ШАНГАРАЕВ Рустам Рашитович, адъюнкт
129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4
РИНЦ ID: 1064932
Rustam R. SHANGARAEV, Postgraduate Student
Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366
ID RISC: 1064932
Введение. Крупные пожары достаточно часто сопровождаются образованием огневых шаров (ОШ), которые создают значительные тепловые нагрузки. В результате охвата пожаром емкости, содержащей перегретую жидкость, происходит физический взрыв, из-за чего высвобождается значительное количество топлива, образующего огневой шар. Данное явление опасно тем, что при коротком времени жизни оно способно нанести термические травмы на значительных расстояниях. Существующие методы прогнозирования последствий огневого шара, изложенные в различной отечественной нормативной документации и зарубежной литературе, не в полной мере отражают возможные значения тепловых нагрузок. В связи с этим была разработана вычислительная методика определения тепловых нагрузок, учитывающая перемещение огневого шара.
Цели и задачи. Целью настоящего исследования является апробация разработанной вычислительной методики определения тепловых нагрузок, в которой учитываются кинематические характеристики огневого шара. В исследовании решались следующие задачи:
●● проверить работоспособность модели подъема огневого шара;
●● провести сравнительный анализ тепловых нагрузок по разработанной методике с результатами расчета отечественных и зарубежных методик;
●● провести вычислительный эксперимент по влиянию подвижности воздушной среды (влиянию ветра 7 м/с) на тепловые нагрузки.
Методы исследования. Для проверки работоспособности модели подъема ОШ использовались кадры съемки формирования огневого шара. По кадрам съемки отслеживалось положение огневого шара в пространстве и его кинематические характеристики. Используя кинематические параметры, были определены тепловые нагрузки. Для оценки адекватности вычислений тепловых нагрузок использовался сравнительный анализ результатов расчетов разработанной вычислительной методики с результатами расчетов по существующим отечественным и зарубежным методикам. Для обоснования применения разработанной вычислительной методики определения тепловых нагрузок, учитывающей кинематические параметры огневого шара, был проведен вычислительный эксперимент с использованием программно-вычислительного комплекса MATLAB.
Результаты и их обсуждение. Результаты расчета кинематических параметров удовлетворительно коррелируются с результатами математического моделирования. Полученные значения тепловых нагрузок по разработанной вычислительной методике удовлетворительно согласуются с результатами расчетов по существующим отечественным и зарубежным методикам. На основании выполненных в статье расчетов показано, что изменение газодинамических потоков (снос ветром) приводит к значительному изменению поражающих факторов огневых шаров, которые формируются при пожарах в аварийных ситуациях.
Выводы. Результаты проведенных исследований позволили оценить адекватность работоспособности усовершенствованной вычислительной методики определения тепловых нагрузок при авариях, сопровождающихся огневыми шарами, а также обосновать актуальность применения разработанного метода.
Introduction. Large fires are quite often accompanied by the formation of fireballs (OSH), which create significant thermal loads. As a result of the fire coverage of a container containing an overheated liquid, a physical explosion occurs, which releases a significant amount of fuel forming a fireball. This phenomenon is dangerous because, with a short lifetime, it is capable of causing thermal injuries over considerable distances. The existing methods of predicting the consequences of a fireball, set out in various domestic regulatory documents and foreign literature, do not fully reflect the possible values of thermal loads. In this regard, a computational method for determining thermal loads was developed, taking into account the movement of the fireball.
Goals and objectives. The purpose of this study is to test the developed computational methodology for determining thermal loads, which takes into account the kinematic characteristics of the fireball. The following tasks were solved in the study:
Research methods. To check the operability of the OSH lifting model, footage of the formation of a fireball was used. According to the shooting frames, the position of the fireball in space and its kinematic characteristics were tracked. Using kinematic parameters, thermal loads were determined. To assess the adequacy of calculations of thermal loads, a comparative analysis of the results of calculations of the developed computational methodology with the results of calculations using existing domestic and foreign methods was used. To substantiate the application of the developed computational methodology for determining thermal loads, taking into account the kinematic parameters of the fireball, a computational experiment was conducted using the MATLAB software and computing complex.
Results and their discussion. The results of the calculation of kinematic parameters are satisfactorily correlated with the results of mathematical modeling. The obtained values of thermal loads according to the developed computational methodology are in satisfactory agreement with the results of calculations according to existing domestic and foreign methods. Based on the calculations performed in the article, it is shown that a change in gas dynamic flows (wind demolition) leads to a significant change in the damaging factors of fireballs that are formed during fires in emergency situations.
Conclusions. The results of the research made it possible to assess the adequacy of the performance of the improved computational methodology for determining thermal loads in accidents accompanied by fireballs, as well as to justify the relevance of the application of the developed method.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.