مدلسازی پیامدهای ناشی از آتش و انفجار

مدلسازی پیامدهای ناشی از آتش و انفجار

فرمت: Pdf   تعداد صفحات: 36

فهرست:

• آتش
  • خصوصیات مربوط به اشتعال پذیری
  • انواع آتش
  • مدل vulnerability
  • مدل Roj and Emmons
  • مدل CCPS
  • مدل Mudane and Croce
• انفجار
  • انواع انفجار و شرایط لازم برای ایجاد آن
  • مدل TNT Equivalency
  • مدل TNO Multi-energy
  • مدل Baker-Strehlow
• جرقه و احتمال رخداد آن

در ارزیابی پیامد حوادثی که از نوع انتشار مواد سمی هستند مهمترین قسمت تعیین نحوه انتشار مواد است. اما در مورد آتش و انفجار پس از محاسبات مربوط به نحوه انتشار مواد، بحث ارزیابی پیامد ناشی از آثار آتش و انفجار مطرح می شود که در فصل جاری مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

از مهمترین و رایج ترین حوادث ناگواری که در واحدهای صنعتی ساختمانهای عمومی و اماکن پرتردد باعث به خطر انداختن جان انسانها می گردند پدیده های آتش و انفجار هستند به علت عدم امکان تخلیه سریع واحدهای بزرگ و حجم زیاد مواد قابل اشتعالی که در چنین واحدهایی به طور معمول موجود است آتش و انفجار می توانند باعث ایجاد خسارات مالی و جانی زیادی گردند.

آتش

یکی از محتمل ترین مخاطرات موجود در صنایع فرایندی آتش است. آتش شامل یک واکنش شیمیایی است که در آن ماده قابل اشتعال با اکسیژن ترکیب شده و مقداری انرژی از این واکنش آزاد می گردد آتش معمولاً موقعی اتفاق میافتد که یک منبع حرارتی در کنار یک مادهی اشتعال پذیر قرار گیرد. اگر ماده ی جامد یا مایع اشتعال پذیر گرم شود بخار از آن متصاعد می گردد و اگر غلظت این بخار به حد کافی برسد یک مخلوط اشتعال پذیر با اکسیژن موجود در هوا تشکیل میدهد و اگر این مخلوط تا حدی گرم شود که به نقطه اشتعال برسد فرایند آتش سوزی شروع می شود. بنابراین می توان گفت که برای شروع آتش سوزی وجود سه عنصر ضروری است ماده ی سوختنی اکسیژن و .حرارت اگر یکی از این شرایط موجود نباشد آتش ایجاد نمی گردد و اگر در موقع ایجاد آتش یکی از آنها حذف شود آتش خاموش می شود.

حرارت لازم برای ایجاد ،آتش معمولاً در ابتدا توسط یک منبع حرارتی مثل یک جرقه کوچک تأمین شده و در ادامه حرارت لازم توسط گرمای آزاد شده از فرایند سوختن به دست می آید مقدار حرارت لازم برای شروع آتش سوزی به نوع ماده ی سوختنی بستگی دارد. گاز یا بخار ممکن است توسط یک جرقه کوچک مشتعل شود در حالی که ماده مایع یا جامد ممکن است به مقدار انرژی بیشتری احتیاج داشته باشد. همان طور که گفته شد شرایط لازم برای آتش سوزی به نوعی نشان دهنده ی نحوه ی خاموش کردن آتش می باشد. اولین روش ممکن قطع مواد سوختنی است. این روش بویژه در مواردی که آتش سوزی بر اثر نشت مواد ایجاد می شود موثر است. روش دوم برطرف کردن منبع حرارت است که معمولاً با ریختن آب و یا مواد ضد حریق بر روی آتش امکان پذیر است. مورد سوم قطع اکسیژن از محل آتش سوزی است که مثلاً به صورت ریختن کف یا استفاده از گازهای بی اثر در محیط های بسته عملی می گردد. البته لازم نیست که تمام اکسیژن موجود در محل حذف شود. آتش هایی که بر اثر سوختن مایعات به وجود می آیند معمولاً با کاهش غلظت اکسیژن تا ۱۲ تا ۱۶ درصد مولی خاموش می شوند برای خاموش کردن آتش مواد جامد غلظت اکسیژن را باید بیشتر از اینها کم کرد و آن را به حدود ۲ تا ۵ درصد مولی رسانید.

خصوصیات مربوط به اشتعال پذیری

قبل از آشنا شدن با انواع آتش ابتدا به بررسی خصوصیات مربوط به اشتعال پذیری می پردازیم. محدوده های اشتعال پذیری یک گاز اشتعال پذیر تنها در صورتی در هوا مشتعل می شود که غلظت آن در محدوده معینی باشد. غلظت پایین تر از یک حد مشخص که آنرا حد پایینی اشتعال پذیری (LFL) می گویند برای اشتعال مخلوط خیلی رقیق است و در غلظت های بالاتر از یک حد مشخص که آن را حد بالایی اشتعال پذیری (UFL) می گویند، اکسیژن کافی برای مشتعل شدن موجود نیست غلظت بین این دو مقدار برای اشتعال مناسب است. این غلظت ها معمولاً به صورت درصد حجمی نشان داده می شوند حد پایین و بالای اشتعال پذیری تحت عنوان حد پایین انفجار (LEL) و حد بالای انفجار (UEL) نیز نامیده می شوند.

محدوده ها همان طور که گفته شد حدود اشتعال پذیری یک ماده تابع فشار توده مخلوط است. کاهش فشار مخلوط تا پایینتر از حد اتمسفریک معمولاً باعث کوچک شدن محدوده ی اشتعال پذیری می شود به این ترتیب که کاهش فشار حد پایین اشتعال پذیری را زیاد کرده و حد بالای را کم می کند به همین ترتیب افزایش فشار بالاتر از فشار اتمسفریک محدوده اشتعال پذیری را بزرگ می کند یعنی حد پایین را کم کرده و حد بالا را زیاد می کند محدوده ی اشتعال پذیری مواد تابع دما نیز می باشد دماهای بالاتر افزایش و دماهای کمتر کاهش این محدوده را باعث می شوند برای ده هیدروکربن اول سری آلکان ها یعنی متان تا دکان با داشتن حد پایین و بالای اشتعال پذیری ماده ی مورد نظر در دمای °C ۲۵ می توان این دو مقدار را در هر دمای دلخواه به کمک رابطه های زیر که توسط Lambiris Zabetaki و و Scott در سال ۱۹۵۹ ارائه شده محاسبه نمود.

T: دمای مورد نظر (C)

ΔΗc: گرمای احتراق مادهی مورد نظر (kcal/mol)

حدهای اشتعال پذیری بالای و پایین برای مخلوطی از گازهای اشتعال پذیر و هوا را می توان به کمک فرمولی که توسط Le Chatelier در سال ۱۸۹۱ ارائه شده به دست آورد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ ارزیابی و مدل سازی پیامدهای انفجار

⇐ مدل سازی پیامد انفجار مواد

⇐ مدل سازی پخش مواد در محیط

⇐ ارزیابی و مدل سازی پیامدهای ناشی از حریق