Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.02 – пожежна безпека. Університет цивільного захисту України, Харків, 2008.
В дисертації запропоновано та обґрунтовано підхід щодо прийняття управлінських рішень при локалізації пожежі розливу нафтопродукту в резервуарному парку. Побудовано математичні моделі випромінюючої поверхні факела над розливом довільної форми. Моделі враховують напрямок та швидкість вітру, зміну форми факела при його взаємодії з вертикальними перешкодами при горінні в обвалуванні і особливості обтікання повітряним потоком циліндричного резервуара. Експериментальна перевірка показала зменшення похибки оцінки теплового потоку від факела у 1,5-2 рази у порівняння з традиційними моделями, заснованими на апроксимації розливу колом рівної площі. Побудовано модель теплового впливу пожежі в обвалуванні на резервуар з нафтопродуктом. Модель враховує променевий і конвекційний теплообмін резервуара з пожежою та навколишнім середовищем і дозволяє оцінити максимально припустимий час початку охолодження. Запропоновані моделі і методи реалізовано у вигляді програмного комплексу. Проаналізовано застосування програмного комплексу для вивчення типових надзвичайних ситуацій під час штабних навчань і виявлення небезпечних сценаріїв розвитку пожежі, для розробки плану локалізації пожежі керівником гасіння пожежі під час слідування на пожежу і після проведення розвідки, для моніторингу поточної ситуації під час локалізації і ліквідації пожежі. Виділено переваги і недоліки кожного з підходів і запропоновано загальну схему використання програмного комплексу підрозділами МНС, що охороняють резервуарні парки нафтопродуктів.
У роботі одержані нові науково обґрунтовані результати, які у сукупності забезпечують розв’язання науково-практичної задачі підвищення ефективності локалізації пожежі розливу нафтопродукту в резервуарному парку шляхом збільшення точності математичного опису цих процесів і автоматизації управлінських рішень.
Вперше побудовано математичну модель випромінюючої поверхні полум'я над вільним розливом нафтопродукту довільної форми. Особливістю моделі є представлення поверхні полум'я за допомогою утворюючих, нахилених під рівним кутом до горизонтальної площини. Побудована модель призначена для обчислення площ взаємного опромінення і розрахунку променистого теплового потоку від пожежі до навколишніх об'єктів. Порівняння площ поперечного переріза полум'я, отриманої в експерименті і розрахованої з моделі, показало, що похибка моделі складає 14 %.
Вперше побудовано математичну модель випромінюючої поверхні полум'я над розливом нафтопродукту, що контактує з вертикальною перешкодою. Особливістю моделі є врахування відсутності доступу кисню з боку перешкоди, що призводить до більш пізнього згорання парів, що піднімаються з поверхні нафтопродукту.
Подальший розвиток одержали методи врахування впливу вітру на нахил факела: запропоновано емпіричну залежність висоти факела від швидкості вітру. Перевірка адекватності показала, що розбіжність між розрахованим значенням і експериментом не перевищує 20% для швидкостей вітру до 5 м/с, у той час як існуючі моделі дають похибку до 45%.
Вперше побудовано математичну модель теплового випромінювання від розливу нафтопродукту довільної форми, що горить. Проведений експеримент показав збіг з результатами розрахунків з точністю до 30%. Традиційний же підхід (апроксимація розливу колом рівної площі) дає похибку до 60%. Відсутність врахування вітру збільшує цю похибку до 135%. Модель дозволяє оцінити щільність теплового потоку, що впливає на особовий склад, техніку, споруди, виявити безпечні зони для розміщення пересувної техніки й особового складу.
Вперше запропоновано математичну модель випромінюючої поверхні полум'я поблизу циліндричного резервуара (РВС), засновану на турбулентному обтіканні резервуара повітряним потоком. Побудована модель призначена для розрахунку конвекційного і променистого теплового потоку від пожежі до резервуара.
Порівняння планів локалізації пожежі розливу нафтопродукту в резервуарній групі, розроблених на підставі запропонованих моделей, із планами, побудованими на підставі опитування експертів, свідчить про більш ефективне використання сил і засобів у першому випадку: кількість стволів, необхідних для охолодження резервуарів і створення водяних завіс, скорочується на 30%.
На підставі розроблених математичних моделей, методів і алгоритмів побудовано програмний комплекс, призначений для оцінки впливу пожежі розливу нафтопродукту на технологічні споруди резервуарного парку, особовий склад і техніку, що приймають участь у його локалізації і ліквідації. Розглянуто чотири варіанти застосування програмного комплексу в практичній діяльності підрозділів МНС: для штабних навчань і складання планів пожежогасіння; для оперативного розрахунку необхідних сил і засобів при надходженні виклику; для підтримки прийняття рішення КГП після прибуття на пожежу і проведення розвідки; для моніторингу ситуації в ході локалізації пожежі.
Проведене порівняння запропонованих варіантів використання програмного комплексу за критеріями оперативності, точності і простоти реалізації дозволило виробити загальну схему застосування програмного комплексу, що охоплює розробку оперативних планів пожежогасіння під час штабних навчань, розробку планів локалізації і ліквідації пожежі в бойовій обстановці, моніторинг надзвичайної ситуації в ході локалізації пожежі.
Публікації автора:
Улинец Э.М. Влияние ветра на форму излучающей поверхности пламени при пожаре разлива нефтепродукта / Э.М. Улинец // Науковий вісник будівництва. – 2008. – Вип. 48. – С. 268–272. 11
Улинец Э.М. Математическая модель факела над разливом нефтепродукта в обваловании резервуара / Э.М. Улинец // Проблемы пожарной безопасности. – 2008. – Вып. 23. – С. 217–220. 22
Улинец Э.М. Математическая модель пожара в обваловании резервуара в условиях ветровой нагрузки / Э.М. Улинец // Науковий вісник будівництва. – 2008. – Вип. 50. – С. 223–228. 33
Улинец Э.М. Математическая модель теплового воздействия пожара разлива нефтепродукта на резервуар / Э.М. Улинец // Проблемы пожарной безопасности. – 2008. – Вып. 24. – С. 227-231. 44
Улинец Э.М. Особенности использования программных продуктов поддержки принятия решения при локализации и ликвидации чрезвычайных ситуаций / Э.М. Улинец // Проблеми надзвичайних ситуацій. – 2008. – Вип. 8. – С. 215-220. 55
Улинец Э.М. Математическая модель нагрева резервуара с нефтепродуктом при пожаре в обваловании / Э.М. Улинец // Природничі науки та їх застосування в діяльності служби цивільного захисту: II міжнародна науково-практична конференція, 23-24 жовтня 2008 р.: Тези доповідей. – Черкаси, 2008. – С. 28-30. 66
