EXPERIMENTAL STUDY AND NUMERICAL SIMULATION OF METHANE-AIR MIXTURE FORMATION PROCESS IN PREMISES
Abstract
The most dangerous factor in the internal gas explosion is the overpressure, that can lead to the destruction of the building. Methane is the most widespread burnable gas in the oil and gas industry rooms. Usually, while performing explosion overpressure calculation, the most danger scenario is used when space is filled with stoichiometric concentration of air-gas mixture. In real accidents mixture may flame up at any moment that is why it will not be uniformly mixed. In this proceeding the process of explosive mixture formation at instantly ejection is considered. Methane concentrations at different levels have been experimentally estimated. The mathematical simulation by means of turbulent diffusion equation has been performed. The minimal turbulent diffusion coefficient has been determined as 5.210-3 m2/s at a vertical direction in immovable air at a temperature 25 °С. Obtained empirical value turbulent diffusion coefficient present a good agreement of experimental and calculated data. The proposed method of distribution of methane in the premises enables numerical calculation of the methane amount turned into a dangerously explosive condition with time consideration, in the future determine value AP
About the Authors
A. A. Komarov
Moscow State University of Civil Engineering
Russian Federation
Russian Federation
G. V. Vasyukov
State Fire Academy of Emercom of Russia
Russian Federation
Russian Federation
R. A. Zagumennikov
State Fire Academy of Emercom of Russia
Russian Federation
Russian Federation
E. V. Buzaev
Moscow State University of Civil Engineering
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Мишуев А. В., Казенное В. В., Хуснутдинов Д. 3. Взрывная опасность для АЭС, запроектированных и построенных в России без учета взрывной опасности // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20, № 7. - С. 21-25.
2. Мишуев А. В., Казенное В. В., Громов Н. В. Обеспечение взрывобезопасности и взрывоустойчивости промышленных, транспортных, энергетических и гражданских объектов // Вестник МГСУ. - 2011.-Вып. 1,т. 2. - С. 336-340.
3. Мишуев А. В., Казенное В. В., Громов Н. В., Лукьянов И. А., Прозоровский Д. В., Бажина Е. В. Проектирование остекления зданий с учетом требований по взрывоустойчивости и взрывобезопасности // Вестник МГСУ. - 2010. - Вып. 4, т. 2. - С. 51-55.
4. Мишуев А. В., Казеннов В. В., Гусак Л. Н. Взрывозащита зданий // Пожаровзрывобезопасность. - 2004. - Т. 13, № 6. - С. 24-25.
5. Моделирование пожаров и взрывов / Под общ. ред. Н. Н. Брушлинского, А. Я. Корольченко. - M. : Пожнаука, 2000. - 482 с.
6. Загуменников Р. А. Недостатки современной оценки пожаровзрывоопасности метана // Сб. ст. по матер. Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием "Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций", 19 апреля 2013 г. - Воронеж, 2013. - С. 361-363.
7. Васюков Г. В., Корольченко А. Я., Рубцов В. В. К вопросу о категорировании помещений для хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей // Пожаровзрывобезопасность. - 2006. - Т. 15, № 1. - С. 25-29.
8. Комаров А. А., Бажина Е. В. Определение параметров динамических нагрузок от аварийных взрывов, действующих на здания и сооружения взрывоопасных производств // Вестник МГСУ. - 2013.-№ 12.- С. 14-19.
9. Комаров А. А., Ляпин А. В. Методы повышения безопасности жилых и производственных помещений при аварийных взрывах бытового газа // Промышленное и гражданское строительство. - 2008.-№3. -С. 51-52.
10. Мокшанцев А. В., Тетерин И. М., Топольский Н. Г. Модели, методы и алгоритмы поддержки принятия управленческих решений при поиске и обнаружении пострадавших под завалами, образующимися в результате чрезвычайных ситуаций, аварий, пожаров и взрывов // Технологии техносферной безопасности: Интернет-журнал. - 2013. - Т. 51, № 5. URL : http://academygps.ru/ img/uNK/asit/ttb/2013-5/19-05-13.ttb.pdf (дата обращения: 26.09.2014).
11. Симаков В. В., Тетерин И. М., ТопольскийН. Г., Зеркаль А. Д., Мокшанцев А. В., Нгуен Тханг Куанг. О применении модуля ближней радиолокации в автоматизированных системах предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций // Технологии техносферной безопасности: Интернет-журнал. -2012. -Т. 42, № 2. URL : http://agps-2006.narod.ru/ttb/2012-2/11-02-12.ttb.pdf (дата обращения: 10.02.2015).
12. Комаров А. А., Васюков Г. В., Загуменников Р. А., Бузаев Е. В. Взрыв газа на газонаполнительной станции в поселке Чагода. Причины и последствия // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23, № 7. - С. 58-64.
13. Комаров А. А., ЧиликинаГ. В. Условия формирования взрывоопасных облаков в газифицированных жилых помещениях // Пожаровзрывобезопасность. - 2002. - Т. 11, № 4. - С. 24-28.
14. Васюков Г. В., Корольченко А. Я., Рубцов В. В. Образование взрывоопасных объемов при аварийном поступлении пропан-бутановых смесей в помещение // Пожаровзрывобезопасность. - 2005. - Т. 14, № 6. - С. 39-42.
15. Путилов К. А. Курс физики. - М. : Физматгиз, 1963. - Т. 1. - 560 с.
16. Годунов С. К., Рябенький В. С. Разностные схемы (введение в теорию) : учебное пособие. - М. : Наука, 1977. - 440 с.
17. Chuan-jie Zhu, Bai-quan Lin, Bing-you Jiang, Qian Liu, Yi-du Hong. Numerical Simulation of blast wave oscillation effects on a premixed methane/air explosion in closed-end ducts // Journal of Loss PreventionintheProcessIndustries.-2013.-Vol. 26,No. 4. - P. 851-861. URL: http://www.sci-encedirect.com/science/article/pii/S0950423013000399 (дата обращения: 28.09.2014).
18. LeiPang, Tong Wang, QiZhang, QiujuMa, Lu Cheng. Nonlinear distribution characteristics of flame regions from methane-air explosions in coal tunnels // Process Safety and Environmental Protection. - 2014. - Vol. 92, No. 3. - P. 193-198. URL : http://www.sciencedirect.com/science/article/ pii/S0957582013000037 (дата обращения: 24.09.2014).
19. Valeria Di Sarli, Almerinda DiBenedetto, Gennaro Russo. Using Large Eddy Simulation for understanding vented gas explosions in the presence of obstacles // Journal of Hazardous Materials. - 2009. - Vol. 169, No. 1-3. - P. 435-442. URL : http://www.sciencedirect.com/science/article/ pii/S0304389409005172 (дата обращения: 24.09.2014).
20. СП 12.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты: приказ МЧС России от 25.03.2009 № 172; введ. 01.05.2009. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009.
21. Корольченко А. Я. Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. - М. : Пожнаука, 2010. - 117 с.
22. Бузаев Е. В. Формирование взрывопожароопасных облаков тяжелых и легких углеводородных соединений на примере взрывной аварии // Сб. матер. междунар. науч.-практ. конф. "Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации". - М. : Академия ГПС МЧС России, 2012. - С. 282-284.
23. Абросимов А. А. Экология переработки углеводородных систем. - М.: Химия, 2002. - 608 с.
24. МаршаллВ. Основные опасности химических производств / Пер.с англ.-М. :Мир, 1989. - 672 с.
25. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение.-М. :Химия, 1991.-432 с.
26. Пузач С. В., Лебедченко О. С., Воробьев П. С. Модельная задача определения коэффициентов участия водорода в горении и взрыве // Пожаровзрывобезопасность. - 2007. - Т. 16, № 5. - С. 16-18.
27. Пузач С. В. Методы расчета тепломассообмена при пожаре в помещении и их применение при решении практических задач пожаровзрывобезопасности. - М. : Академия ГПС МЧС России, 2005. -336 с.
Review
For citations:
Komarov A.A., Vasyukov G.V., Zagumennikov R.A., Buzaev E.V. EXPERIMENTAL STUDY AND NUMERICAL SIMULATION OF METHANE-AIR MIXTURE FORMATION PROCESS IN PREMISES. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2015;24(4):30-38. (In Russ.)
Views:
409
Email this article 