ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Численное моделирование пожаров разлития из "Математическое моделирование трубопроводных сетей и систем каналов" Высокоточное моделирование пожаров разлития является крайне трудной задачей вследствие сложности и многообразия физико-химических процессов, сопроволедающих возможное формирование гомотермического слоя в жидкости, кипение и испарение топлива, его возможное разбрызгивание, зажигание и горение паров горючей жидкости. Механизмы этих процессов могут существенно варьироваться в зависимости от типа топлива, состояния и типа грунта в зоне аварии, погодных условий и т.д. [249]. В данном Разделе описывается способ численного моделирования горения жидкостей, транспортируемых по трубопроводам и/или содержащихся в резервуарах хранения на объектах ТЭК, с целью проведения оценочных расчетов параметров возможных пожаров разлития. [c.418] При решении задачи принимается, что разлитие горючей жидкости произошло на местности с пористым основанием (грунтом). Параметры пятна разлития на местности считаются заданными. В первом приближении при моделировании условно не рассматривается фаза прогрева топлива. Химические реакции горения считаются бесконечно быстрыми. [c.418] Здесь следует подчеркнуть, что величина температуры [208]. [c.420] Температура в процессе численного решения задачи сеточными методами, как правило, связывается с изменяющейся во времени температурой смеси паров жидкости и воздуха в узлах пространственной расчетной сетки, ближайших к поверхности топлива со стороны газовой фазы. При расчетах коэффициент теплопроводности 1 в (4.111) заменяется коэффициентом эффективной теплопроводности, который рассчитывается по справочным данным и методикам, изложенным, например, в работе [251]. Величины и являются экспериментальными справочными данными (см., например, [249]). [c.421] При моделировании пожара разлития и/или возникновения токсической угрозы формула (4.111) позволяет дать оценку сверху параметрам функционирования источника горючих и/или токсических паров. Получить оценку времени исчерпания запасов разлившейся жидкости при ее интенсивном испарении, зная функциональную зависимость диффузионного массового потока ее паров (4.111), не представляет труда. Эта оценка необходима для прогнозирования продолжительности пожара и/или длительности сохранения токсической опасности. [c.421] На стадии фазы горения паров топлива проводится численный анализ параметров горения летучих паров жидкости в газовой фазе как предварительно не перемешанной газовой смеси с применением подходов Раздела 4.4.3 (см. также (4.46)). В этом случае вместо (4.46д) используется модель распада турбулентных вихрей, предложенная Д.Б. Сполдингом, в виде (4.43) или (4.44). С учетом вышесказанного, моделирование фазы горения здесь не рассматривается, т.к. оно фактически было описано в указанном Разделе. Анализ последствий вредных воздействий пожара проводится в соответствии с вычислительной технологией, изложенной в Разделе 4.4.4 и работах [4, 252]. [c.421] На рис. 4.21 представлены фотографии реальных пламен горения разлитого в лабораторных условиях изооктана и примеры результатов их численного моделирования а) -фотография пламени без ветра б) - изоповерхность относительных массовых концентраций паров изооктана, соответствующая максимально интенсивной реакции в топливовоздушной смеси при горении без ветра (стехиометрическая концентрация) в), г) и д) - горение при скорости бокового ветра 0,05л//с. При моделировании использовалась глобальная экзотермическая одностадийная необратимая реакция горения паров изооктана на воздухе (см. Раздел 4.5.1). В Разделе 4.5.1 также приведены используемые при расчетах физико-химические характеристики данного топлива. Различия в геометрических параметрах пламени в численном и натурном эксперименте представлены в табл. 4.7. [c.421] Пример моделирования полномасштабных пожаров разлития представлен на рис. 4.22 а - изоповерхность относительных массовых концентраций паров бензина, соответствующая максимально интенсивной реакции в топливовоздушной смеси при горении с ветровой нагрузкой (стехиометрическая концентрация) б - изоповерхность температурного поля. Расчет был выполнен В.Е. Селезневым и К.И. Дикаревым. [c.423] В качестве ГУ в грунте задаются нулевые скорости и давление на границах, расположенных на значительном удалении от места разлива. На свободной поверхности жидкого топлива давление приравнивается к атмосферному давлению. [c.424] После замыкания системы уравнений (4.113) (или (4.113а, 4.114, 4.113в)) соответствующими граничными условиями его решение может проводиться МКР или МКЭ, или МКО. Оригинальный метод решения аналогичных задач фильтрации жидкостей предложен в работе [257]. [c.424] Вернуться к основной статье