автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Устойчивость к воздействию тепловых потоков пожара горизонтальных резервуаров с нефтепродуктом

ХАБИБУЛИН РЕНАТ ШАМИЛЬЕВИЧ

УСТОЙЧИВОСТЬ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ ПОЖАРА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ С НЕФТЕПРОДУКТОМ

Специальность: 05.26.03 Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовая отрасль, технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003493360

ХАБИБУЛИН РЕНАТ ШАМИЛЬЕВИЧ

УСТОЙЧИВОСТЬ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ ПОЖАРА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ С НЕФТЕПРОДУКТОМ

Специальность: 05.26.03 Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовая отрасль, технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России на кафедре пожарной безопасности технологических процессов.

Научный руководитель: доктор технических наук,

доцент Сучков В.П.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

старший научный сотрудник Навценя В.Ю.

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Кошмаров Ю.А.

Ведущая организация:

ОАО «Гипротрубопровод»

Защита состоится «30» марта 2010 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 205.002.02 в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 129366, Москва, ул. Бориса Галушкина, 4, зал совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии ГПС МЧС России.

Автореферат разослан «26» февраля 2010 г., исх. № 9-6-7

Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направить в Академию ГПС МЧС России по указанному адресу.

Телефон для справок: (495) 683-19-05.

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

С.А. Швырков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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-

цсссов 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.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, излагаются основные положения работы, выносимые на защиту, даются сведе-

ния, характеризующие практическую значимость результатов исследования, их апробацию и публикацию в научно-технической литературе.

В первой главе «Аналитический обзор по вопросу устойчивости к воздействию ОФП резервуаров с нефтепродуктом» проведен анализ статистических данных о более 100 авариях, возникших на объектах нефтепро-дуктообеспечения с 2000 по 2007 гг. Изучены причины и последствия пожаров, при которых наземные горизонтальные резервуары и цистерны попадают в зону воздействия лучистых тепловых потоков или очаг пожара.

Результаты исследования показывают, что до 84 % всех аварий составляют проливы нефтепродуктов, больше четверти из которых переходят в пожар. В 40 % всех рассмотренных случаев возникает ситуация при которой цистерны и наземные горизонтальные резервуары на объектах нефтепродуктообеспечения подвергаются воздействию внешних тепловых потоков пожара.

С учетом проведенного анализа разработана обобщенная модель развития пожаров, в которых возникает опасность аварийного нагрева наземных горизонтальных резервуаров и цистерн на объектах нефтепродуктообеспечения. На основе результатов работ, выполненных в Академии ГПС, уточнены условия устойчивости к воздействию тепловых потоков пожара горизонтального резервуара с нефтепродуктом.

Устойчивое состояние характеризуется выполнением следующих двух условий:

- локальная температура стенки резервуара (Тк), ограничивающей паровоздушное пространство не достигает опасного значения, равного температуре самовоспламенения паров нефтепродукта (Тсв):

К<Тсе (1)

- локальные эквивалентные напряжения (гтД возникающие в стенке оболочки резервуара вследствие неравномерного температурного поля оболочки и избыточного давления паров внутри резервуара, не достигают опасного значения, равного пределу текучести материала стенки (сг,„):

< а,п (2)

Проведен обзор теоретических и экспериментальных исследований в области изучения теплового воздействия пожара на горизонтальные резервуары, цистерны и другое технологическое оборудование для хранения и

перевозки легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Результаты обзора показали, что на сегодняшний момент отсутствуют апробированные на основании сравнения с экспериментальными данными методики расчёта температурного поля горизонтальных резервуаров при воздействии тепловых потоков пожара.

В рассмотренных методиках расчёта отсутствует возможность учитывать схемы теплообмена при пожаре, непосредственно влияющих на точность определения температурного поля оболочки резервуара:

- лучистый теплообмен в системе «внешняя поверхность оболочки горизонтального резервуара - излучающая поверхность пламени пожара» с учетом локальных коэффициентов облученности между элементами поверхностей;

- конвективный теплообмен между внутренними обогреваемыми, не обогреваемыми стенками резервуара и жидкостью, паровоздушной фазой, с учетом изменения их среднеобъемных температур во времени;

- лучистый теплообмен в системе «внутренние обогреваемые и не обогреваемые стенки резервуара - поверхность жидкости».

Сделан вывод о необходимости дальнейшего совершенствования методики теплотехнического расчёта, являющегося основой для моделирования устойчивости к воздействию ОФП и разработки обоснованных мер по обеспечению пожарной безопасности горизонтальных резервуаров, эксплуатируемых на объектах нефтепродуктообеспечения.

Во второй главе «Математическое моделирование нестационарного температурного поля горизонтального резервуара при воздействии тепловых потоков пожара в сопряженной постановке задачи» разработана математическая модель и методика численного расчёта по определению нестационарного температурного поля горизонтального резервуара, заполненного нефтепродуктом в сопряженной постановке задачи.

Горизонтальный резервуар, частично заполненный нефтепродуктом со свободным объемом, заполненным паровоздушной смесью. В верхней части резервуара имеется предохранительный клапан, срабатывающий при достижении определённого давления паровоздушной смеси. Представлена схема теплообмена, когда происходит односторонний боковой нагрев конструкции резервуара (рис. 1).

Р Т V

1 д' 1 д> "д

Чви.(ф. 2)

Рис. 1. Схема к обоснованию математической модели: ду, (?'„./, дги1;, ин-

тенсивность теплового потока пожара, при теплообмене внешней стенки резервуара с окружающей средой, при теплообмене внутренней стенки с паровоздушной фазой, при теплообмене внутренней стенки с жидкостью, при теплообмене внутренней стенки с поверхностью жидкости и при теплообмене паровоздушной смеси с жидкостью;

Рц, Тй, Т/ - расход, давление, среднеобъемная температура паровоздушной смеси и жидкости; V) - объем паровоздушной смеси и жидкости; у/ - скорость испарения; 1 - предохранительный клапан; 2 - стенка резервуара.

Определены следующие основные теплофизические процессы:

- воздействие внешнего теплового потока пожара на резервуар;

- теплообмен наружной поверхности резервуара с окружающим воздухом;

- теплопроводность внутри стенки резервуара;

- теплообмен внутренней части резервуара с жидкостью и паровоздушной смесью;

- теплообмен между паровоздушной смесью и жидкостью;

- испарение жидкости;

- истечение паровоздушной смеси через предохранительный клапан при достижении давления его срабатывания.

Составлена система дифференциальных уравнений, описывающая изменение во времени температуры стенки резервуара, жидкой и паровоздушной фаз, изменение массы жидкой и паровоздушной фаз.

Уравнение нестационарной теплопроводности для стенки резервуара в трёхмерной постановке в цилиндрических координатах:

ЛТ

аг

с12Т 1 (ЛТ, 1 с12Т, с12Т

- +--^ + -Г- +

с1г2 г ¿/г г2 <1(р1 с!гг

(3)

где Тк- температура стенки резервуара, К; ст рн, /„. - удельная теплоемкость, Дж-кг'-К"1, плотность, кг-м"3, коэффициент теплопроводности, Вт-м~'-К~' материала стенки резервуара; г, /риг- координаты цилиндрической системы координат.

Внешние граничные условия теплообмена определены исходя из двух вариантов теплового режима пожара: воздействие тепловых потоков пожара на расстоянии от резервуара и при непосредственном контакте факела пламени с оболочкой резервуара.

В первом случае рассматривается система «излучающая поверхность факела пламени - внешняя поверхность оболочки горизонтального резервуара» (рис. 2) со следующими граничными условиями теплообмена на внешней поверхности оболочки резервуара:

-А.

йг

= ~Та )~ое„(Г* -С); (4)

где а- постоянная Стефана-Больцмана, Вт-м'^К"4; 7), Т„, Тет - температура излучающей поверхности факела пламени, окружающего воздуха, окружающей среды, К; е„, - коэффициент черноты поверхности оболочки резервуара; г"'',,, - приведенный коэффициент черноты в рассматриваемой

системе теплообмена; - угловой коэффициент облучённости; а,ка - коэффициент конвективного теплообмена между внешней поверхностью оболочки резервуара и окружающим воздухом, Вт-м^-К'1.

Угловой коэффициент облучённости между двумя элементами поверхности рассчитывается по общепринятой формуле:

1 исоъргсоъ

Ь^Т-))-Ь-(5)

где г - расстояние между элементарной площадкой с1Р) на излучающей поверхности факела пламени и элементарной площадкой поверхности

резервуара /9/и Д, - углы между нормалью элементарной площадки и направлением лучистого потока тепла для площадок dFf и (¡Рк.

Рис. 2. Схема внешнего лучистого теплообмена в системе «излучающая поверхность факела пламени пожара - внешняя поверхность оболочки горизонтального резервуара»: 1 - резервуар; 2 - излучающая поверхность факела пламени; с1[, Л/-размеры факела пламени

Граничные условия теплообмена при непосредственном контакте факела пламени с поверхностью теплообмена:

= (6)

V аг

где - коэффициент конвективного теплообмена между продуктами горения и внешней поверхностью оболочки резервуара, Вт-м 2-К"'.

Граничные условия теплообмена на внутренней стенке резервуара при контакте с паровоздушной фазой определяются конвективным теплообменом с паровоздушной фазой и лучистым теплообменом между внутренними поверхностями.

Расчёт внутреннего лучистого теплообмена рассмотрен в случае одностороннего бокового нагрева резервуара. В этом варианте теплообмена возникает замкнутая излучающая система, представленная пятью поверх-

ностями (нагретая боковая стенка, не нагретая боковая стенка, стенка левого торца, стенка правого торца, поверхность жидкости).

Граничные условия теплообмена на внутренней несмоченной поверхности резервуара на примере боковой обогреваемой стенки:

«Л-Т^-аа^^: -Г/)-

(7)

где а,1Я7 - коэффициент конвективного теплообмена между внутренней обогреваемой стенкой резервуара с паровоздушной фазой, Вт-м"2-К"'; ТК);, Т,г„г, ТКф Т^(Тя+Т,)/2 - средние температуры внутренних поверхностей: не нагретой боковой стенки, левого торца, правого торца, поверхности жидкости; <РнШ5, угловые коэффициенты облучённости;

•С/., - ет.*р ~ приведённые коэффициенты черноты.

Для рассмотренных пяти излучающих поверхностей расчёт средних угловых коэффициентов облученности осуществляется численным интегрированием.

Граничные условия теплообмена на внутренней боковой стенке резервуара при контакте с жидкостью:

'ат:

-я..

с/г

= аАТк-Т,\ (8)

где ак1 - коэффициент конвективного теплообмена между внутренней стенкой резервуара с жидкостью, Вт-м"2-К"'.

Уравнение энергетического баланса в паровоздушной фазе:

-а^-ткс^-Т.-р^-с^О.-Т,-, (9)

где с,Л„ сря - изохорная, изобарная удельная теплоёмкость паровоздушной фазы, су - удельная теплоёмкость паров жидкости, Дж-кг'-К"'; масса паровоздушной смеси, кг; а^ - коэффициент конвективного теплообмена между жидкостью и паровоздушной фазой, Вт-м"2-К"';

Р.с - площадь внутренней боковой стенки резервуара с нсобогре-ваемой стороны и обогреваемой стороны, правого и левого торца при контакте с паровоздушной смесью, поверхности жидкости, м2; рк - давление паровоздушной смеси, Нм '2; Ук - объем паровоздушной смеси, м3; у/ -скорость испарения жидкости, кг с"'; (7К- массовая скорость истечения паровоздушной фазы из резервуара при срабатывании предохранительного клапана, кг-с"1.

Уравнение энергетического баланса в жидкой фазе:

+ «.Л {тк,г -Т,) + а^,, (Ги,, ~т,)-у/- (4 +с,-Т) +

где с/ - удельная теплоёмкость жидкости, Дж-кг'-К"1; /?// - масса жидкости, кг; - площадь внутренней стенки резервуара с обогреваемой стороны, с необогреваемой стороны, правого и левого торца при контакте с жидкостью, м2; I, - удельная теплота испарения жидкости, Дж-кг"'.

Начальные условия принимаются следующими:

Т^т-т^т-т^т- (11)

Уравнение баланса массы жидкости:

с/т,

= (12)

Уравнение баланса массы для паровоздушной смеси: с!тп

А"-Г"®.: <")

На основе математической модели разработан алгоритм численной реализации основанный на сопряжённом решении системы обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих тепло- и массообмен в резервуаре методом Рунге-Кутта 4-5 порядка и решением уравнения нестационарной теплопроводности в стенке резервуара с использованием мето-

да конечных элементов. Создана программа для ЭВМ (рис. 3) с использованием программно-математического пакета «Мш1аЬ» (версия 7.2).

Рис. 3. Примеры экранных форм программы для ЭВМ

На первом этапе тестирования программы проведена серия численных расчётов для качественной оценки изменения параметров разработанной модели, а именно: температур стенки резервуара в характерных зонах, жидкой и паровоздушной фаз, давления паровоздушной фазы. Для обоснования принятых допущений при составлении уравнений разработанной математической модели, проверки её адекватности необходимо проведение экспериментального исследования.

В третьей главе «Экспериментальное исследование воздействия тепловых потоков пожара пролива на горизонтальный резервуар» разработана экспериментальная методика изучения теплового воздействия пожара пролива нефтепродукта на горизонтальный резервуар.

Поставлены следующие экспериментальные задачи:

- разработка модельного пожара пролива нефтепродукта, определение его геометрических и термических параметров;

- определение интенсивности лучистых тепловых потоков модельного пожара, воздействующих на характерные зоны конструкции резервуара для определения граничных условий теплообмена;

- определение температур точек оболочки резервуара при воздействии лучистых тепловых потоков пожара различной интенсивности.

Объектом эксперимента являлась горизонтальная эллиптическая цистерна (<7=2,1 м, ¿=1,2 м, /=3,5 м), частично заполненная жидкостью (водой).

Для решения экспериментальных задач совместно с другими исследо вателями была разработана схема полигона для проведения огневых экспе

риментов. Определены параметры модельного пожара пролива и требуемая измерительная база. При проведении экспериментов измерялись:

- интенсивности лучистых тепловых потоков модельного пожара;

- температуры стенки оболочки резервуара;

- продолжительность теплового воздействия.

Для измерения температур характерных зон оболочки резервуара собрана информационно-измерительная система, состоящая из персонального компьютера типа IBM PC с программой обработки измерений, термометра многоканального ТМ 5103 и 5 преобразователей термоэлектрических ТХА диаметром 0,5 мм, установленных на оболочке резервуара (рис. 4).

\ ( \

Им 6

Термоэлектрические преобразователи

ТМ 5103

ПК

Рис. 4. Информационно-измерительная система для исследования температурного поля оболочки горизонтального резервуара: I - термоэлектрический преобразователь ТХА (точка измерения); 2 - резервуар; 3 - цифровой термометр ТМ 5103; 4 - прибор для измерения интенсивности теплового излучения ЛИОТ-Н; 5 - персональный компьютер для сбора и обработки измерительной информации; 6 - модельный пожар.

Верхний предел измерения температуры используемыми термоэлектрическими преобразователями составлял 1100 °С.

Измерение интенсивности интегральных лучистых тепловых потоков на расстоянии от модельного пожара и по высоте производилось актинометром ЛИОТ-Н с диапазоном измерения 0-28 кВт-м"2.

Диапазон изменения интенсивности теплового излучения в зоне воздействия модельного пожара с учетом осреднения по всем линиям измерения составил от 8,0 до 20,0 кВтм"2. Анализ полученных фотографий факела пламени показал, что высота устойчивой светящейся части факела в его основании варьировалась в диапазоне от 1,0 до 2,5 м.

Для определения среднеповерхностной интенсивности теплового излучения светящейся части факела пламени на основе полученных экспериментальных данных разработан алгоритм и программа для ЭВМ. По результатам проведённых расчётов среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени составила 72 кВтм '2, температура - 788 °С, что соответствует значениям для реальных пожаров пролива нефтепродуктов на открытых пространствах.

В четвёртой главе «Проверка адекватности математической модели. Практическое использование результатов исследования» проведена проверка адекватности разработанной математической модели путем сопоставления результатов численных расчётов на ЭВМ с экспериментальными данными. Изложены основные результаты практического внедрения диссертационной работы решения практических задач по обеспечению пожарной безопасности на нефтегазовых объектах.

Результаты проведённого эксперимента позволили получить необходимые данные для более точного определения граничных условий теплообмена при пожаре пролива. Для учёта неравномерности падающего теплового излучения использована трёхмерная модель резервуара, для построения которой использовался программно-математический комплекс «РетЬЬ» (версия 3.2).

Применялась следующая последовательность расчёта:

- построение трёхмерной конечноэлементной модели резервуара и излучающей поверхности факела пламени очага пожара (рис. 5);

- задание параметров модели в виде констант и расчетных зависимостей;

- задание начальных и граничных условий теплообмена;

- задание временных параметров расчёта;

- решение полученной модели;

- визуализация и оценка результатов моделирования.

Т*

Рис. 5. Конечно-элементная модель в системе «излучающая поверхность факела пламени пожара - оболочка резервуара»: I - оболочка резервуара; 2 - излучающая поверхность факела пламени.

Теплофизические параметры материала стенки резервуара (сталь): плотность ри, = 7800 кг-м"3; удельная теплоемкость сн. = 500 Дж-кг~'-К"'; теплопроводность а„. = 45 Вт м ' К"1; степень черноты поверхности еи. = 0,8.

Температурное поле резервуара рассчитывалось исходя из двух вариантов граничных условий теплообмена при пожаре:

- воздействие лучистых тепловых потоков пожара на расстоянии;

- воздействие лучистых и конвективных тепловых потоков открытого пламени.

В первом варианте для проверки адекватности разработанной модели и методики численного расчёта использованы результаты проведенного экспериментального исследования.

Результаты численного расчёта температурного поля оболочки горизонтального резервуара показывают, что распределение температур в оболочке происходит в соответствии с полученными экспериментальными данными (рис. 6).

Max 279 "С

2Sa 200 150 100

50

Min 18 "С

Рис. 6. Температурное поле оболочки резервуара при воздействии лучистого теплового потока пожара интенсивностью 20 кВт'м"* (10 мин от начала теплового воздействия)

В зависимости от интенсивности теплового излучения характерные точки оболочки резервуара имеют разные значения и динамику роста температуры. Верхняя часть оболочки, не контактирующая с жидкостью, приобретает максимальную температуру, на основании которой оценивается опасность воспламенения паров нефтепродукта и разрушения конструкции вследствие тепловых деформаций и потери прочности оболочки резервуара. Согласно данным опыта при воздействии падающего лучистого теплового потока интенсивностью 18-20 кВт-м"- максимальная температура оболочки составила 250°С через 10 минут теплового воздействия. В точке измерения температуры стенки, контактирующей с жидкостью рост температуры происходит гораздо менее интенсивно из-за более высокой теплоотдачи от внутренней стенки к жидкости. Максимальная температура в этой точке достигла 45 °С. Вследствие одностороннего нагрева резервуара те м-пература в точках измерения на необлучаемой поверхности изменяется незначительно. В точке измерения температуры стенки, не контактирующей с жидкостью некоторый рост температуры обеспечивается конвективным теплообменом с нагретой паровоздушной смесью, лучистым теплообме-

ном с облучаемой стенкой и теплопроводностью. В точке измерения температуры стенки, контактирующей с жидкостью незначительный рост температуры обеспечивается конвективным теплообменом с нагретой жидкостью и теплопроводностью.

Сопоставление численных и экспериментальных данных по динамике процесса нагрева оболочки резервуара представлено на рис. 7. В целом имеет место удовлетворительное соответствие расчётных и экспериментальных данных. Начиная с 3-ей минуты теплового воздействия среднее относительное расхождение расчётных и экспериментальных данных по несмоченной стенке составляет 7,4 %, по смоченной - 9,0 %.

Время,мин

Рис. 7. Сравнение расчётных и экспериментальных данных изменения температуры оболочки резервуара при воздействии лучистого теплового потока пожара интенсивностью 20 кВт м"2

Для проверки адекватности разработанной математической модели при расчете температурного поля горизонтального резервуара при непосредственном воздействии открытого пламени было проведено сопоставление расчётов с экспериментальными данными из литературных источников.

В первом эксперименте (Birk A.M., 2005) проведена серия натурных экспериментов по исследованию температурного поля горизонтального резервуара наполовину заполненной водой (диаметр d = 0,96 м; длина / = 2,9

м; толщина стенки <5 = 0,007 м) в случае бокового воздействия пламени с интенсивностью теплового потока 87 кВт-м2.

Результаты численного расчёта температурного поля оболочки резервуара показаны на рис. 8. Сопоставление численных и экспериментальных данных по динамике процесса нагрева оболочки резервуара, температуры жидкости и паровоздушной фазы приведено на рис. 9 и 10.

Мах 697 °С

Рис. 8. Температурное поле оболочки модельного резервуара при воздействии открытого пламени (1400 с от начала теплового воздействия)

Начиная со 2-ой минуты теплового воздействия среднее относительное расхождение расчётных и экспериментальных данных по несмоченной стенке составляет 12,0 %, по смоченной - 7,6 %, по паровоздушной смеси -3,4 %, по жидкости - 5,9 %.

Во второй серии натурных экспериментов (ШсИагТ Ю., 1972) исследовалось температурное поле цилиндрического бака заполненного дизельным топливом (диаметр О = 0,41 м; длина Ь = 0,46 м; толщина стенки д = 0,013 м) в случае полного охвата пламенем с температурой 75ОС. По р е-зультатам расчётов среднее относительное расхождение расчётных и экс-

периментальных данных по температуре стенки составляет 7,5 %, по паровоздушной смеси - 15 %, по жидкости - 7,7 %.

200 400

600 800 Время, сек

1000 1200 1400

Рис. 9. Сравнение расчётных и экспериментальных данных изменения температуры стенки модельного резервуара при воздействии открытого пламени

250

200

оО

<0 о.

г

о.

о с

г

<в

200 400

600 800 Время, сек

1000 1200 1400

Рис. 10. Сравнение расчётных и экспериментальных данных изменения температуры жидкости и паровоздушной смеси при воздействии открытого пламени

Удовлетворительные результаты сопоставления проведенных расчётов и экспериментальных данных натурных огневых экспериментов позволили сделать вывод, что математическая модель в достаточной степени адекватно прогнозирует динамику температурного поля горизонтальных резервуаров, среднеобъёмных температур жидкости и паровоздушной фазы как в случае воздействия лучистых тепловых потоков пожара на расстоянии, так и при непосредственном воздействии пламени.

Разработаны рекомендации для практического применения результатов работы, в том числе использования разработанных программ для ЭВМ и компьютерных моделей для определения противопожарных расстояний, при проектировании конструктивной огнезащиты резервуаров, прогнозировании пожароопасных ситуаций на нефтегазовых объектах.

В качестве примера проведены расчёты нестационарного температурного поля оболочки горизонтальной цистерны с целью прогнозирования и предупреждения возможных аварийных ситуаций и обеспечения безопасных условий тушения пожаров на объектах нефтепродуктообеспечения. Результаты проведённых расчётов позволили определить время достижения предельно допустимых температур в зависимости от расстояния между цистерной и очагом пожара. С учетом этого определяются безопасные расстояния для вывода цистерны с нефтепродуктом из зоны пожара, принимаются меры к снижению интенсивности теплового потока на цистерну путем его экранирования (водяные завесы, огнезащитные экраны).

На рис. 11 представлен пример расчёта температуры сухой стенки оболочки цистерны с дизельным топливом в точке максимального нагрева в зависимости от расстояния от очага пожара со следующими параметрами: 7}=880 °С, Л/=2,5 м, ¿¿=4 м.

В приложениях приводятся: текст программного кода по расчёту тепломассообмена в горизонтальном резервуаре с нефтепродуктом при воздействии тепловых потоков пожара; данные натурных огневых экспериментов; некоторые результаты численных расчётов; материалы, подтверждающие практическое применение результатов работы.

450 ;............ ..... .........2ш (24;6 кВт'м"-2)

О ти.и 5 т„.,2 10 т„дз 15 20 25 т" ^ 30

Время,мин

Рис. 11. Динамика изменения температуры сухой стенки оболочки цистерны в точке максимального нагрева в зависимости от расстояния от очага пожара: т|1Д1 -Тцд4 — время достижения предельно-допустимой температуры Т,„,

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В ходе теоретических и экспериментальных исследований были получены следующие результаты и выводы:

1. Результаты проведенного анализа аварий и пожаров на объектах нефтепродуктообеспечения произошедших с 2000 по 2007 гг. позволили установить, что до 84 % всех аварий составляют проливы нефтепродуктов, больше четверти из которых переходят в пожар. В 40 % всех рассмотренных случаев возникает ситуация при которой наземные горизонтальные резервуары и цистерны подвергаются воздействию внешних тепловых потоков пожара пролива.

2. Анализ исследуемых пожаров позволил уточнить и положить в основу разрабатываемой методики два основных условия потери устойчивости к воздействию тепловых потоков пожара горизонтальных резервуаров с нефтепродуктом: в одном случае, нагрев резервуара приводит к самовоспламенению паров нефтепродукта при нахождении их концентрации в зоне взрывоопасных значений; во втором случае происходит образование

неравномерного температурного поля резервуара, приводящее к его разрушению вследствии возникновения тепловых деформаций и потери прочности материала конструкции.

3. Разработана математическая модель и методика численного расчёта позволяющая определить нестационарное температурное поле горизонтального резервуара с нефтепродуктом в условиях воздействия тепловых потоков пожара. Предложенная модель учитывает все основные процессы тепломассообмена, определяющие температурное поле резервуара в полной трёхмерной постановке при различных вариантах теплового режима пожара. Для проведения численных расчётов тепломассообмена в резервуаре создана программа для ЭВМ, получившая свидетельство о государственной регистрации.

4. Проведённые натурные огневые эксперименты, моделирующие воздействие тепловых потоков пожара пролива дизельного топлива, позволили получить новые данные о динамике изменения температурного поля горизонтальной цистерны в условиях пожара пролива. На основании сопоставления полученных экспериментальных данных, результатов экспериментов других авторов и проведенного численного моделирования подтверждена адекватность разработанной математической модели. Среднее относительное расхождение расчётных и экспериментальных данных во всех случаях не превышало 15 %.

5. Разработаны рекомендации для практического применения результатов работы с использованием созданных программ для ЭВМ и компьютерных моделей для определения противопожарных расстояний, при проектировании конструктивной огнезащиты резервуаров, прогнозировании пожароопасных ситуаций на нефтегазовых объектах.

Научные публикации по теме диссертации: Работы в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки для публикации основных научных результатов:

1. Хабибулин Р.Ш., Сучков В.П., Швырков С.А. Устойчивость горизонтальных стальных наземных резервуаров к воздействию тепловых потоков пожара разлива нефтепродуктов. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. М., 2009, № 4 - С. 39-42.

2. Хабибулин Р.Ш. Конечно-элементное моделирование теплового состояния резервуара в условиях воздействия лучистых тепловых потоков пожара. // Безопасность жизнедеятельности. М., 2009, № 4 - С. 55-60.

Зарегистрированные программы для ЭВМ и база данных:

3. Хабибулин Р.Ш. Расчет тепломассообмена в горизонтальном резервуаре с ЛВЖ (ГЖ) при воздействии тепловых потоков пожара. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610213 от 9.01.08. Роспатент, 2008 г.

4. Хабибулин Р.Ш. Определение среднеповерхностной интенсивности теплового излучения пожара пролива ЛВЖ (ГЖ) на основе экспериментальных данных. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610313 от 18.01.08. Роспатент, 2008 г.

5. Хабибулин Р.Ш. База данных об аварийных ситуациях, пожарах и взрывах на объектах нефтепродуктообеспечения. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2008620072 от 30.01.08. Роспатент, 2008 г.

Остальные публикации:

6. Пранов Б.М., Хабибулин Р.Ш. Численное моделирование процессов тепломассообмена в цистерне с нефтепродуктом при пожаре. Материалы 11-й научно-технической конференции "Системы безопасности" СБ-2002. - Академия ГПС МЧС России. М., 2002. - С. 244-245.

7. Хабибулин Р.Ш. Прогнозирование и анализ на основе системы «ОФП - окружающая среда - объект защиты». Снижение риска гибели людей при пожарах: Материалы XXVIII научно-практической конференции. -4.2. - М.: ВНИИПО, 2003. - С. 284-286.

8. Хабибулин Р.Ш. Методика оценки теплоустойчивости конструкции цистерны с нефтепродуктом. Материалы 12-й научно-технической конференции "Системы безопасности" СБ-2003. - Академия ГПС МЧС России. М., 2003.-С. 185-186.

9. Сучков В.П., Хабибулин Р.Ш. Инциденты при перевозке нефтепродуктов автоцистернами: анализ причин и последствий. // «Транспорт и хранение нефтепродуктов». Научн.-инф. сб. - М., 2004. № 4. - С. 11-13.

10. Хабибулин Р.Ш. Закономерности изменения теплового состояния конструкции цистерны при воздействии тепловых потоков очага пожара.

Материалы 14-й научно-технической конференции "Системы безопасности" СБ-2005. - Академия ГПС МЧС России. М., 2005. - С. 241-243.

П.Хабибулин Р.Ш. Устойчивость горизонтального цилиндрического резервуара с нефтепродуктом при пожаре. // Вестник Академии ГПС МЧС России. М., 2007. № 7. - С. 17-20.

12. Хабибулин Р.Ш. Валидность компьютерной модели теплового воздействия очага пожара на резервуар с горючей жидкостью. // Интернет-журнал «Технологии техносферной безопасности». - 200В. - № 1. -http://ipb.mos.ru/ttb, зарегистрирован в ФГУП НТЦ "Информрегистр" (per. св. № 051 от 10.11.2006 г., № госрегистрации - 0420700050)

13. Хабибулин Р.Ш. Расчётное обоснование устойчивости резервуаров с нефтепродуктами к воздействию опасных факторов пожара. Материалы 2-й международной научно-практической конференции "Пожарная и аварийная безопасность". - Ивановский институт ГПС МЧС России. Иваново, 2008.-С. 71-72.

Подписано в печать - 25.02.2010 г. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Тираж 80 экз. Заказ № 97

Академия ГПС МЧС России 129366, ул. Бориса Галушкина, 4.

Обозначения физических величин и индексы.

Введение. ]

Глава 1. Аналитический обзор по вопросу устойчивости к воздействию опасных факторов пожара резервуаров с нефтепродуктом.

1.1. Статистика аварий и пожаров, происходящих на объектах неф-тепродуктообеспечения.

1.2. Особенности развития пожаров, при которых происходит аварийный нагрев резервуаров с нефтепродуктом.

1.3. Требования к конструкции и средства защиты горизонтальных резервуаров и цистерн от воздействия тепла пожара.

1.4. Обзор исследований в области разработки методов расчета теплового состояния технологического оборудования с нефтепродуктами в условиях пожара.

1.5. Выводы, постановка цели и задач исследования.

Глава 2. Математическое моделирование нестационарного температурного поля горизонтального резервуара при воздействии тепловых потоков пожара в сопряженной постановке задачи.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Уравнение нестационарной теплопроводности.

2.3. Внешние граничные условия теплообмена.

2.3.1. Тепловое воздействие очага пожара на расстоянии.

2.3.2. Тепловое воздействие факела пламени при непосредственном контакте с оболочкой.

2.4. Внутренние граничные условия теплообмена.

2.5. Определение коэффициентов теплообмена.

2.5.1. Коэффициент теплообмена при непосредственном контакте факела пламени с оболочкой резервуара.

2.5.2. Коэффициент теплообмена от наружной поверхности оболочки к окружающему воздуху.

2.5.3. Коэффициент теплообмена от внутренней поверхности оболочки к жидкости.

2.5.4. Коэффициент теплообмена от внутренней поверхности оболочки к паровоздушной смеси.

2.6. Уравнение энергетического баланса в паровоздушной фазе.

2.7. Уравнение энергетического баланса в жидкой фазе.

2.8. Уравнения баланса массы жидкой и паровоздушной фаз.

2.9. Методика численного расчёта.

2.10. Результаты тестовых расчётов.

2.11. Выводы по главе.

Глава 3. Экспериментальное исследование воздействия тепловых потоков пожара пролива на горизонтальный резервуар.

3.1. Методика проведения экспериментов.

3.1.1. Цель и задачи проведения экспериментов.

3.1.2. Объект, условия и последовательность проведения экспериментов.

3.1.3. Измерительные приборы и методика измерений.

3.1.4. Анализ погрешностей измерений.

3.2. Результаты экспериментов, их сравнение и обсуждение.

3.2.1. Термические и геометрические параметры факела пламени модельного очага пожара.

3.2.2. Интенсивность лучистых тепловых потоков модельного очага пожара воздействующих на оболочку резервуара.

3.2.3. Закономерности изменения температурных полей оболочки резервуара при тепловом воздействии очага пожара.

3.3. Выводы по главе.

Глава 4. Проверка адекватности математической модели. Практическое использование результатов исследования.

4.1. Проверка адекватности разработанной математической модели и методики численного расчёта.

4.2. Практическое использование результатов исследования.

4.3. Выводы по главе.

Актуальность работы. В России и в других странах отмечается рост объемов и интенсивности потребления нефтепродуктов, обладающих высокой пожарной опасностью [1]. Одновременно происходит увеличение количества чрезвычайных ситуаций в результате возникновения аварийных проливов, пожаров и взрывов, вызванных возгоранием нефтепродуктов. Согласно экспертным оценкам, в России на объектах нефтепродуктообеспечения (АЗС и СНЭ) ежегодно происходит порядка 450-500 инцидентов и аварий [35], итогом которых, становятся человеческие жертвы, материальный ущерб, нарушение экологической обстановки [4, 5, 12, 17].

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 резервуары автоцистерн.

Воздействие тепла 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 диссертационная 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 нефтегазовых объектов.

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 нефтегазовых объектов.

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 процессов 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, которые использованы для решения практических задач по обеспечению пожарной безопасности нефтегазовых объектов.

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 нагружение 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 ГГТС 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 научных 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.

4.4. Выводы по главе

1. Проведена проверка адекватности разработанной математической модели и методики численного расчёта на основе полученных экспериментальных данных и данных других исследователей. Математическая модель в достаточной степени адекватно прогнозирует динамику температурного поля горизонтального резервуара, среднеобъёмных температур жидкости и паровоздушной фазы как в случае воздействия лучистых тепловых потоков очага пожара на расстоянии, так и при непосредственном воздействии пламени. Среднее относительное расхождение расчётных и экспериментальных данных во всех случаях не превышало 15 %.

2. Разработаны рекомендации для практического применения результатов работы с использованием разработанных программ для ЭВМ и компьютерных моделей для определения противопожарных расстояний, при проектировании конструктивной огнезащиты резервуаров, прогнозировании пожароопасных ситуаций на нефтегазовых объектах.

3. Результаты тепловых расчетов позволили сформулировать особенности обстановки при тушении пожаров на объектах нефтепродуктообеспече-ния в случае опасности аварийного нагрева автоцистерны с нефтепродуктом. В частности определены: время достижения предельно допустимых температур несмоченной стенки цистерны в зависимости от интенсивности теплового потока пожара пролива нефтепродукта.

121

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение сформулируем кратко основные результаты, полученные при выполнении диссертационной работы:

1. Результаты проведенного анализа аварий и пожаров на объектах неф-тепродуктообеспечения произошедших с 2000 по 2007 гг. позволили установить, что до 84 % всех аварий составляют проливы нефтепродуктов, больше четверти из которых переходят в пожар. В 40 % всех рассмотренных случаев возникает ситуация при которой наземные горизонтальные резервуары и цистерны подвергаются воздействию внешних тепловых нагрузок пожара пролива.

2. Анализ исследуемых пожаров позволил уточнить и положить в основу разрабатываемой методики два основных условия потери устойчивости горизонтальных резервуаров с нефтепродуктом к воздействию тепловых потоков пожара: в одном случае, нагрев резервуара приводит к самовоспламенению паров нефтепродукта при нахождении их концентрации в зоне взрывоопасных значений; во втором случае происходит образование неравномерного температурного поля резервуара, приводящее к его разрушению вследствии возникновения тепловых деформаций и потери прочности материала конструкции.

3. Разработана математическая модель и методика численного расчёта позволяющая определить нестационарное температурное поле горизонтального резервуара с нефтепродуктом в условиях воздействия тепловых потоков пожара. Предложенная модель учитывает все основные процессы тепломассообмена, определяющие температурное поле резервуара в полной трёхмерной постановке при различных вариантах теплового режима пожара. Для проведения численных расчётов тепломассообмена в резервуаре создана программа для ЭВМ, получившая свидетельство о государственной регистрации.

4. Проведённые натурные огневые эксперименты, моделирующие воздействие тепловых потоков пожара пролива дизельного топлива, позволили получить новые данные о динамике изменения температурного поля горизонтальной цистерны в условиях пожара пролива. На основании сопоставления полученных экспериментальных данных, результатов экспериментов других авторов и проведенного численного моделирования подтверждена адекватность разработанной математической модели. Среднее относительное расхождение расчётных и экспериментальных данных во всех случаях не превышало 15 %.

5. Разработаны рекомендации для практического применения результатов работы с использованием разработанных программ для ЭВМ и компьютерных моделей для определения противопожарных расстояний, при проектировании конструктивной огнезащиты резервуаров, прогнозировании пожароопасных ситуаций на нефтегазовых объектах.

123

1. Российский статистический ежегодник. 2005: Стат. сб. / Госкомстат России. М., 2006. - 819 с.

2. Сучков В.П. Анализ пожаров на эстакадах налива нефтепродуктов в автомобильные цистерны // Транспорт и хранение нефтепродуктов: НТИС. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1995. - № 9. С. 11-13.

3. Волков О.М., Назаров В.П. Безопасность АЗС // Пожарное дело. -1985.- №6. С. 25-27.

4. Сучков В.П., Хабибулии Р.Ш. Инциденты при перевозке нефтепродуктов автоцистернами: анализ причин и последствий // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 2004. - № 4. С. 11-13.

5. Таубкин. И.С. Пожаровзрывобезопасность автомобильных слив-но-наливных эстакад и экспертный анализ нормативно-технических документов, ее регламентирующих. — М., 1999.

6. John В. Sachen. Flammable liquid releases from MC-306 tankers: an overview//Fire Engineering. 1992. - № 2. P. 51-57.

7. Пожары в России и в мире. Статистика, анализ, прогнозы ! Е.М. Алехин, Н.Н. Брушлинский, П. Вагнер и др. М.: Академия ГПС, 2002. - 158 с.

8. Брушлинский Н.Н., Соколов С.В., Вагнер П. Пожарная статистика. Отчет № 7. М.: Академия ГПС, 2001. - 36 с.

9. Брушлинский Н.Н., Соколов С.В., Вагнер П. Пожарная статистика. Отчет № 8. М.: Академия ГПС, 2002. - 52 с.

10. Брушлинский Н.Н., Соколов С.В., Вагнер 77. Пожарная статистика. Отчет № 9.-М.: Академия ГПС, 2003. 62 с.11. 35000 L Tanker explosion-Wayong. Volume 56, 2001.

11. Kumar A. Sushil. Hazards on wheels pose problems in India // Fire International. 1987. - №> 106. P. 42-43, 47, 49.

12. National Transportation Safety Board. 1999. Overflow of Gasoline and Fire at a Service Station-Convenience Store, Biloxi, Mississippi, August 9, 1998. Hazardous Materials Accident Report NTSB/HZM-99/02. Washington, DC.

13. Martin Ted. Flammable liquids in transport: tanker fire in Branson, Missouri. Fire Engineering, 1992, №2. P. 47-51.

14. Сучков В.П., Джумагалиев P.M. Принципы обеспечения живучести технологических аппаратов в условиях пожара. Опасные факторы пожара и противопожарная защита. - Сб. науч. тр. — М.: ВИПТШ МВД СССР, 1989, с. 8-13.

15. Сучков В.П. Актуальные проблемы обеспечения устойчивости к возникновению и развитию пожара технологий хранения нефти и нефтепродуктов. ЦНИИТЭнефтехим, 1995.

16. Сучков В.П. Модель развития пожара при хранении больших масс нефтепродуктов в черте городской застройки: НТИС. — М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1997. № 7. - С. 2-4.

17. Волков О.М., Проскуряков Г.А. Пожарная безопасность на предприятиях транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов. М.: Недра, 1981.-256 с.

18. Маршалл В. Основные опасности химических производств. М.: Мир, 1989.-671 с.

19. ГОСТ Р 12.3.047-98 Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. М., Изд-во стандартов, 1998.

20. Исхаков Х.И., Крылова Г. С., Семилетов Н.Г., Херж М.Э. Об излучении горящего авиатоплива. Оценка пожарной опасности некоторых видов технологического оборудования, средства тушения пожаров. Сб. науч. тр. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1989. С. 31-38.

21. Сучков В.П. Исследование пожарной опасности паровоздушной среды в резервуарах при хранении в них керосина и дизельного топлива: Дис. канд. техн. наук / ВИПТШ МВД СССР М. 1978.

22. Иванов Е.Н. Пожарная защита открытых технологических установок. М.: Химия, 1975.

23. Самотаев А.В. Экспериментальное исследование плотности теплового потока при выгорании горючей жидкости с помощью тепломера. Пожарная техника и тактика тушения пожаров. — Сб. науч. тр. - М.: ВИПТШ МВД ССР, 1984, с. 97-103.

24. Исхаков Х.И., Крылова Г.С., Сарычев-Чумбуридзе Р. А. Тепловое излучение пламени авиационного наземного пожара. Горючесть материалов и обнаружение пожаров. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1986.-С. 92-95.

25. Казаков М.В., Петров И.И., Реутт Б.Ч. Средства и способы тушения пламени горючих жидкостей. М.: Стройиздат, 1977.

26. Сучков В.П. Научные основы стандартизации в области обеспечения пожарной безопасности технологий хранения нефтепродуктов: Дис. докт. техн. наук / Академия ГПС М:, 1997.

27. Кошмаров Ю.А., Рететар Я., Лимонов В.Г. Исследование теплообмена тел, омываемых пламенем. Горение и проблемы тушения пожаров. Тезисы VI Всесоюзной научно-практической конференции. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1979.

28. Решетар Я. Исследование граничных условий для расчета огнестойкости строительных и технологических конструкций, омываемых пламенем при пожаре. Канд. дисс. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1980.

29. Бейкер У., Кокс П., Уэстайн 77. и др. Взрывные явления: оценка и последствия. Т. 1,2 -М.: Мир, 1986.

30. Хабибулин Р.Ш. Исследование теплоустойчивости автомобильной цистерны для транспортирования нефтепродуктов. Материалы 11-й научно-технической конференции "Системы безопасности" СБ-2002. Академия ГПС МЧС России. М., 2002. - С. 250 - 253.

31. ГОСТ Р 50913-96 Автомобильные транспортные средства для транспортирования и заправки нефтепродуктов. Типы, параметры и общие технические требования. М., Изд-во стандартов, 1996.

32. Драйздел Д. Введение в динамику пожаров / Пер. с англ. К .Г. Бомштейна; Под ред. Ю.А. Кошмарова, В.Е. Макарова. М., Стройиздат, 1990. - 424 с.

33. Солнцев А. Перевозка опасных грузов//Комтранс, № 2, 2002.

34. Исхаков Х.И. Защита автотранспортных средств от воздействия тепловых потоков пожара. Дис. доктора техн. наук. М., 1991. -338 с.

35. Шебеко Ю.Н., Шевчук А.П., Смолин И.М. О возможности предотвращения взрыва резервуара с перегретой жидкостью в очаге пожара путем использования предохранительных устройств. Химическая промышленность, 1994, № 12.

36. Шебеко Ю.Н. Математическая модель поведения резервуара со сжиженным газом в очаге пожара // Пожаровзрывобезопасность, № 2, 1997.

37. Костюхин А.К. Исследование и усовершенствование способов противопожарной защиты баллонов со сжиженными углеводородными газами. Дис. канд. техн. наук. М., 2001. - 161 с.

38. Грушевский Б.В. Исследование параметров, влияющих на величину противопожарных разрывов между зданиями и сооружениями промышленных объектов. Канд. дисс. М., Высшая школа МВД СССР, 1969.

39. Измаилов А. С. Противопожарные разрывы на складах легковоепламеняющихся и горючих жидкостей. Канд. дисс. М., ВИПТШ МВД СССР, 1972.

40. Романенко П.Н., Ройтман М.Я., Измаилов А.С. Теоретическое определение противопожарных разрывов между резервуарами с ЛВЖ и ГЖ. НТРС «Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья». 1976. - № 10. С. 3 - 7.

41. Бондаренко ИГ. Разработка и обоснование способов локализации пожаров горючей жидкостей и газов на открытых технологических установках передвижными средствами. Дис. канд. техн. наук. Москва, 1982. 257 с.

42. Гришин В.В. Локальный нагрев трубопроводов пламенем при пожаре. Сборник трудов «Пожарная профилактика» ВНИИПО МВД СССР, 1976.-81 с.

43. Гришин В.В. Нагревание технологического оборудования при пожаре. В сб. тр. «Пожарная защита объектов газоперерабатывающих и нефтехимических производств». ВНИИПО МВД СССР, 1977, с. 22.

44. Гришин В.В., Попов П.С. Горение и теплообмен при пожаре на технологических установках. Сборник трудов «Пожарная профилактика», ВНИИПО МВД СССР, М., 1979, вып. 15.

45. Астапенко В.М., Исхаков Х.И., Кошмаров Ю.А. Проблема пожарной безопасности на автомобильном транспорте // Пожаров-зрывобезопасность. 1993. - № 2. С. 30-33.

46. Исхаков Х.И. Критерий теплоустойчивости систем автомобиля при воздействии тепловых потоков пожаров // Пожарная опасность материалов, конструкций, промышленных объектов, проблемы противопожарной защиты: Сб. науч. тр. М.: ВПТШ МВД СССР, 1990.

47. Волков О.М., Дат Тынг. Прогрев негорящего резервуара, расположенного рядом с горящим резервуаром. Противопожарная техника и безопасность. Сб. научных трудов. М., изд. ВИПТШ МВД СССР, 1981.

48. Христолюбое А.В. Совершенствование условий перевозок грузов класса 3. Дис. канд. техн. наук. Новосибирск, 1996. 157 с.

49. Трошин А.Ю. Моделирование нестационарного конвективного тепломассопереноса в горизонтальной закрытой газожидкостной емкости. Дис. канд. техн. наук. — Воронеж, 2001. 114 с.

50. Дрейцер Г.А., Мякочин А. С., Неверов А. С. Расчет тепловых процессов в топливных баках при наддуве и опорожнении: Учебное пособие. М.: Изд-во МАИ, 1990. - 64 с.

51. Орешина М.Д., Хозиев Н.Н., Шемякина Г.Н. Численное иследо-вание теплообмена в горизонтальном цилиндре в условиях свободной конвекции жидкости // Тр. ВНИИСПТнефть. Уфа, 1972. Вып. 9. С. 125-128.

52. Шемякина Г.Н. Исследование свободной конвекции при хранении нефти и нефтепродуктов: Автореф. дис.канд. техн. наук. Уфа, 1978.-31 с.

53. Чернатынский В.И. Некоторые задачи свободной тепловой конвекции в цилиндрических областях. Автореф. дис. канд. техн. наук. Пермь, ПГУ, 1977. 28 с.

54. Моисеева Л.А. Естественная конвекция в цилиндрическом баке при сложных тепловых граничных условиях. Дис. канд. техн. наук.- М., 1999. 164 с.

55. Рысков И.Ю. Моделирование теплового нагружения конструкции топливного бака отделяющейся части ракеты. Дис. канд. техн. наук. Омск, 1998. - 124 с.

56. Кузнецов Г.В., Рудзинская Н.В. Численная оценка работоспособности теплоизоляции основных элементов конструкции воздушно-космического самолета. Инженерно-физический журнал. Том 69, № 2, 1996. С. 324-330.

57. Плотников И.В. Моделирование и выбор рациональной конструкции цистерны для перевозки нефти и нефтепродуктов с учетом новых нормативных требований. Дис. канд. техн. наук. М., 1999. - 180 с.

58. Ramskill Р.К. A description of the "ENGULF" computer codes -codes to model the thermal response of an LPG tank either fully or partially engulfed by fire. Journal of Hazardous Materials, 20, 1988, p. 177-196.

59. Birk A.M. Review of AFFTAC Thermal Model. Transportation Development Centre. Transport Canada, 2000.

60. Birk A.M., Poirier D. "Tank-Car Thermal Protection Defect Assessment: Fire Tests of 500-Gallon Tanks with Thermal Protection Defects ", Transportation development centre, TP14366E, March 2005.

61. Birk A.M. Modeling the effects of torch type fire impingement on a rail or highway tanker// Fire safety journal, Vol 15, 1989, pp 277-296.

62. Rew P.J., Hulbert W.G., Deaves D.M. Modeling of thermal radiation from external hydrocarbon pool fires, Trans IchemE Vol 75, Part B, pp 81-89, May 1997.

63. Pierorazio A. J., Birk A.M. "Evaluation of dangerous goods pressure relief valve performance Phase 2 Small vessel PRV tests", TP 13259E, Transportation development centre, April 1998.

64. Thomas J. Ohlemiller, Thomas G. Cleary. Aspects of the motor vehicle fire threat from flammable liquid spills on a road surface. Building and fire research laboratory, 1998.

65. Шак А. Теплопередача в промышленных установках. — M.-JL: Энергоиздат, 1933.-380с.

66. Китаев Б.Н., Рубинчик И.М., Гудыма Е.В. Пути улучшения теплотехнических показателей пассажирских вагонов с кондиционированием воздуха при высоких скоростях движения. — М.: Транспорт, 1974. 72 с.

67. Данг Тынг. Исследование пожаровзрывоопасности обогреваемого пожаром резервуара с нефтепродуктом. Канд. дисс. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1982.

68. Константинов Н.Н. Борьба с потерями от испарения нефти и нефтепродуктов. М., «Гостоптехиздат», 1961, стр. 32-51.

69. Кошмаров Ю.А., Башкирцев М.П. Термодинамика и теплопередача в пожарном деле. ВИПТШ МВД СССР, 1987. 440 с.

70. Яковлев А.И. О расчете огнестойкости стальных конструкций на основе применения ЭВМ // Огнестойкость строительных конструкций. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1973. - Вып. 1. - С. 3-18.

71. Бабалов А.Ф. Промышленная теплозащита в металлургии. М.: Металлургия, 1971. - 360 с.

72. Монахов В.Т. Методы исследования пожарной опасности веществ. М., Химия, 1972.-416 с.

73. ГОСТ 12.2.085-2002 Сосуды работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности. М., Изд-во стандартов, 2002.

74. Дрейцер Г.А. Теплообмен при кипении: Учебное пособие. М.: Изд-во МАИ, 1994. - 84 с.

75. Григорьев Б.А. Исследование теплофизических свойств нефти, нефтепродуктов и углеводородов: Дис. док. техн. наук. — Грозный, 1979.-524 с.

76. Кушниренко К.Ф. Краткий справочник по горючему. — М.: Воен-издат. 1973.-350 с.

77. Гуреев А.А., Кампфер Г.М. Испаряемость топлив для поршневых двигателей. М.: Химия, 1982. - 264 с.

78. Aydemir N.U., Magapu V.K., Sousa А.С.М., Venart J.E.S. Thermal response analysis of LPG tanks exposed to fire. Journal of Hazardous Materials, 20, 1988, p. 239-262

79. Паперный E.A., Эйделыитейн И.Л. Погрешности контактных методов измерения температур. М. - Л.: Энергия, 1966. - 96 с.

80. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. Учебник для вузов по специальности «Автоматизация теплоэнергетических процессов». 3-е изд., перер. - Энергия, 1978. - 704 с.

81. Геращенко О. А. Гордое А.Н., Еремкина А.К. Температурные измерения. Киев: «Наукова Думка», 1989. - 704 с.

82. Иванова Г.М. Теплотехнические измерения и приборы. Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 232 с.

83. Линевег Ф. Измерение температур в технике. — М.: Металлургия, 1980.-544 с.

84. US Coast Guard Office of Research and Development. Fire testing of independent fiberglass fuel tanks with and without protective coating of fire retardant paint, May 8, 1972. Report AD 740783. Washington, DC.

85. Хабибулин Р.Ш. Определение среднеповерхностной интенсивности теплового излучения пожара пролива ЛВЖ (ГЖ) на основе экспериментальных данных. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610313 от 18.01.08. Роспатент, 2008 г.

86. ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования. -М., Изд-во стандартов, 1991.

87. Сучков В.П. Пожарная безопасность при хранении легковоспламеняющихся и горючих жидкостей на промышленных предприятиях. -М.: Стройиздат, 1985. 96 с.

88. Шебеко Ю.Н., Корольченко А.Я. Моделирование пожаров технологических объектов. — В кн.: Моделирование пожаров и взрывов. М.: Изд. «Пожнаука», 2000. - С. 198-219.

89. КухлингХ. Справочник по физике: Пер. с нем. М.: Мир, 1982. -520 с.

90. Теплопередача: Учебник для вузов I В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. -4-е изд. — М.: Энергоиздат, 1981. -416 с.

91. Безбородько М.Д., Исхаков Х.И., Кисляк Ю.М., Чирко А.С. Рекомендации по проведению испытаний пожарных автомобилей при действии теплового излучения пожара. М., 1981. — 39 с.

92. Навценя В.Ю. Развитие научных основ и совершенствование методов обеспечения пожаровзрывобезопасности технологического оборудования с горючими газами и жидкостями: Дис. д-ра техн. наук. М., 2003.-574 с.

93. Исследование тепло- и огнестойкости аэродромного полсарно-спасателъного автомобиля и условий работы в нем личного состава. Отчет Высшая инженерная пожарно-техническая школа (ВИПТШ); Руководитель М.Д. Безбородько. № 0182. - М., 1983. - 163 с.

94. Хабибулин Р.Ш. Методика оценки теплоустойчивости конструкции цистеррхы с нефтепродуктом. Материалы 12-й научно-технической конференции "Системы безопасности" СБ-2003. — Академия ГПС МЧС России. М., 2003. С. 185-186.

95. Кошмаров Ю.А., Решетар Я., Лимонов В.Г. Экспериментальные исследования теплового воздействия пламени. В кн.: Противопожарная защита объектов народного хозяйства. - М.: ВИПТШ, 1979, С. 82-87.

96. Малинин Н.Н., Исхаков Х.И., Попов В.В. Исследование неравномерного нагрева металлических оболочек, используемых в нефтяной и химической промышленности. — В кн.: Исследование некоторых опасных факторов пожара. -М.: ВИПТШ, 1985, С. 123-126.

97. Реутт В. Ч., Гришин В.В. О пожарных разрывах на складах сжиженного газа. Пожарная профилактика, 1978, № 14, С. 54-60.

98. Ройтман Э.Д. Экспериментальное исследование процесса пленочного охлаждения колонных аппаратов и арматуры в условиях пожара. Дис. . канд. техн. наук. М., 1979. - 200 с.

99. Чирко А. С. Обоснование параметров и разработка техническихсредств теплозащиты пожарных автомобилей водяными пленками от воздействия теплового излучения пожаров на открытых пространствах. Дис. . Канд. техн. наук. М.: 1988. — 177 с.

100. Хабибулин Р.Ш. Прогнозирование и анализ на основе системы «человек техника - ОФП - окружающая среда - объект защиты». Снижение риска гибели людей при пожарах: Материалы XXVIII научно-практической конференции. - 4.2. - М.: ВНИИПО, 2003. -С. 284-286.

101. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара. М.:АГТТС, 2000.

102. Шевчук А.П., Колосов В.А., Смолин И.М., Шебеко Ю.Н. Пожарная опасность наружных технологических установок горючих газов и ЛВЖ: Обзорная информация. М.:ВНИИПО, 1992, № 3.

103. Рассел Л.Г., Кэнфилд Э.А. Экспериментальное исследование характеристики переноса тепла от большого пламени горящего авиационного топлива к цилиндру. Теплопередача, Серия С, 1973, №3. С. 115.

104. Ильин Н.А. Последствия огневого воздействия на железобетонные конструкции. М., Стройиздат, 1979. 196 с.

105. Попов В.Г. Совершенствование методов анализа термодинамической эффективности объектов и систем обслуживания подвижного состава: Автореф. дис.докт. техн. наук. М., 2000. 47 с.

106. Шигабиев Т.Н., Галимов Ф.М. Теплоотдача при кипении углеводородных топлив в условиях естественной конвекции. Инженерно-физический журнал, 1995, № 3. С. 438-443.

107. Галимов Ф.М. Теплоотдача при кипении реактивных топлив в условиях естественной конвекции: Дис. . канд. техн. наук. Казань, 1991.

108. Лабунцов Д.А. И Теплоэнергетика, 1972, № 9. С. 14 - 19.

109. Гуреев А.А., Азев B.C., Камфер Г.М. Топливо для дизелей. Свойства и применение. М.: Химия, 1993. - 336 с.

110. Дубовкин Н.Ф., Маланичева В.Г., Массур Ю.П., Федоров Е.П.

111. Физико-химические и эксплуатационные свойства реактивных то-плив: Справочник, М., 1985.

112. Михеев М.А. Теплопередача и тепловое моделирование. М.: Изд-во АН ССР, 1959, с. 226-238.

113. Шигабиев Т.Н. Теплообмен при кипении углеводородных топлив и масел в условиях естественной конвекции: Дис. . докт. техн. наук. Казань, 1999.

114. Дрыгин Ю.А., Макаров В.Е., Молчадский И.С. Исследование теплового взаимодействия очага пожара с ограждающими конструкциями. С. «Огнестойкость строительных конструкций». М., ВНИИПО МВД СССР, 1979, вып. 7, С. 12-19.

115. Романенко П.Н., Кошмаров Ю.А., Башкирцев М.П. Термодинамика и теплопередача в пожарном деле. ВИПТШ МВД СССР, 1977.-330 с.

116. Жукаускас А. Теплоотдача при поперечном омывании цилиндра. — В кн.: Теплопередача и тепловое моделирование. АН СССР, 1959. -330 с.

117. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник. М., Атомиздат, 1979. 250 с.

118. Михеев М.А. Теплоотдача цилиндрических поверхностей. Изв. АН ССР, ОТН, 1937, № 3, С. 133.

119. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. — М.: Энергия, 1973.-320 с.

120. Шкловер Г.Г., Гусев С.Е. Влияние переменности физических свойств на теплообмен при свободной конвекции около горизонтального цилиндра // Инж.-физ. журнал, 1987. — Т. 53, № 2. С. 229.

121. Решетар Я. Экспериментальное исследование теплоотдачи тел,омываемых пламенем. Проблемы противопожарной защиты зданий и сооружений. Выпуск 3. - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1978, С. 49-53.

122. Методы оценки поражающих факторов крупных пожаров и взрывов на наружных технологических установках / Ю.Н. Ше-беко, B.JI. Малкин, И.М. Смолин и др. // Пожаровзрывобезопасность. 1999. - Т.8., № 4. - С. 18-28.

123. Ройтман М.Я. Противопожарное нормирование в строительстве. -М.: Стройиздат, 1985.

124. Гришин В.В., Реутт В.Ч. Локальный нагрев трубопроводов пламенем // Пожарная профилактика. Вып. 2. - М.: ВНИИПО МВД СССР, 1977.-С. 81-84.

125. Пранов Б.М., Хабибулин Р.Ш. Численное моделирование процессов тепломассообмена в автоцистерне с нефтепродуктом при пожаре. Материалы 11-й научно-технической конференции "Системы безопасности" СБ-2002. Академия ГПС МЧС России. М., 2002.-С. 244-245.

126. Чугунов Г.Ф., Азовский А.П. Определение температурного поля котла цистерны от неравномерного нагрева / Труды МИИТа «Динамика, прочность, экономика и ремонт восьмиосных вагонов». Вып. 530. М., 1976. - 0,46 п.л.

127. Шебеко Ю.Н., Филиппов В.Н. и др. Способы противопожарной защиты резервуаров со сжиженными углеводородными газами // Пожаровзрывобезопасность, № 4, 1999. С. 33-42.

128. Филиппов В.Н., Шевчук А.П. и др. Пожаровзрывобезопасностьперевозок сжиженных углеводородных газов железнодорожным транспортом. // Пожаровзрывобезопасность, № 3, 1993. С. 35-39.

129. Головин В.В. Теоретическое и экспериментальное исследование температурного поля оболочки при действии открытого пламени.- М.: Моск. Гос. ун-т путей сообщ. (МИИТ), 2004 12 е.: ил-3, Библиогр. - 4 назв. - Рус. - Деп. В ВИНИТИ. 23.03.2004.

130. Головин В.В. Моделирование поведения котла цистерны в очаге пламени. Дис. канд. техн. наук. М. Моск. Гос. ун-т путей сообщ. (МИИТ), 2005-110 с.

131. Хабибулин Р.Ш. База данных об аварийных ситуациях, пожарах и взрывах на объектах нефтепродуктообеспечения. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2008620072 от 30.01.08. Роспатент, 2008 г.

132. Мэтьюз Г., ФинкД. Численные методы. Использование Matlab, 3- е издание. Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001.- 720 с.

133. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. — М.: Мир, 1979.-392 с.

134. Nadeem Hasan, Syed Fahad Anwer, Sanjeev Sanghi. Natural convection in a bottom heated horizontal cylinder // Physics of Fluids, № 17, 2005.

135. William R. Martini. Natural convection inside a horizontal cylinder // AIChE Journal, V. 6, Issue 2, 1960. pp. 251-257.

136. Труды 1-ой Российской национальной конференции по теплообмену. Том 2. Свободная конвекция. МЭИ, М. 1994.

137. Зверев В.Г., Назаренко В.А., Цимбалюк А.Ф. О влиянии тепловых потерь на результаты испытаний огнестойкости металлических конструкций // Физика горения и взрыва. 2005, т. 41, № 3. С. 98 — 105.

138. Зверев В.Г., Голъдин В.Д., Несмелое В.В., Цимбалюк А.Ф. Моделирование тепло- и массопереноса во вспучивающихся огнезащитных покрытиях // Физика горения и взрыва. — 1998, т. 34, № 2. С. 90-98.

139. Исаков Г.Н., Кузин А.Я. Моделирование тепло- и массопереноса в многослойных тепло- и огнезащитных покрытиях при взаимодействии с потоком высокотемпературного газа // Физика горения и взрыва. 1998, т. 34, № 2. С. 82 - 89.

140. Еремина Т.Ю., Бессонов Н.М. Модель оценки огнезащитной эффективности вспучивающихся водосодержащих огнезащитных составов // Пожаровзрывобезопасность. — 2000, № 3. С. 17 — 20.

141. Страхов B.J1Гаращенко А.Н., Рудзинский В.П. Математическое моделирование работы и определение комплекса характеристик вспучивающейся огнезащиты // Пожаровзрывобезопасность. -1997, №3. С. 21-30.

142. Страхов B.JI., Крутое A.M., Давыдкин А.Ф. Огнезащита строительных конструкций / Под ред. Ю.А. Кошмарова. — М.: Информационно-издательский центр «ТИМР», 2000 443 с.

143. Гомозов А.В. Исследование граничных условий теплообмена для расчета огнестойкости плоских горизонтальных строительных конструкций в условиях пожара. Дис. канд. техн. наук. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1983 - 249 с.

144. Thomas Р.Н. Effect of fuse geometry on fires in solid fuse arrays. // Heat transfer in fires, 1974-p. 129.

145. Steward F.R. Prediction of the height of turbulent diffusion buoyant flames. // Combustion Science and Technology, 1970, № 2, pp. 203212.

146. Heskestad G. Luminous heights of turbulent diffusion flames. // Fire safety journal, 1983, № 5, pp. 103-108.

147. Рекомендации no обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории. М.: ВНИИПО МВД России, 1997. 26 с.

148. Хабибулин Р.Ш. Расчет тепломассообмена в горизонтальном резервуаре с ЛВЖ (ГЖ) при воздействии тепловых потоков пожара. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ№ 2008610213 от 9.01.08. Роспатент, 2008 г.

149. Guidelines for Evaluating the Characteristics of Vapour Cloud Explosions, Flash Fires, and BLEVEs, Centre for Chemical Process Safety, AIChE, 1994.

150. Methods for the determination of possible damage to people and objects resulting from releases of hazardous materials, "Green Book" CPR 16E, Labour Inspectorate, Dir. General of Labour, Voorburg, The Netherlands, 1989.

151. B. Hagglund, L. Persson. The heat radiation from petroleum fires, FOA Report, Forvarets, Forskningsanstalt, Stokholm, 1976.

152. K. Moodie, L.T. Covvely, R.B. Denny, L.M. Small, L Williams. En-gulfment tests on a 5 tonne LPG tank, Journal of Hazardous materials, №20, pp. 55-71, 1988.

153. L.T. Cowley, A.D. Johnson. Oil and gas fires: characteristics and impact, Health and Safety Executive, OTI 92596, 1992.

154. SP Report 1996:06, Brandforskproject. Boras, SP, 1996, 50 pp.

155. Трофимов H.H., Канович M.3., Kapmauioe Э.М. и др. Физика композиционных материалов, М.: Мир, 2005. 450 с.

156. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1963. 721 с.

157. Martinsen W.E., Johnson D.W., Millsap S.B. Determining spacing by radiant heat limits. // Plant / Operations Progress, 1989, v. 8, № 1, p. 25-28.