Скорость нагрева стенки сосуда
Когда судно подвергается воздействию огня, ситуация может резко измениться в зависимости от двух обстоятельств: i) стенка сосуда имеет или не имеет теплоизоляционный слой; ii) стенка сосуда контактирует с жидкостью или паром или газом.
Существование пассивной защиты - теплоизоляционного слоя - должно в принципе подразумевать, что температура стенки сосуда не увеличится до опасных значений. Однако, если эта защита не существует или, что часто случается, она разрушается механическим действием (эрозия турбулентной струей, воздействие фрагментом от взрыва, дорожно-транспортное происшествие в случае автомобильного или рельсового танкера), стена непосредственно подвергается воздействию огня.
В таких обстоятельствах ситуация может значительно измениться в зависимости от того, смогла ли стена смачиваться жидкостью, содержащейся в сосуде, или она контактирует с парами над уровнем жидкости.
Если стена смачивается жидкостью, ее температура будет близка к температуре жидкости и, следовательно, она будет защищена и не потеряет силу. Однако, если стенка находится выше уровня жидкости, то есть она находится в контакте с паром, охлаждение конвекцией будет очень низким и его температура будет увеличиваться довольно быстро. Нагрев стен будет особенно важен, если судно будет поглощено пламенем.
На рис. 3-1 показана эволюция температуры стенки для пустого сосуда, расположенного на пожаре в бассейне (Planas Cuchi et al., 1996). При первоначальной разработке огня температура стенки быстро возрастает (3,5 ºC 
для пула гексанов, 5,8 ºC для керосинового пула); на втором этапе, с полностью развитым огнем, пожароопасный ветер несколько уменьшил скорость нагрева стенки: 1,3 ºC для бассейна гексана, 3,6 ºC для керосинового пула. Во всех случаях скорость подъема температуры очень высока, что означает, что за очень короткое время стену можно нагреть таким образом, чтобы из-за ослабления материала она не выдерживала внутреннего давления.
|
|
|
Давление внутри сосуда будет увеличиваться из-за нагрева огня поверхности стены, смоченной жидкостью, скорости нагрева в зависимости от уровня жидкости и геометрии сосуда, и эти факторы влияют на повышение давления (Landucci et al., 2013). Например, вагон-цистерна, заполненная до 94%, охваченная огнем углеводородного бассейна, была под давлением до установленного давления предохранительного клапана в течение примерно 2 минут (Townsend et al., 1974).
Однако, даже если клапан сброса давления открывается, он не может предотвратить взрыв судна, если стенка парового пространства была нагрета до слишком высоких температур; конечно, если действие клапана задерживает взрыв, вовлеченная в него масса будет меньше, а эффекты будут менее серьезными.
|
|
|
Рисунок 3-1. Изменение температуры в зависимости от времени в несмачиваемой стенке сосуда, охваченного огнем бассейна: а) пул огня гексана, 4 
, нижняя боковая стенка; б) бассейн огня керосина, 12 , нижняя боковая стенка (Planas Cuchi et al., 1996).
Вышеупомянутые скорости нагрева могут быть значительно выше, если происходит воспламенение пламени от сильно турбулентного струйного огня, так как в этом случае тепловой поток будет гораздо более важным.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 202; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!