استخرآتش سوزی
مقدمه
آتش استخرعموماً به عنوان یک فرآیند احتراق انتشاری توصیف می شودکه در
بالای سطح سوخت افقی(متشکل از سوخت متراکم گازی یا فرار)باتکانه اولیه کم (تقریباً صفر) رخ می دهد.
اساساً،این نوع احتراق انتشاری را می‌توان با اشکال پایه‌ای از شعله شمع آرام کوچک،
آتش مبل در مقیاس متوسط متلاطم، و آتش مخزن ذخیره یا حتی آتش‌سوزی عظیم جنگل نشان داد.
بنابراین تحقیقات آتش سوزی استخر نه تنها اهمیت علمی اساسی برای مطالعه احتراق انتشار کلاسیک دارد،
بلکه نقش مهمی در مهندسی ایمنی آتش نشانی عملی دارد. بنابراین، آتش استخر به عنوان یکی از پیکربندی های متعارف در هر دو جامعه احتراق و علم آتش شناخته می شود.
آتش سوزی استخر
تحقیقات آتش سوزی استخر شامل یک جفت غنی، چند جانبه و دو طرفه از مکانیک سیالات با انتقال اسکالر، احتراق و انتقال حرارت است.
به دلیل بلایای بی‌وقفه در مقیاس بزرگ که میتواند رخ دهد و«ناشناخته‌های» متعدد وپیچیده
درگیردرآتش‌سوزی استخر،چندین سؤال جدید باراه‌حل‌های همراه مطرح شده وسؤالات قدیمی به‌ویژه دردهه‌های اخیردوباره موردبازبینی قرار گرفته‌اند.
پیشرفت‌های مهمی ازدیدگاه‌های مختلف ازنظردینامیک آتش‌سوزی استخررخ داده است بنابراین پیشرفت علمی انجام شده باید به شیوه‌ای سیستماتیک خلاصه شود.این مقاله مروری جامع ازاصول اولیه آتش‌سوزی استخر،ازجمله اثر مقیاس،اثر باد،اثرات فشار و گرانش،ودینامیک آتش‌سوزی چند استخر، با تمرکز ویژه بر پیشرفت‌های اخیر در این قرن ارائه میکند.
به عنوان مبانی آتش سوزی استخر،ابتدا پیشرفت نظری در رابطه با نرخ سوزش،
حباب هوا، ضربان شعله، ویژگی های مورفولوژیکی شعله ها، تشعشع و مدل سازی ابعادی بررسی می شود و سپس بینش های جدیدی در مورد مکانیک سیالات درگیر، تشعشعات مورد بررسی قرار می گیرد.
انتقال حرارت و احتراق
مدل سازی انتقال حرارت و احتراق با توجه به اثر مقیاس، پیشرفت های تجربی و نظری اخیر در
حمل و نقل حرارتی داخلی و حرکات سیال در سوخت فاز مایع، اثرات ارتفاع لبه، و انسداد انتقال حرارت به طور سیستماتیک خلاصه می شوند.
علاوه بر این، درک جدیدی از جنبه‌هایی از جمله بازخورد گرما و
نرخ سوزش،شیب شعله،طول وناپایداری شعله،کاهش شعله وکشش پایه،ورفتار دوده و تشعشع تحت تأثیر باد،فشار وگرانش بررسی میشوند.
تحقیقات رو به رشد در مورد شروع و دینامیک ادغام آتش سوزی های متعدد استخر
در دهه گذشته دربخش آخر توضیح داده شده است،این تحقیق درکاهش آتش سوزی های عظیم(گروهی)تهدید کننده فضای باز مفید خواهد بود.
این بررسی یک بررسی پیشرفته ازدانش به دست آمده ازطریق دهه‌ها تحقیق درمورد
این موضوع ارائه میکند وبا بحث درموردچالش‌هاوچشم‌اندازها با توجه به اثرات جفت پیچیده انتقال حرارت،بامکانیک سیال و احتراق به پایان میرسد.
انرژی جایگزین
در حال حاضر، اگرچه منابع و تکنیک‌های انرژی جایگزین تجدیدپذیر و کم کربن
با توجه به پایداری آنها و نیاز به توسعه فناوری سازگار با محیط زیست همچنان ظاهر میشوند، بشریت همچنان هر روز مقادیر زیادی از سوخت‌های فسیلی مصرف میکند تا نیازهای تامین انرژی را برآورده کند. سوخت‌ها همچنان بخش بزرگی از مصرف کلی انرژی را تشکیل می‌دهند.
علاوه بر این،بخش هایی مانند کشتیرانی، هوانوردی وپتروشیمی همچنان برای مدتی
به نفت وابسته خواهند بودمصرف درمناطق توسعه یافته مانند ایالات متحده واتحادیه اروپا درسطوح نسبتاًبالایی باقی مانده است.
با توسعه سریع اقتصاد آنها،تقاضا برای نفت در چین به شدت درحال افزایش است طی پنج سال گذشته،واردات سالانه نفت خام چین به طور پیوسته افزایش یافته وبه میانگین 10.1میلیون بشکه درروز رسیده
استاین سوخت‌های هیدروکربنی معمولاً در پالایشگاه‌ها و تأسیسات ذخیره‌سازی صنعتی ذخیره میشوند تا اوج تراشیدن موقتی مورد نیاز برای حفظ تعادل بین عرضه انرژی و تقاضای انرژی را انجام دهند.
محرک های بلندمدت رشد به افزایش تقاضای جهانی نفت ادامه خواهند داد، اما هنوز نگرانی های جدی ایمنی آتش سوزی برای حمل و نقل، ذخیره سازی و استفاده از نفت وجود دارد.
حوادث صنعتی
آتش سوزی استخر در فضای باز رایج ترین خطر در هنگام وقوع حوادث صنعتی است.
آتش‌سوزی خطرناک استخر معمولاً به سناریویی مربوط میشود که درآن سوخت توسط یک مانع فیزیکی محدودمیشود تا دریک منطقه تعیین‌شده باقی بماند، به‌عنوان مثال، آتش‌سوزی مخازن ذخیره‌سازی روباز.
از طرف دیگر،این اصطلاح ممکن است به آتش‌سوزی اشاره داشته باشد
که در آن مایع قابل اشتعال میتواند در امتداد یک سطح یا ماده جریان یابد وسپس اندازه کلی آتش میتواند بدون هیچ محدودیتی ایجاد شود(به عنوان مثال،آتش‌سوزی در داخل یک دیوار بسته). این نوع آتش باعث می شود که مقادیر زیادی شار حرارتی تابشی و دود سیاه متراکم به جو منتشر شود. شرایط مرزی آزاد
حرکت عمودی ستون آتش، با اختلاط متلاطم یک جو نامحدود و آرام،هوا را از جو محیط اطراف خارج میکند
واین فرآیند ویژگی‌های حرارتی ستون‌های آتش را تعیین میکند میدان جریان حباب هوا،که یک عامل اساسی برای شکل دادن به ستون آتش است که تکامل آتش استخر را تعیین می کند،توسط جریان تراکم ناپذیر حاصل از تولید گرداب باروکلینیک کنترل میشود
مدل های تشعشعی
تشعشع شعله یک حالت اساسی انتقال حرارت برای آتش سوزی استخر است. سرعت تبخیر سوخت ناشی از آتش سوزی در مقیاس بزرگ استخر معمولاً تحت تأثیر تشعشع است. در عین حال، شار حرارتی تابشی آتش استخر نیز خطر اصلی را برای محیط اطراف آتش ایجاد می کند. هر دو تابش نورانی و غیر نورانی به انتقال حرارت تشعشعی از آتش استخر کمک می کنند. با توجه به آتش سوزی استخر هیدروکربنی معمولی متشکل از گونه های گازی متعدد،
دینامیک ادغام شعله
منابع آتش‌سوزی متعدد معمولاً در سناریوهای واقعی آتش‌سوزی دخیل هستند، به‌عنوان مثال،
در آتش‌سوزی استخرها در پالایشگاه‌ها یا آتش‌سوزی‌های مناطق وحشی، که ممکن است منجر به ادغام آتش‌سوزی یا ایجاد خطرات فاجعه‌بارتر شود. وقوع بلایای آتش سوزی را می توان از طریق درک بهتر دینامیک چند آتش سوزی و به کارگیری بعدی این دانش کاهش داد.
هنگامی که آتش سوزی همگرااستخردرمجاورت آتش سوزی های دیگررخ میدهد،ویژگی های سوزاندن آتش سوزی استخرتغییرمیکند.
نتیجه
فرآیند سوزاندن انتشارمتعارف آتش استخر،شیمی،دینامیک سیالات،وانتقال گرماوجرم را باهم ترکیب میکند،
وجفت قوی بین این جنبه‌ها منجربه پیچیدگی بالای این مشکل چند رشته‌ای اساسی میشود،که مانع از راه‌حل‌های کامل ریاضی/مقیاس‌سازی میشود.
دردودهه گذشته تلاش های علمی فشرده ای درهریک ازاین زمینه هاصورت گرفته است.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید ؟در گفتگو ها شرکت کنید!