ارزیابی و مدل سازی پیامدهای ناشی از حریق
ارزیابی و مدل سازی پیامدهای ناشی از حریق
ارزیابی و مدل سازی پیامدهای ناشی از حریق
فرمت: PDF تعداد صفحات: 28
فهرست:
- مقدمه
- انواع حریق
- آتش استخری
- محاسبه شدت گرمای تابشی آتش استخری
- آتش فورانی و نحوه محاسبه گرمای تابشی آن
- بررسی آتش های ناگهانی و کروی
- انفجار بخار منبسط شده مایع در حال جوش (BLEVE)
- محاسبه قطر و مدت زمان BLEVE
- محاسبه گرمای تابشی BLEVE
- ارزیابی احتمال مرگ و میر در اثر حریق
- پیامدهای ناشی از آتش ناگهانی
- محاسبه ریسک مرگ و میر ناشی از گرمای تابشی یک BLEVE
- و …
مقدمه
نشت مواد به محیط می تواند منجر به ایجاد حریق و انفجار گردیده و صدمه به افراد، محیط و تجهیزات فرآیندی را در پی داشته باشد. به طور کلی صدمات ناشی از حوادث حریق و انفجار شامل اثرات گرمایی (گرمای تابشی)، مکانیکی (موج انفجار و پرتاب شدن قطعات تجهیزات به اطراف) و شیمیایی (رها شدن مواد شیمیایی سمی به محیط) می باشد.
حوادث حریق، انفجار و انتشار مواد خطرناک می توانند با همدیگر مرتبط باشند. به عنوان مثال انفجار می تواند به دلیل یک حریق رخ دهد یا یک حریق در نتیجه انفجار یک مخزن بوجود آید. همچنین انفجار می تواند عامل انتشار مواد سمی به محیط باشد. حوادث مربوط به حریق و انفجار به دو صورت انفجار یا احتراق رخ می دهند.
رخدادی که منجر به افزایش سریع فشار می شود، انفجار نامیده می شود. افزایش فشار می تواند به علت واکنش های هسته ای، انتشار مواد از یک مخزن تحت فشار، مواد با قابلیت انفجار بالا، واکنش های غیر قابل کنترل و اختلاط گاز با هوا یا هر اکسید کننده دیگر رخ دهد.
منظور از احتراق نیز سوختن گاز، مایع یا جامد در حضور اکسیژن است که نتیجه آن آزاد شدن مقداری گرما و اغلب همراه با نور و روشنایی است. ایجاد حریق یا انفجار پس از نشت مواد، بستگی به زمان ایجاد جرقه دارد به طوری که جرقه زود هنگام پس از نشت، منجر به ایجاد حریق و جرقه تاخیری انفجار را در پی خواهد داشت (شکل 1).

نحوه ایجاد حریق و انفجار پس از رهایش گاز و مایع
شکل 1: نحوه ایجاد حریق و انفجار پس از رهایش گاز و مایع
انواع حريق
حريق ها با توجه به حالت و فاز مواد نشت یافته (بخار یا مایع) به محیط، به انواع مختلفی شامل آتش استخری، آتش فورانی، آتش کروی یا توپی ، آتش ناگهانی و انفجار مایع در حال جوش (BLEVE) تقسیم بندی می شوند که در ادامه شرح داده می شوند (شکل 2)

انواع حريق های فرایندی با توجه به حالت (فاز) ماده نشت یافته
شکل 2: انواع حريق های فرایندی با توجه به حالت (فاز) ماده نشت یافته
آسیب ایجاد شده از این حريق ها تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله برخورد مستقیم شعله (هدایت)، همرفت (گرمای جابجایی) و گرمای تابشی است. آسیب گرمایی ناشی از برخورد مستقیم شعله خیلی بیشتر از گرمای جابجایی و گرمای تابشی است. به نحوی که در ارزیابی ریسک های فردی، فرض می شود که هر کسی که در محدوده برخورد مستقیم شعله قرار گیرد دچار آسیب های کشنده خواهد شد. در آتش سوزی یک واحد فرایندی مهمترین آسیب ناشی از حریق در یک فاصله خاص در صفحه افقی، گرمای تابشی است.

انواع آتش های فرایندی
شکل 3: انواع آتش های فرایندی
آتش استخری
آتش استخری، احتراق حوضچه ای از مایع اشتعال پذیر (معمولا هیدروکربنی) با شکل و اندازه مشخص است که بیشتر در هوای آزاد رخ می دهد.
در اثر نشتی یا شکستگی در خطوط لوله و مخازن ذخیره حاوی مایعات قابل اشتعال، محتویات درون این دستگاه ها به بیرون تخلیه می شوند و در اثر تجمع، حوضچه ای از سیال را تشکیل می دهند. در صورتیکه سیال تجمع یافته قابل اشتعال باشد از طریق جذب گرما به تدریج شروع به تبخیر کرده و یک ابر گازی در اطراف محل نشتی ایجاد می کند. در صورتیکه بخارات ناشی از تبخیر در مسیر انتشار به منبع جرقه برسند، مشتعل شده و حریق حوضچه ای یا استخری ایجاد می شود. ابر گازی ممکن است در نزدیکی حوضچه پس از طی مسافتی به منبع جرقه رسیده و با مشتعل شدن و برگشت شعله به محل نشتی، باعث ایجاد آتش استخری گردد. علاوه بر موارد فوق این نوع حریق ممکن است در سطح مایعات قابل اشتعال تخلیه شده در سطح دریاچه ها و آب های سطحی نیز بوجود می آید.
پیامدهای ناشی از آتش استخری بر اساس میزان گرمای تابشی ناشی از آن ارزیابی می گردد. بدین منظور یکی از مهمترین مراحل مدل سازی آتش استخری تعیین هندسه شعله (ارتفاع و قطر شعله) می باشد. شعله آتش استخری در زمان سوختن به صورت استوانه ای و یا کروی شکل بوده و جهت سوختن آن رو به بالاست (شکل 4).

جهت سوختن در آتش استخری
شکل 4: جهت سوختن در آتش استخری
شدت آتش استخری به میزان شکل گیری بخار جهت ایجاد سوخت و اکسیژن رسانی به آتش بستگی دارد. هر چه مایع فرارتر و دمای محیط (به ویژه در سطح زمین بیشتر باشد، میزان تشکیل بخار میزان سوخت رسانی بیشتر می شود. از طرفی با افزایش قطر حوضچه، اکسیژن مؤثر کمتری به آتش رسیده و در نتیجه حریقی با شدت تابش کمتر و دود بیشتر وجود خواهد داشت. وزش باد و جریان هوای بیشتر نیز موجب اکسیژن رسانی بیشتر و در نتیجه شعله ور شدن بیشتر حریق می گردد که افزایش شدت گرمای تابشی را به دنبال خواهد داشت.
در ارزیابی اثرات آتش های استخری، معمولا شعله به شکل استوانه ای با محور عمودی، دارای قطری معادل قطر متوسط حوضچه و ارتفاعی معادل دو برابر این قطر (H=2d) فرض می شود. در عمل شعله یک آتش استخری عظیم به شکل مخروط در می آید. به دلیل این که جریان هوای ورودی از مرکز جایگزین جریان هوایی می شود که به صورت همرفت از بالا خارج می شود، حداکثر ارتفاع شعله مخروطی شکل، می تواند از دو برابر قطر حوضچه بزرگتر باشد. در آتش های استخری پایدار و بسیار عظیم، اثر غالب به صورت دود همراه با زبانه های آتش در برخی نقاط می شود. با توجه به موارد فوق مراحل مدل سازی حریق استخری به شرح زیر می باشد:
- محاسبه گرمای لازم برای تبخیر به ازای یک کیلوگرم از ماده قابل اشتعال (گرمای نهان تبخیر + گرمای لازم برای رساندن دمای مایع به نقطه جوش(
- محاسبه نرخ کاهش ضخامت مایع در اثر اشتعال
- محاسبه ابعاد حوضچه
- محاسبه ارتفاع شعله
- محاسبه میزان انحراف شعله در اثر وزش باد
- محاسبه میزان گرمای تابشی ناشی از آتش استخری در فاصله مورد نظر
ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.
ورود یا ثبـــت نــــام + فعال کردن اکانت VIP
مزایای اشتراک ویژه : دسترسی به آرشیو هزاران مقالات تخصصی، درخواست مقالات فارسی و انگلیسی، مشاوره رایگان، تخفیف ویژه محصولات سایت و ...
حتما بخوانید:
دیدگاهتان را بنویسید
می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟خیالتان راحت باشد :)