Исследование влияния климатических условий на прогрев внешней стенки резервуара СУГ

Введение. Целью статьи является теоретическое исследование влияния климатических условий регионов Российской Федерации на прогрев боковой стенки резервуара сжиженного углеводородного газа (СУГ)  при непосредственном охвате пламени горения автомобиля на АЗС. Задачи исследования:

• провести анализ нормативно-правовой базы в области пожарной безопасности по проектированию АЗС;
• провести анализ источников литературы отечественных и зарубежных авторов по проведенным экспериментальным исследованиям огневого воздействия пламени на резервуар СУГ;
• провести численное моделирование горения автомобиля в холодное и теплое время года с учетом наибольшей скорости ветра в РФ в холодный и теплый периоды времени года;
• провести численное моделирование в теплый период времени с целью определения критической поверхностной температуры боковой стенки резервуара СУГ и расчетной скорости ветра соответствующей темпер атуры окружающей среды региона России.

Материалы и методы. Используется метод математической статистики для обработки максимальных значений температуры и скорости ветра окружающей среды для каждого региона России, а также получения эмпирических значений скорости ветра и температуры окружающей среды регионов России. Методом математического моделирования пожара проведены расчеты в теплый период времени года с целью определения критической поверхностной температуры боковой стенки резервуара СУГ и расчетной скорости ветра соответствующей температуры окружающей среды регионов России.

Результаты. Установлена зависимость между скоростью ветра и температурой окружающей среды регионов России, а также зависимость наступления критической поверхностной температуры боковой стенки резервуара СУГ от климатических условий регионов России.

Выводы. Полученные результаты исследований позволяют разработать мероприятия в части проектирования противопожарных расстояний между площадкой для автоцистерны топливозаправщика (парковки автомобиля перед его заправкой СУГ), резервуаром СУГ, газозаправочной колонки СУГ.

1. Николайчук Л.А., Дьяконова В.Д. Современное состояние и перспективы развития рынка газомоторного топлива в России // Интернет-ж урнал «Науковедение». 2016. Т. 8. № 2 (33). С. 65. DOI: 10.15862/106EVN216

2. Певнев Н.Г., Раенбагина Э.Р. Совершенствование нормативной базы по производству и безопасной эксплуатации газобаллонных автомобилей // Научный рецензируемый журнал «Вестник СибАДИ». 2016. Т. 1 (47). С. 47–53. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25582769

3. Парфененко А.П., Тимофеев А.Б. Проблемы нормирования противопожарных расстояний на территории многотопливных автозаправочных станций // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2021. № 2 (36). С. 99–103. DOI: 10.52684/2312-3702-2021-36-2-99-103

4. Parfyonenko A.P., Timofeev A.B. Assessment of designing multi-fuel filling stations // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 1001. Issue 1. Pp. 1–6. DOI: 10.1088/1757899X/1001/1/012068

5. Шавалиев Р.Р., Ягудин Р.И., Валеев Д.О., Елизарьева Е.Н., Марванов Р.В. Обеспечение пожарной безопасности автогазозаправочных станций в городе // Бюллетень результатов научных исследований. 2017. № 1–2. С. 49–59.

6. Хамидуллина Е.А., Ольгина Е.А. Автогазозаправочные станции как источник техногенной опасности // XXI век. Техносферная безопасность. 2016. Т. 1. № 2 (2). С. 21–35. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=26168218

7. Гудин С.В., Хабибулин Р.Ш., Рубцов Д.И., Рубцов В.В. Оценка расчетных величин пожарного риска на территории газораспределительной станции // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2017. Т. 26. № 1. С. 32–42. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.01.32-42

8. Швырков С.А., Воробьев В.В., Петров А.П., Шайхулов С.Ф. Снижение пожарной опасности зданий, проектируемых вблизи автомобильных газозаправочных станций // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2018. № 1. С. 13–19. DOI: 10.25257/FE.2018.1.13-19

9. Филиппов В.Н., Шебеко Ю.Н., Пономарев В.М., Навценя В.Ю., Беспалько В.В., Плицына О.В. Моделирование поведения железнодорожной цистерны с СУГ в очаге пламени // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2017. T. 26. № 11. С. 41–51. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.11.41-51

10. Филиппов В.Н., Попов В.Г., Беспалько С.В., Шебеко Ю.Н., Навценя В.Ю. Результаты комплексных исследований пожаровзрывобезопасности цистерн для перевозки сжиженных углеводородных газов // Пожаровзрывобезопасность/ Fire and Explosion Safety. 2017. Т. 26. № 10. С. 43–49. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.10.43-49

11. Костюхин А.Н. Исследование и усовершенствование способов противопожарной защиты баллонов со сжиженными углеводородными газами : дис. … канд. техн. наук. М., 2010. 161 с.

12. Droste B., Schoen W. Full-scale fire tests with unprotected and thermal insulated LPG storage tanks // Journal of Hazardous Materials. 1988. Vol. 20. Pp. 41–53. DOI: 10.1016/0304-3894(88)80043-8

13. Droste B., Schoen W., Probst U. Experimental investigations of fire protection measures of LPG storage tanks // Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries : 6th International Loss Prevention Symposium [Proceeding of Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM)]. 1989. Vol. IV. Pp. 51–1–17.

14. Droste B. Fire protection of LPG tanks with thin sublimation and intumescent coatings // Fire Technology. 1992. Vol. 28. Pp. 257–269. DOI: 10.1007/BF01857695

15. Heymes F., Aprin L., Dusserre G., Birk A., Slangen P., Baptiste J., Henri F. An experimental study of an LPG tank at low filling level heated by a remote wall // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2013. Vol. 26. Issue 6. Pp. 1484–1491. DOI: 10.1016/j.jlp.2013.09.015

16. Heymes F., Aprin L., Forestier S., Slangen P., Jarry J., François H., Dusserre G. Impact of a distant wildland fire on an LPG tank // Fire Safety Journal. 2013. Vol. 61. Pp. 100–107. DOI: 10.1016/j.firesaf.2013.08.003

17. Scarponi G., Landucci G., Heymes F., Cozzani V. Experimental and numerical study of the behavior of LPG tanks exposed to wildland fires // Process Safety and Environmental Protection. 2017. Vol. 114. Pp. 251–270. DOI: 10.1016/j.psep.2017.12.013

18. Ricci F., Scarponi G., Pastor E., Planas E., Cozzani V. Safety distances for storage tanks to prevent fire damage in Wildland-Industrial Interface // Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 147. Pp. 693–702. DOI: 10.1016/j.psep.2021.01.002

19. Rum A., Landucci G., Galletti C. Coupling of integral methods and CFD for modeling complex industrial accidents // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2017. Vol. 53. Pp. 115–128. DOI: 10.1016/j.jlp.2017.09.006

20. Ming­shu Bi, Jing­jie Ren, Bo Zhao, Wei Che. Effect of fire engulfment on thermal response of LPG tanks // Journal of Hazardous Materials. 2011. Vol. 192. Issue 2. Pp. 874–879. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2011.05.107

21. Moodie K., Cowley L.T., Denny R.B., Small L.M., Williams I. Fire engulfment tests on a 5 tonne LPG tank // Journal of Hazardous Materials. 1988. Vol. 20. Pp. 55–71. DOI: 10.1016/0304-3894(88)87006-7

22. Александренко М.В., Акулова М.В., Ибрагимов А.М. Математическое моделирование пожаров // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 4–1 (35). С. 28–29.

23. Хусаинов Ф.И. Использование программы SPSS для поиска зависимостей между переменными // Вестник транспорта. 2015. № 4. С. 33–37.