Радіальні водяні струмені-екрани для протипожежного захисту - Автореферат

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРадіальні водяні струмені-екрани для протипожежного захисту. У роботі представлено теоретичне обґрунтування гідравлічних параметрів і характеристик радіальних водяних струменів-екранів, використання яких дозволяє здійснити захист сусідніх з палаючим вертикальних сталевих резервуарів для зберігання нафти і нафтопродуктів ємністю до 3000 м3 від теплового випромінювання факела полумя. Захист резервуарів від дії теплового потоку полягає у встановленні між палаючим і кожним з ним сусідніми резервуарами радіальних водяних струменів-екранів, які поглинають та екранують теплову енергію, спрямовану на металевий борт обєкта захисту, внутрішнє середовище якого заповнене нафтою, нафтопродуктом або їхніми парами у суміші з повітрям. Даний спосіб захисту резервуарів відрізняється від традиційного тим, що його активний період триває без безпосередньої участі персоналу підрозділів пожежно-рятувальної служби, що дозволяє забезпечити їхню безпеку в умовах впливу небезпечних факторів пожежі.В сучасних умовах під час гасіння пожеж на складах нафти і нафтопродуктів (СНН) підрозділи пожежно-рятувальної служби застосовують широкий спектр технічних засобів і тактичних прийомів. Слід зазначити, що при існуючому підході до гасіння пожеж на інженерних спорудах (ІС) СНН, і зокрема в резервуарних парках для зберігання нафти і нафтопродуктів, захист палаючого та сусідніх з ним резервуарів вертикальних сталевих (РВС) забезпечується за рахунок подавання на верхні пояси стінок компактних водяних струменів з метою інтенсивного охолодження їхніх поверхонь, що перешкоджає виникненню температурних напружень металу з наступною втратою конструктивних параметрів (несучих огороджувальних властивостей). Внаслідок проливання великої кількості води (до 180 л/с), всередині обвалування групи РВС створюється значний шар води, який згодом не дозволяє ефективно маневрувати персоналу пожежно-рятувальної служби, а у випадку виникнення екстремальної ситуації - швидко залишити небезпечну зону. Таким чином, виникла потреба у створенні такої методики протипожежного захисту резервуарних парків СНН і, насамперед, РВС, яка передбачатиме використання певного пристрою, що за технічним рішенням одночасно відповідав би вимогам ефективного захисту резервуарів від теплового випромінювання факела полумя та забезпечував безпеку персоналу. Методи дослідження - методи розвязання нестаціонарних задач та експериментального дослідження геометричних параметрів встановлення радіального водяного струменя в лабораторії та на натурних зразках у полігонних умовах; теплофізичні методи аналізу процесів, які відбуваються під час гасіння пожеж нафтопродуктів у резервуарах; методи математичного планування експериментів та регресійний аналіз для визначення оптимальних параметрів струменеутворюючого пристрою для створення радіального водяного струменя; моделювання взаємодії елементів системи «палаючий резервуар - радіальний водяний струмінь - сусідній резервуар»; метод полігонних випробувань ефективності радіального водяного струменя.Ставлячи перед собою задачу захистити РВС від впливу теплового потоку за допомогою радіальних водяних струменів-екранів (водяних завіс) з метою скоротити сумарну витрату води, загальний час встановлення теплового захисту з одночасним захистом людей від небезпеки, необхідно зауважити: стволи з насадками для створення компактних водяних струменів, що застосовуються на сучасному етапі підрозділами пожежно-рятувальної служби, в даному випадку не відповідають змісту поставленої задачі через значні витрати води. У другому розділі «Задачі дослідження і теоретичне обґрунтування параметрів радіального водяного струменя» розвязана нестаціонарна задача про розподілення температур у тілі вертикального сталевого резервуара з нафтопродуктом з урахуванням конвективної теплопередачі та підігріву середовища, що знаходиться всередині, обґрунтовано геометричні параметри радіального водяного струменя для конкретних умов його застосування - захисту від впливу теплового потоку РВС-3000. Для оцінки пожежонебезпечності вертикального сталевого резервуара, в якому зберігається легкозаймиста рідина, необхідно знайти відповідь на питання нестаціонарної передачі тепла конвекцією до тіла резервуара та від нього, розподілення температур у тілі резервуара, а також підігріву середовища, яке знаходиться всередині. Тому в дисертації додатково була розвязана задача розподілення температур у стінці сусіднього з палаючим резервуара та внутрішнього середовища, що безпосередньо диктує вимоги до параметрів водяного теплозахисного екрана.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ