нестационарных задач [1]. Ниже приводятся основные исходные параметры для проведения численных расчетов. Параметры материалов конструкции резервуаров:= 500 Джкг-1К-1;сталь: плотность р = 7800 кг*м-1; теплоемкость степлопроводность X = 45 Втм.
АКА [2]; теплоемкостьстеклопластик: плотность р = 2300 кг*м-3;с = 2100.
Джкг-1К-1; теплопроводностьX = 0,4 Втм.
АКА [3]. Теплофизические параметры воды, дизельного топлива в зависимости от температуры определены на основе обработки табличных данных [2, 4, 5]. Полиномиальные зависимости показаны в табл. 1, 2. Степень черноты поверхности резервуара при расчётах составляла 0,9 [6]. Таблица 2Зависимость теплофизических свойств воды от температурыt — температура в градусах Кельвина.
Таблица 3Зависимость теплофизических свойств дизельного топлива от температуры.
Для проверки валидности разработанной математической модели при расчете температурного поля резервуара при частичном воздействии открытого пламени было проведено сравнение результатов расчётов с экспериментальными данными, полученными в работе [6]. В проведенных натурных экспериментах исследовалось температурное поле модели цистерны в виде горизонтальной цилиндрической ёмкости, наполовину заполненной водой (диаметр D = 0,96 м; длина L = 2,9 м; толщина стенки 5 = 0,007 м). Температура пламени газовых горелок, воздействующего на боковую поверхность конструкции, определена экспериментально и составляла 870 °C.Трёхмерная конечноэлементнаяконструкция модели резервуара в виде горизонтальной цилиндрической оболочки представлена на рис. 3. Результаты расчетов температурного поля корпуса цистерны показаны на рис. 4.
Сравнительные численные и экспериментальные данные по динамике процесса нагрева корпуса ёмкости, температуры жидкости и паровоздушной фазы приведены на рис. 5 и 6. В целом имеет место удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных данных. Начиная с 400й секунды теплового воздействия средняя относительная погрешность по несмоченной стенке составляет 6,0%, по смоченной 7,6%, по паровоздушной смеси 3,4%, по жидкости 5,9%.Рис. 3. Конечноэлементная конструкция модели резервуара.
Рис. 4. Температурное поле корпуса резервуара при воздействии открытого пламени (1400 сот начала теплового воздействия) Рис. 5. Сравнительные расчетные и экспериментальные данные по изменениям температуры стенки резервуара при воздействии открытого пламени.
Рис. 6. Сравнительные расчетные и экспериментальные данные по изменениям температуры жидкости и паровоздушной смеси в резервуаре при воздействии открытого пламени.
Несколько завышенные расчетные значения, по сравнению с экспериментом, можно объяснить неустойчивостью интенсивности теплового потока модельного очага пожара с учётом влияния факторов окружающей среды в условиях натурного эксперимента. Для проверки валидности разработанной математической модели при расчете температурного поля корпуса резервуара в случае полного охвата пламенем было проведено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными, полученными в работе [7]. В проведенных натурных экспериментах исследовалось температурное поле стеклопластикового цилиндрического бака, частично и полностью заполненного дизельным топливом (диаметр D = 0,41 м; длина L = 0,46 м; толщина стенки δ = 0,013 м). Температура пламени дизельного топлива при полном охвате им поверхности конструкции определена экспериментально и составляла 750 °C.Аналогично, как и в предыдущем расчете, разработана конечноэлементная конструкция модели бака. Результаты расчетов температурного поля бака показаны на рис. 5 и 6. Сравнительные численные и экспериментальные данные по динамике процесса нагрева стенки бака, температуры жидкости и паровоздушной фазы (при степени заполнения 0,25) приведены на рис. 9 и 10.Рис.
7. Температурное поле бака при воздействии открытого пламени (330 сот начала теплового воздействия) Рис. 8. Температурное поле поперечного сечения бака при воздействии открытого пламени (330 сот начала теплового воздействия) Рис. 9.
Сравнительные расчетные и экспериментальные данные по изменениямтемпературы стенки бака при воздействии открытого пламени.
Рис. 10. Сравнительные расчетные и экспериментальные данные по изменениям температуры жидкостии паровоздушной смеси в баке при воздействии открытого пламени.
В целом имеет место удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных данных. За всё время теплового воздействия средняя относительная погрешность по температуре стенки составляет 3,5%, по паровоздушной смеси — 12,3%, по жидкости — 7,7%.Модель в достаточной степени адекватно прогнозирует динамику температурного поля корпуса резервуара, среднеобъёмных температур жидкости и паровоздушной фазы в случае непосредственного воздействия пламени пожара.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, е огневым работам относятся производственные операции с применением открытого огня, искрообразованием и нагреванием до температуры, способной вызвать воспламенение материалов и конструкций (электросварка, газосварка, бензо-керасинорезка, паяльные работы, механическая обработка металла с образованием искр и т. п.).Места проведения огневых работ подразделяются на: — постоянные: организуются в специально оборудованных для этих целей цехах, мастерских или на открытых площадках. Запрещается размещать постоянные места проведения огневых работ во взрывои пожароопасных помещениях;
— временные: организуются чаще всего при аварийно-восстановительном ремонте оборудования, резке, отогревании металла и т. п. Места производства сварочных работ вне постоянных сварочных постов должны определяться письменным разрешением руководителя или специалиста, отвечающего за пожарную безопасность. Огневые работы на действующих взрывоопасных и взрывопожароопасных объектах допускаются в исключительных случаях, когда эти работы невозможно проводить в специально отведенных для этой цели постоянных местах. Огневые работы подразделяются на два этапа: подготовительный и основной, т. е. непосредственного проведения огневых работ. На проведение всех видов огневых работ на временных местах (кроме строительных площадок и частных домовладений) руководитель объекта должен оформить наряд-допуск.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫГалкин Е.А., Тимошенко Ф. А. Пожарная безопасность на предприятии. В сборнике: Современные научно-практические решения XXI века Материалы международной научно-практической конференции. Под общей редакцией В. И. Оробинского, В. Г. Козлова. ;
2016. — С. 36−43.Собурь С. Огнезащита материалов и конструкций. Учебно-справочное пособие. Серия: Пожарная безопасность предприятия.- М.: Пожарная книга, 2016. ;
216 с. Гвоздев Е. В. Расчет численности специалистов обеспечивающих пожарную безопасность на предприятии //Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. — 2014. — № 1 (5). — С. 84−87.
Абдрафиков Ф.Н., Артемьев В. П. Учебная установка, моделирующая процесс подготовки технологического оборудования к проведению временных огневых работ //Чрезвычайные ситуации: образование и наука. — 2012. ;
Т. 2. — № 7 (7). ;
С. 110−113. Ефремов Д. П., Слепцов Д. Д., Атласов Р. А. Безопасное проведение огневых работ на линейной части магистрального газопровода «Сахалин — Хабаровск — Владивосток» //Новая наука: Стратегии и векторы развития. — 2016. — № 10−1. — С. 87−89.
Галимзянова Р.Ю., Галимзянов М. Ю., Хакимуллин Ю. Н. Временная герметизация газопровода при проведении огневых работ //Ремонт. Восстановление. Модернизация. — 2016.
— № 11. — С. 14−19. Актуганова А. М., Семенюк Д. Ю. Совершенствование методов контроля воздушной среды при проведении огневых и газоопасных работ в резервуарном парке предприятия нефтепродуктообеспечения //Инновационная наука. ;
2016. — № 11−2. — С. 9−13.Файзуллин А. Р. Повышение безопасности при проведении огневых работ на линейной части газопровода //Матрица научного познания.
— 2017. — № 1−2. — С.
19−26.Майоров И. Управление рисками //Тех.
Надзор. — 2016. — № 3 (112). — С.
72−75.Порошин А. А., Матюшин Ю. А., Бобринев Е. В., Кондашов А. А., Маштаков В. А., Харин В. В., Дежкин В. О. Пожарная охрана промышленных предприятий //BezpieczenstwoiTechnikaPozarnicza. — 2013. — Т. 32.
— С. 123−130.Загнитко В. Н., Хабаху С. Н., Тесленко И. И. Организация обеспечения безопасности при выполнении специальных видов работ //Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность. — 2014.
— № 2 (18). — С. 58−68.Ягубцева Ю. С. Техника безопасности сварочных работ. В сборнике: Безопасность жизнедеятельности: наука, образование, практика материалы VI Межрегиональной научно-практической конференции с международным участием. Сахалинский государственный университет.
— 2016. — С. 186−189.Бабкин С. А., Авсентьев А. О. Мероприятия, направленные на повышение пожарной безопасности на предприятии //Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.
— 2014. — № 1 (3). — С. 158−161.Глухов С. В. Разработка информационного обеспечения управления промышленной и пожарной безопасностью нефтегазовых предприятий //Безопасность в техносфере. ;
2012. — № 1. — С. 10−13.Абрамова С. В., Бояров Е. Н. Пожарная безопасность предприятий нефтегазовой промышленности как элемент промышленной безопасности России. В сборнике: Безопасность жизнедеятельности: вызовы и угрозы современности, наука, образование, практика Материалы V Межрегиональной научно-практической конференции с международным участием. ;
2015. — С. 152−157. Цой А. А. Пожарная безопасность предприятий нефтеперерабатывающего комплекса. В сборнике: Наукоемкие технологии Сборник научных статей по материалам межвузовской научно-практической конференции. ;
2014. — С. 49−54.Собурь С. В. Пожарная безопасность предприятия. Курс пожарно-технического минимума.
Учебно-справочное пособие / Москва, 2014.
Хайретдинов И.Р., Юманов П. В. Влияние технического регулирования и риск-ориентированного подхода на пожарную безопасность промышленных предприятий //Молодой ученый. — 2017. — №.
21 (155). — С. 153−155.Сивченко С. В., Дудник Т. Л. Инновационные подходы в организации пожарной безопасности предприятий индустрии гостеприимства //Сервис в России и за рубежом.
— 2013. — № 5 (43). — С. 75−81.
Солод С.А., Загнитко В. Н. Вопросы обеспечения пожарной безопасности на предприятиях автотранспорта //Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность. — 2014. — № 1 (17). ;
С. 34−38. Каймонов О. С., Макаренко А. А. Автоматизированные системы пожарной безопасности для предприятий нефтеперерабатывающего комплекса //Перспективы развития информационных технологий. — 2014. — №.
18. — С. 163−168.
Бутузов С.Ю., Семиков В. Л., Гвоздев Е. В. Расчёт численности специалистов пожарной безопасности на производственном предприятии //Технологии техносферной безопасности. — 2013. — № 5 (51). — С.
21.
