Πυρκαγιές σε μεγάλες δεξαμενές υγρών καυσίμων

Φράγκου, Αικατερίνη; Fragkou, Aikaterini

dc.contributor.author	Φράγκου, Αικατερίνη	el
dc.contributor.author	Fragkou, Aikaterini	en
dc.date.accessioned	2017-12-11T12:33:23Z
dc.date.available	2017-12-11T12:33:23Z
dc.date.issued	2017-12-11
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46063
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14793
dc.rights	Default License
dc.subject	Καύση	el
dc.subject	Δεξαμενές	el
dc.subject	Ακτινοβολία	el
dc.subject	Παραγωγή καπνού	el
dc.subject	Ignition	en
dc.subject	Tanks	en
dc.subject	Radiation	en
dc.subject	Smoke production	en
dc.title	Πυρκαγιές σε μεγάλες δεξαμενές υγρών καυσίμων	el
dc.title	Fires in large tanks of liquid fuels	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Σύνθεση και ανάπτυξη διεργασιών	el
heal.classification	Synthesis and process development	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-10-02
heal.abstract	Η καύση είναι ένα πολύπλοκο και μαθηματικοποιημένο αντικείμενο που έχει απασχολήσει πολλούς ερευνητές κατά την πάροδο των χρόνων. Ωστόσο, παρότι οι διάφορες μελέτες έχουν πραγματοποιηθεί σε διαφορετικές χρονικές περιόδους έχουν καταλήξει σε συμπεράσματα και σχέσεις που συμφωνούν ικανοποιητικά μετάξυ τους. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασία ήταν η έρευνα των μελετών που έχουν διεξαχθεί για τις πυρκαγιές σε δεξαμενές υγρών καυσίμων προκειμένου να προκύψουν ολοκληρωμένα αποτελέσματα που διέπουν αυτόν τον τομέα. Η έρευνα που διεξήχθη χωρίστηκε σε τρία τμήματα, τα οποία αναλύθηκαν σε επτά κεφάλαια. Το πρώτο τμήμα αφορούσε την μελέτη των βασικών στοιχείων που διέπουν τις διεργασίες καύσης σε πυρκαγιές στερεών, υγρών ή αερίων καυσίμων. Μελετήθηκαν οι μηχανισμοί που διέπουν την ανάπτυξη μίας φλόγας, τα στάδια ανάπτυξης και εξάπλωσης μίας πυρκαγιάς και τα ειδικά φαινόμενα όπως το κύλισμα της πυρκαγιάς (rollover), η καθολική ανάφλεξη της πυρκαγιάς (flashover) και η εμφάνιση του οπίσθιου ρεύματος (backdraft) που μπορούν να λάβουν χώρα κατά την ανάπτυξη μίας πυρκαγιάς. Τόσο οι πυρκαγιές όσο και τα καύσιμα είναι δυνατόν να χωριστούν σε κατηγορίες ανάλογα με τις ιδιότητες του καυσίμου που χρησιμοποιείται σε κάθε περίπτωση. Το δεύτερο τμήμα της μελέτης εστίασε στις πυρκαγιές σε δεξαμενές υγρών καυσίμων ξεκινώντας από την διαχρονική μελέτη των πυρκαγιών και τους παράγοντες που επηρεάζουν τις ταχύτητες καύσης του καυσίμου. Η ταχύτητα καύσης επηρεάζεται από το μέγεθος της δεξαμενής, την ταχύτητα και την πίεση του ανέμου, ως αποτέλεσμα της λειτουργίας καύσης (αγωγή, συναγωγή, ακτινοβολία) που είναι διαφορετική για κάθε δεξαμενή. Η ακτινοβολία που εκπέμπεται από αυτές τις πυρκαγιές είναι μία εξαιρετικά σημαντική παράμετρος. Για την μελέτη της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας εξετάστηκε στο μαθηματικό μοντέλο της φλόγας στερεού καυσίμου, που χρησιμοποιείται για τις εκτιμήσεις της ακτινοβολίας σε μεγάλες αποστάσεις για πυρκαγιές υγρών καυσίμων, και στο σημειακό μαθηματικό μοντέλο, που χρησιμοποιείται για τις εκτιμήσεις της ακτινοβολίας σε μικρές αποστάσεις για πυρκαγιές υγρών και αερίων καυσίμων. Η εκπεμπόμενη ακτινοβολία είναι ανεξάρτητη από τον τύπο του καυσίμου. Ωστόσο, προκειμένου να προκύψουν πιο αξιόπιστα αποτελέσματα λήφθηκε υπόψιν πως η ακτινοβολία που εκπέμπεται από μία πυρκαγιά είναι δυνατόν να εξασθενίσει από την ατμοσφαιρική απορρόφηση. Στην συνέχεια της μελέτης μας εξετάστηκε το ύψος, το μήκος και η γωνία κλίσης της φλόγας που αποτελούν αλληλένδετες έννοιες. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στις παραμέτρους που επηρεάζουν τις έννοιες αυτές όπως είναι η ταχύτητα του ανέμου και η παρουσία του πλευρικού τοιχίου. Οι έννοιες αυτές δεν επηρεάζονται σημαντικά από το μέγεθος της δεξαμενής, ενώ είναι ανεξάρτητες από τον τύπο του καυσίμου. Επιπλέον, σε αυτό το τμήμα της μελέτης αναλύθηκε εκτενώς η παραγωγή καπνού από τις πυρκαγιές σε δεξαμενές υγρών καυσίμων. Συγκεκριμένα, μελετήθηκαν τα τέσσερα στάδια σχηματισμου αιθάλης, δηλ. το στάδιο δημιουργίας πυρήνων, η αντίδραση σχηματισμού αιθάλης, το στάδιο οξείδωσης της αιθάλης και η συσσωμάτωση των σωματιδίων της αιθάλης. Το φαινόμενο της ασταθούς φλόγας και η δύναμη θερμοφόρησης εμφανίζουν σημαντική επίδραση στην παραγωγή καπνού. Τα ειδικά χαρακτηριστικά της αιθάλης και του καπνού, όπως είναι η απόδοση του καπνού επηρεάζονται από παραμέτρους όπως είναι το μέγεθος της δεξαμενής, το ύψος κατά μήκος της κεντρικής γραμμής του καπνού και η θερμική καταπόνηση. Τέλος, στο τελευταίο τμήμα της έρευνας μελετήθηκε η προστασία των προσκείμενων δεξαμενών με την χρήση υδάτινου φιλμ, εκνεφώματος νερού ή κουρτίνας νερού. Συγκεκριμένα, έγινε σύγκριση των συστημάτων ψύξης, ενώ αναλύθηκαν οι μέθοδοι προσδιορισμού του απαιτούμενου νερού ψύξης. Ο προσδιορισμός της ταχύτητας ροής του νερού με βάση την προσπίπτουσα ακτινοβολία στην προσκείμενη δεξαμενή εμφανίζει μεγαλύτερη ακρίβεια.	el
heal.abstract	Combustion is a complex and mathematical object that has occupied many researchers over the years. Although the different studies have been carried out at different times, they have come to conclusion and relationships that agree well with each other. This thesis aimed to study the researches carried out on tank fires in order to produce completed results in this field. The research was divided into three sections which were analyzed in seven chapters. The first section concerned the study of the basic elements governing combustion processes in fires of solid, liquid or gaseous fuels. In particular, the basic components that are necessary for the development of a fire, the stages of the development, the spread of a fire and the specific phenomena, such as rollover, flashover and backdraft, that can take place during the development of a fire have been studied in this research. Fires and fuels can be divided into categories depending on the properties of the fuel used in each case. In the second section of the study, we focused on tank fires starting from a intertemporal study of fires and the factors that affect the burning rate. The burning rate is influenced by tank size, wind speed and pressure as a result of the combustion process (conduction, convection, radiation) that is different for each tank. The radiation emitted by these fires is an extremely important parameter. Moreover, the solid flame model has deen studied, which is used for fires of liquid fuels at long distances has been studied, and also the point source model, which is used for fires of liquid and gaseous fuels at short distances. The emitted radiation is independent of the type of fuel. However, in order to obtain more reliable results, it was taken into account that the radiation emitted by a fire may be impaired by atmospheric absorption. Subsequently, the flame height, the flame length and flame tilt angle of tilt of the flame have been studied. These parameters are affected by the speed of the wind speed and the presence of the side wall. However, they are not significantly affected by the size of the tank, and are independent of the type of fuel. In addition, this section of the study has extensively analyzed the smoke production from these fires. In particular, it has been studied the four soot formation steps, i.e. the nucleation step, the soot formation reaction, the soot oxidation step and the aggregation of the soot particles. The phenomenon of flickering flames and the thermophoretic force have a significant effect on smoke production. The specific characteristics of smoke are affected by parameters such as tank size, height along the smoke centerline and thermal stress. Finally, in the last part of the study it was investigated the protection of the adjacent tanks by using water film, water spray or water curtain techniques. In particular, we compared the cooling systems and analyzed the methods for determining the required cooling water. The estimation of the required water flow based on the incident radiation is more accurate.	en
heal.advisorName	Λόης, Ευριπίδης	el
heal.committeeMemberName	Λόης, Ευριπίδης	el
heal.committeeMemberName	Ζαννίκος, Φανούριος	el
heal.committeeMemberName	Μπακόλας Καραγιάννης, Αστέριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Τεχνολογίας Καυσίμων και Λιπαντικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	284 σ.
heal.fullTextAvailability	true