Вплив параметрів руху затоплених пінних струменів на “підшарове” гасіння пожеж в резервуарах з нафтопродуктами

Автор(и)

  • Tetiana Voitovych Львівський державний університет безпеки життєдіяльності вул. Клепарівська, 35, м. Львів, Україна, 79007, Україна https://orcid.org/0000-0002-6375-6548
  • Vasyl Kovalyshyn Львівський державний університет безпеки життєдіяльності вул. Клепарівська, 35, м. Львів, Україна, 79007, Україна https://orcid.org/0000-0002-5463-0230
  • Yaroslav Novitskyi Національний університет «Львівська політехніка» вул. С. Бандери, 12, м. Львів, Україна, 79013, Україна https://orcid.org/0000-0001-9525-5951
  • Dmytro Voytovych Львівський державний університет безпеки життєдіяльності вул. Клепарівська, 35, м. Львів, Україна, 79007, Україна https://orcid.org/0000-0002-2280-5585
  • Pavlo Pastukhov Львівський державний університет безпеки життєдіяльності вул. Клепарівська, 35, м. Львів, Україна, 79007, Україна https://orcid.org/0000-0002-3140-1101
  • Volodymyr Firman Львівський національний університет імені Івана Франка вул. Університетська, 1, м. Львів, Україна, 79000, Україна https://orcid.org/0000-0003-0549-8373

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.206032

Ключові слова:

нафтопродукти, пожежі в резервуарах, “підшарове” гасіння, піноутворювач

Анотація

Одним з найбільш безпечних способів гасіння пожеж в резервуарах з нафтою і нафтопродуктами є “підшарове” гасіння. Для цього способу використовують пінний концентрат з фторованими стабілізаторами, водний розчин якого здатен самовільно розтікатись і покривати поверхню нафти і нафтопродуктів тонкою плівкою. У роботі представлено математичну модель руху затопленого невільного пінного струменя в середовищі моторного палива, яка адекватно описує реальні фізичні процеси, що відбуваються при “підшаровому” гасінні пожеж у вертикальних сталевих резервуарах. Визначено параметри руху затоплених струменів піни низької кратності в резервуарі з моторним паливом, які будуть оптимальними для транспортування піни через товщу палива на його поверхню. Визначено, що рух затопленого пінного струменя характеризується значним згасанням (від 36 до 1,5 м/с) початкової швидкості із подальшим її зростанням завдяки дії сили Архімеда. Високі значення початкової швидкості струменя призводять до руйнування піни і відповідно гіршого гасіння пожежі. Зменшення початкової швидкості пінного струменя при заданій інтенсивності подачі слід здійснювати шляхом збільшення відповідної кількості пінних струменів із початковою швидкістю в діапазоні від 2 до 3 м/с. Пінні струмені слід розміщувати по колу радіуса, при якому зберігався б їх взаємний вплив, а швидкість збірного пінного струменя не перевищувала б рекомендованих для конкретного піноутворювача максимальних значень (3–5 м/с). Це призводить до покращення стійкості руху збірного струменя, зменшення руйнування піни в процесі її переміщення та недопущення виносу палива на поверхню горіння. Зроблені від реалізації математичної моделі рішення повністю узгодились з результатами, отриманими під час експериментальних досліджень з гасіння макетної пожежі класу В на спроектованій установці, яка є зменшеним варіантом резервуара “РВС-5000”

Біографії авторів

Tetiana Voitovych, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності вул. Клепарівська, 35, м. Львів, Україна, 79007

Ад’юнкт

Кафедра ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій

Vasyl Kovalyshyn, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності вул. Клепарівська, 35, м. Львів, Україна, 79007

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій

Yaroslav Novitskyi, Національний університет «Львівська політехніка» вул. С. Бандери, 12, м. Львів, Україна, 79013

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технічної механіки та динаміки машин

Dmytro Voytovych, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності вул. Клепарівська, 35, м. Львів, Україна, 79007

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра пожежної тактики та аварійно-рятувальних робіт

Pavlo Pastukhov, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності вул. Клепарівська, 35, м. Львів, Україна, 79007

Кандидат технічних наук, науковий співробітник

Науково-дослідна лабораторія пожежної безпеки

Volodymyr Firman, Львівський національний університет імені Івана Франка вул. Університетська, 1, м. Львів, Україна, 79000

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра безпеки життєдіяльності

Посилання

  1. Kovalyshyn, V. V., Vasylieva, O. E., Koziar, N. M. (2007). Pinne hasinnia. Lviv: Spolom, 168.
  2. Nolan, D. P. (2011). Handbook of fire and explosion protection engineering principles for oil, gas, chemical and related facilities. Elsevier, 340.
  3. Sharovarnikov, A. F. (2000). Protivopozharnye peny. Sostav, svoystva, primenenie. Moscow: Znak, 445.
  4. Kovalyshyn, V. V., Kyryliv, Ya. B., Gusar, B. M., Voitovych, T. M., Kovalyshyn, Vol. V., Korniyenko, A. O., Chernetsky, V. V. (2017). Prospects of fire extinguishing with water fire extinguishers. Pozhezhna bezpeka, 31, 49–58.
  5. Sheinson, R. S., Williams, B. A., Green, C., Fleming, J. W., Anleitner, R., Ayers, S., Maranghides, A. (2002). The future of aqueous film forming foam (AFFF): Performance Parameters and Requirements. Available at: http://www.nist.gov/el/fire_research/upload/R0201327.pdf
  6. Xu, Z., Guo, X., Yan, L., Kang, W. (2020). Fire-extinguishing performance and mechanism of aqueous film-forming foam in diesel pool fire. Case Studies in Thermal Engineering, 17, 100578. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2019.100578
  7. Nakakuki, A. (1981). Historical study of fire extinguishing in oil tanks equipped with a supply system under the layer. Haikai Hijutsu Kenko Kekaisi, 21 (2), 73–77.
  8. Nurimoto, H. (1977). Firefighting installations in oil storage facilities by introducing foam under a layer of petroleum product. Kasai, 27 (3), 11–19.
  9. Instruktsiya pro poriadok zastosuvannia i vyprobuvannia pinoutvoriuvachiv dlia pozhezhohasinnia. Nakaz Ministerstva nadzvychainykh sytuatsiy vid 24.11.2008 r. No. 851.
  10. Persson, H., Lönnermark, A. (2004). Tank fires: review of fire incidents 1951-2003: Brandforsk Project 513-021. Boræas: SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut.
  11. Xu-Qing, L., Quan-Zhen, L., Hong, G. (2011). Study of fire fighting system to extinguish full surface fire of large scale floating roof tanks. Procedia Engineering, 11, 189–195. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.04.646
  12. Zhao, H., Liu, J. (2016). The Feasibility Study of Extinguishing Oil Tank Fire by Using Compressed Air Foam System. Procedia Engineering, 135, 61–66. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.01.080
  13. Vinogradov, S., Shakhov, S., Prysyazhniuk, V. (2017). Development of a Compressed Air Foam System. Problemy pozharnoy bezopasnosti, 42, 12–21. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Ppb_2017_42_5
  14. Sharovarnikov, A. F., Molchanov, V. P., Voevoda, S. S., Sharovarnikov, S. A. (2007). Tushenie pozharov nefti i nefteproduktov. Moscow: Pozhnauka, 380.
  15. Korolchenko, D. A., Sharovarnikov, A. F. (2016). Factors which reduce fire extinguishing efficiency of sublayer system during suppression of the flame of oil products. Fire and Explosion Safety, 25 (4), 56–67. doi: https://doi.org/10.18322/pvb.2016.25.04.56-67
  16. Kokorin, V. V., Romanova, I. N., Khafizov, F. Sh. (2012). The problems of effective fire suppression of vertical steel storage tanks in the fuel layer. Electronic Scientific Journal “Oil and Gas Business”, 3, 255–260. Available at: http://ogbus.ru/authors/Kokorin/Kokorin_1.pdf
  17. Sharovarnikov, S. A., Korol’chenko, D. A., Lyapin, A. V. (2014). Extinguishing of the multicomponent composite fuels by aqueous film forming foam by sublayer way. Fire and Explosion Safety, 23 (6), 76–81.
  18. Mahley, H. S. (1975). Fight tank fires, subsurface. Hydrocarbon Process, 54 (8), 72–75.
  19. Instruktsiya shchodo hasinnia pozhezh u rezervuarakh iz naftoiu ta naftoproduktamy: NAPB 05.035-2004. Nakaz Ministerstva nadzvychainykh sytuatsiy Ukrainy vid 16.02.2004 r. No. 75.
  20. Pro zatverdzhennia Metodyky rozrakhunku syl i zasobiv, neobkhidnykh dlia hasinnia pozhezh u budivliakh i na terytoriyakh riznoho pryznachennia. Nakaz Ministerstva nadzvychainykh sytuatsiy Ukrainy vid 16.12.2011 No. 1341.
  21. Voitovych, T. M., Kovalyshyn, V. V., Chernetskyi, V. V. (2019). Design and calculation specifics of the subsurface fire extinguishing system. Fire Safety, 34, 21–27. doi: https://doi.org/10.32447/20786662.34.2019.04
  22. National Fire Protection Association (2010). NFPA 11: Standard for low-, medium-, and high-expansion foam. Quincy, MA.
  23. Voitovych, T. M., Gusar, B. M., Kovalyshyn, V. V., Koshelenko, V. V., Grushovinchuk, O. V. (2018). Research on domestically produced fire-fighting foam agents for subsurface fire extinguishing. Fire Safety, 32, 5–14. doi: https://doi.org/10.32447/20786662.32.2018.01
  24. Zhang, S., Gu, X. (1992). Design and flow control of subsurface injection system for mobile oil tanks. Proceedings of the 1st Asia-Oceania Symposium on Fire Science and Technology. International Association for Fire Safety Science. Available at: http://iafss.org/publications/aofst/1/348/view/aofst_1-348.pdf
  25. Alyamovskiy, A. A., Sobachkin, A. A., Odintsov, E. V., Haritonovich, A. I., Ponomarev, N. B. (2008). SolidWorks 2007/2008. Komp'yuternoe modelirovanie v inzhenernoy praktike. Sankt-Peterburg: BHV-Peterburg.
  26. Alyamovskiy, A. A. (2010). Inzhenernye raschety v SollidWorks Simulation. Moscow: DMK Press, 464.
  27. Alyamovskiy, A. A. (2012). SolidWorks Simulation. Kak reshat' prakticheskie zadachi. Sankt-Peterburg: BHV-Peterburg, 445.
  28. Dudareva, N. Yu., Zagayko, S. A. (2007). SolidWorks 2007. Sankt-Peterburg: BHV-Peterburg, 1328.
  29. Abramovich, G. N. (2011). Teoriya turbulentnyh struy. Reprintnoe vosproizvedenie izdaniya 1960 g. Moscow: EKOLIT, 720.
  30. Vozniak, L. V., Himer, P. R., Merdukh, M. I., Panevnyk, O. V. (2012). Hidravlika. Ivano-Frankivsk: IFNTUNH, 327.
  31. Bezrodniy, I. F. (Ed.) (2003). Ftorsinteticheskie plenkoobrazuyushchie penoobrazovateli UNISERAL. Rekomendatsii po ispol'zovaniyu pernoobrazovateley UNISERALAF 15-01, UNISERALAF 15-21, UNISERALAF 22. Moscow: OOO «PTV-TSentr».
  32. DSTU 7224:2011. Metrology. Pressure gauges, pressure-vacuum gauges, vacuum gauges, draft gauges, draft-head gauges, head gauges, with pneumatic output signals. Procedure of verification (calibration).

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-30

Як цитувати

Voitovych, T., Kovalyshyn, V., Novitskyi, Y., Voytovych, D., Pastukhov, P., & Firman, V. (2020). Вплив параметрів руху затоплених пінних струменів на “підшарове” гасіння пожеж в резервуарах з нафтопродуктами. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(10 (105), 6–17. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.206032

Номер

Том 3 № 10 (105) (2020): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Tetiana Voitovych, Vasyl Kovalyshyn, Yaroslav Novitskyi, Dmytro Voytovych, Pavlo Pastukhov, Volodymyr Firman

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.