Preview

Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety

Advanced search

Reduction of radiant heat flux by “SOGDA” fire barrier

https://doi.org/10.18322/PVB.2018.27.04.58-66

Abstract

Introduction. The innovative technology of heat flux reduction implemented using the heat-shielding water-film barrier “SOGDA” (model 1), according to the results of previous experimental studies, allows to reduce the radiant heat flux by more than 50 times. However, the thermal and physical mechanisms of this process are not sufficiently studied, which does not allow to justify the technical characteristics of heat shields under given conditions for their operation. Purposes and objectives. The purpose of the article is to evaluate experimentally and theoretically the coefficient of the reduction of radiant heat flux by a heat-shielded water-film fire barrier under the “standard” fire mode. To achieve this, a mathematical model was developed for calculating the coefficient of reduction of radiant heat flux by the fire barrier, an assessment was made of the physical mechanisms of the reduction of radiant heat flux by a fire barrier, and an experimental time dependence of the density of radiant heat flux passing from a small oven through the barrier installed in one of its walls to the outside was obtained. Methods. There are used a theoretical method for calculating radiant heat transfer based on the Stefan-Boltzmann equation and an experimental method for studying the reduction of radiant heat transfer in a small-sized furnace for testing building structures for fire resistance in the “standard” fire mode. Results. The physical mechanisms of the reduction of radiant heat flux by the fire barrier are substantiated. It is shown that the fire barrier with a size of 1.5´1.5 m at a temperature inside the furnace 1030 °C absorbs, reflects and disperses 99 % of the radiant heat flux incident on it. Experimental time dependence of the density of the radiant heat flux at a distance of 0.5 m from the geometric center of the unheated surface of the barrier is obtained. It is found that in the case of the “standard” fire, the coefficient of reduction of radiant heat flux by the fire barrier “SOGDA” (model 1) varies depending on the time from the onset of natural gas combustion in the range from 380 to 80. The conclusion. Further experimental studies will be aimed at a more detailed study of the thermal and physical mechanisms for the reduction of a radiant heat flux through the barrier, which will allow us to justify the technical characteristics of heat shields under given conditions for their operation without additional experimental studies.

About the Authors

A. B. Akhmedov
ООО “СпецПожТех”
Russian Federation


V. Yu. Shimko
ООО “СпецПожТех”
Russian Federation


S. V. Puzach
Академия ГПС МЧС России
Russian Federation


References

1. Лебедева М. И., Богданов А. В., Колесников Ю. Ю. Аналитический обзор статистики по опасным событиям на объектах нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности Технологии техносферной безопасности. -2013. -Вып. 4(50).-9 c.

2. Давыдкин С. А., Намычкин А. Ю. Анализ аварий на объектах нефтегазовой промышленности Технологии техносферной безопасности. - 2007. - Вып. 6(16). - 7 c. URL: http:agps- 2006.narod.ruttb2007-606-06-07.ttb.pdf (дата обращения: 15.03.2018).

3. Кармес А. П. Технические проблемы обеспечения тушения и предотвращения пожаров на нефтегазопроводах Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. - 2014. - № 1. -С. 24-31.

4. Collin A., Lechene S., Boulet P., Parent G. Water mist and radiation interactions: application to a water curtain used as a radiative shield Numerical Heat Transfer, Part A: Applications.-2010.-Vol. 57, Issue 8. -P. 537-553. DOI: 10.108010407781003744722.

5. Benbrik A., Cherifi M., Meftah S., Khelifi M. S., Sahnoune K. Contribution to fire protection of the LNG storage tank using water curtain International Journal of Thermal and Environmental Engineering. -2010. -Vol. 2, No. 2. -P. 91-98. DOI: 10.5383ijtee.02.02.005.

6. Boulet P., Collin A., Parent G. Heat transfer through a water spray curtain under the effect of a strong radiative source Fire Safety Journal.-2006.-Vol. 41, No. 1.-P. 15-30. DOI: 10.1016j.firesaf. 2005.07.007.

7. Choi C. L. Radiation blockade effects by water curtain International Journal on Engineering Performance- Based Fire Codes. -2004.-Vol. 6, No. 4. -P. 248-254.

8. Xishi Wang, Qiong Tan, Zhigang Wang, Xiangxiao Kong, Haiyong Cong. Preliminary study on fire protection of window glass by water mist curtain International Journal of Thermal Sciences.-2018.- Vol. 125.-P. 44-51. DOI: 10.1016j.ijthermalsci.2017.11.013.

9. Buchlin J.-M. Thermal shielding by water spray curtain Journal of Loss Prevention in the Process Industries. -2005.-Vol. 18, No. 4-6. -P. 423-432. DOI: 10.1016j.jlp.2005.06.039.

10. Yang W., Parker T., Ladouceur H. D., Kee R. J. The interaction of thermal radiation and water mist in fire suppression Fire Safety Journal.-2004.-Vol. 39, Issue 1.-P. 41-66. DOI: 10.1016j.firesaf. 2003.07.00.

11. Tseng C. C., Viskanta R. Absorptance and transmittance of water spraymist curtains Fire Safety Journal. -2007.-Vol. 42, Issue 2. -P. 106-114. DOI: 10.1016j.firesaf.2006.08.005.

12. Cheng Hao, Hadjisophocleous G. V. Experimental study and modeling of radiation from compartment fires to adjacent buildings Fire Safety Journal.-2012.-Vol. 53.-P. 43-62. DOI: 10.1016j.firesaf. 2012.06.005.

13. Pei Zhu, Xishi Wang, Zhigang Wang, Haiyong Cong, Hiaomin Ni. Experimental and numerical study on attenuation of thermal radiation from large-scale pool fires by water mist curtain Journal of Fire Science. -2015.-Vol. 33, No. 4. -P. 269-289. DOI: 10.11770734904115585796.

14. Cheung W. Y. Radiation blockage of water curtain International Journal on Engineering Performance- Based Fire Codes. -2009.-No. 1. -P. 7-13.

15. Шимко В. Ю. Использование водопленочных теплозащитных экранов для защиты от теплового излучения при горении проливов сжиженного природного газа Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. -2013.-Т. 22, № 12. -С. 63-67.

16. Брушлинский Н. Н., Усманов М. Х., Шимко В. Ю., Карпов В. Л., Курбанов А. Х. Метод защиты от распространения пожаров опасных газов и радионуклидов Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. -2014.-Т. 23, № 5. -С. 72-75.

17. Брушлинский Н. Н., Усманов М. Х., Шимко В. Ю. Экраны “СОГДА”-гарантия эффективности тепловойзащитыи тушения пожаров Технология машиностроения.-2010.-№4.-С. 65-66.

18. Шимко В. Ю. Использование конструкций на основе водопленочных экранов для повышения пожаровзрывобезопасности объектов хранения и распределения сжиженного природного газа Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. -2014. -Т. 23, № 1. -С. 58-61.

19. Ройтман М. Я. Противопожарное нормирование в строительстве.-2-е изд., перераб. и доп.- М. : Стройиздат, 1985.-590 с.

20. Корольченко А. Д. Исследование предельных состояний водопленочной противопожарной преграды Строительство-формирование среды жизнедеятельности : сборник трудовXXМеждународной межвузовской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. -М. : МГСУ, 2017. -С. 463-466.

21. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. -М. : Атомиздат, 1979. -416 с.

22. Шимко В. Ю. Новый тип противопожарных преград для объектов нефтегазового комплекса XXIX Международная научно-практическая конференция, посященная 80-летию ФГБУ ВНИИПО МЧС России : в 2 ч. - М. : ВНИИПО, 2017.-С. 175-177.

23. Брушлинский Н. Н., Усманов М. Х., Шимко В. Ю. Экраны “СОГДА”. Инновационные технологии теплозащиты и тушения пожаров Сборник научных трудов и инженерных разработок. Ориентированные фундаментальные исследования - от современной науки к технике будущего Под ред. Б. В. Гусева. -М. : Эксподизайн-Холдинг, 2009-С. 457-461.


Review

For citations:


Akhmedov A.B., Shimko V.Yu., Puzach S.V. Reduction of radiant heat flux by “SOGDA” fire barrier. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2018;27(4):58-66. (In Russ.) https://doi.org/10.18322/PVB.2018.27.04.58-66

Views: 499


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)