Визначення динамічних процесів у резервуарі після його відриву від днища в умовах пожежі
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.323390Ключові слова:
відрив резервуара, чисельне моделювання, метод скінченних елементів, регресійний аналізАнотація
Об’єктом дослідження є процес відриву корпусу вертикального сталевого резервуара від днища під впливом аварійних теплових і динамічних навантажень, характерних для пожеж на резервуарних парках. Вирішувалась проблема прогнозування параметрів траєкторії руху вертикального сталевого резервуара з паливом під час його відриву при дії внутрішнього надлишкового тиску в умовах теплового впливу пожежі.
Досліджено динамічні процеси руйнування зварного шва внизу огородження резервуара та процеси витікання палива з нього. При проведенні досліджень було обґрунтовано комп’ютерну модель процесу відриву частини резервуара, яка враховує геометричну та фізичну нелінійності поведінки матеріалу в таких умовах, а також гідродинамічні процеси при витіканні палива. Комп’ютерне моделювання показало, що висота підлітання резервуара при його відриві від днища залежить від рівня його заповнення та загального об’єму. При цьому менший рівень заповнення резервуара та менший його об’єм зумовлює меншу висоту його підлітання. Це пояснюється тим, що збільшення ваги механічної системи, якою є резервуар із нафтопродуктом, приводить до збільшення енергії для відповідної висоти підлітання.
Для описання виявлених закономірностей проведено регресійний аналіз, У результаті встановлено емпіричні залежності між кінематичними параметрами траєкторії підлітання, конструктивними характеристиками резервуара та рівнем його заповнення. Показана прийнятна адекватність даних отриманих за виявленою регресійною залежністю.
Виявлені закономірності є науковим підґрунтям для створення практичних рекомендацій щодо технологічних вимог щодо зберігання нафтопродуктів у вертикальних резервуарах для зменшення ризику їхнього підлітання на великі дистанції під час внутрішнього вибуху внаслідок пожежі
Посилання
- World Fire Statistics 2011-2023. Available at: https://www.ctif.org/world-fire-statistics
- Informatsiyno-analitychna dovidka pro nadzvychaini sytuatsiyi v Ukraini, shcho stalysia uprodovzh 2018-2022 rokiv. Available at: https://dsns.gov.ua/uk/operational-information/nadzvicaini-situaciyi-v-ukrayini-2/dovidka-za-rik
- Basmanov, O., Oliinyk, V., Afanasenko, K., Hryhorenko, O., Kalchenko, Y. (2024). Building a model of oil tank water cooling in the case of fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (131)), 53–61. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.313827
- Semerak, M., Pozdeev, S., Yakovchuk, R., Nekora, O., Sviatkevych, O. (2018). Mathematical modeling of thermal fire effect on tanks with oil products. MATEC Web of Conferences, 247, 00040. https://doi.org/10.1051/matecconf/201824700040
- Oliinyk, V., Basmanov, O., Romanyuk, I., Rashkevich, O., Malovyk, I. (2024). Building a model of heating an oil tank under the thermal influence of a spill fire. Ecology, 4 (10 (130)), 21–28. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.309731
- Kolomiiets, V., Abramov, Y., Basmanov, O., Sobyna, V., Sokolov, D. (2023). Determining the dynamic characteristics of a class B fire in the case of extinguishing by water spray. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (126)), 50–57. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.292767
- Ibrahim, H. A., Syed, H. S. (2015). Pool fires of hydrocarbons storage tanks occurrence,parameters,modeling and ccontrol. International Journal of Advance Engineering and Research Development (IJAERD), 2 (11), 53–62. Available at: https://www.ijaerd.org/index.php/IJAERD/article/view/1039
- Chernetskyi, V. V. (2015). Vplyv teplovykh faktoriv pozhezhi na tsilisnist vertykalnykh stalevykh rezervuariv z naftoproduktamy. Lviv, 121.
- Wang, M., Wang, J., Yu, X., Zong, R. (2023). Experimental and numerical study of the thermal response of a diesel fuel tank exposed to fire impingement. Applied Thermal Engineering, 227, 120334. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.120334
- Wu, Z., Hou, L., Wu, S., Wu, X., Liu, F. (2020). The time-to-failure assessment of large crude oil storage tank exposed to pool fire. Fire Safety Journal, 117, 103192. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2020.103192
- Nesukh, M., Subota, A., Shvydenko, A., Ivanenko, O. (2024). Experimental investigation of the strength of welded joints in the release of vertical steel tanks from the bottom during a fire. JOURNAL of Donetsk Mining Institute, 1 (54), 92–103. https://doi.org/10.31474/1999-981x-2024-1-92-103
- Duong, D. H., Hanus, J. L., Bouazaoui, L., Pennetier, O., Moriceau, J., Prod’homme, G., Reimeringer, M. (2012). Response of a tank under blast loading -- part I: experimental characterisation of blast loading arising from a gas explosion. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 16 (9), 1023–1041. https://doi.org/10.1080/19648189.2012.699741
- Levy, A., Pifko, A. B. (1981). On computational strategies for problems involving plasticity and creep. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 17 (5), 747–771. https://doi.org/10.1002/nme.1620170508
- Monaghan, J. J. (2005). Smoothed particle hydrodynamics. Reports on Progress in Physics, 68 (8), 1703–1759. https://doi.org/10.1088/0034-4885/68/8/r01
- Hallquist, J. O. (2005). LS-DYNA Theory Manual. California. Available at: https://www.dynamore.de/en/downloads/manuals/ls-dyna-manuals/ls-dyna-theory-manual-2005-beta.pdf
- Nesukh, M., Subota, A., Shvydenko, A., Nekora, O. (2024). Research on the destruction processes of welded joints under conditions of detachment of the vertical steel tank body from the bottom during a fire. Municipal Economy of Cities, 4 (185), 186–196. https://doi.org/10.33042/2522-1809-2024-4-185-186-196
- Monaghan, J. J., Gingold, R. A. (1983). Shock simulation by the particle method SPH. Journal of Computational Physics, 52 (2), 374–389. https://doi.org/10.1016/0021-9991(83)90036-0
- Pozdieiev, S., Nekora, O., Kryshtal, T., Zazhoma, V., Sidnei, S. (2018). Method of the calculated estimation of the possibility of progressive destruction of buildings in result of fire. MATEC Web of Conferences, 230, 02026. https://doi.org/10.1051/matecconf/201823002026
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Mykhailo Nesukh, Andriy Subota, Andrii Shvydenko, Olga Nekora, Oleh Kulitsa, Mykhailo Kropyva
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.
