Petrol rafinelerindeki yangınların CFD ile modellenmesi

Petrol tesislerinde yangınları modellemek için çeşitli yöntemler bulunmaktadır. Katı alev modeli, tek nokta kaynak modeli ve HAD modeli. Katı alev modeli ve tek nokta kaynak modeli, petrol tanklarındaki yangınları modellemek için yaygın olarak kullanılan iki yöntemdir. Katı alev modeli, tank içindeki yangının, iyi tanımlanmış şekli ve boyutu olan katı bir alev olduğu varsayımına dayanmaktadır. Bu model, yangını katı bir nesne olarak ele alır ve alev yüksekliği, şekli ve sıcaklık dağılımı gibi faktörleri dikkate alır. Tek nokta kaynak modeli ise, yangının ısı ve yanma ürünleri salan tek nokta kaynakla temsil edilebileceğini varsayar. Bu model, yalnızca ısı yayma oranını ve ışınımsal ısı akısı dağılımını dikkate alarak yangın davranışını basitleştirir. Hem katı alev modeli hem de tek nokta kaynak modelinin güçlü yanları ve sınırlamaları vardır. Modelleme yönteminin seçimi, çalışmanın özel amaçlarına, mevcut verilere ve istenen doğruluk düzeyine bağlıdır. Güvenilirliğini ve uygulanabilirliğini sağlamak için seçilen modeli deneysel verilere veya gerçek hayattaki yangın olaylarına karşı doğrulamak önemlidir. Petrol depolama tankları için HAD'de (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) bir yangını modellemek, yangın güvenliğini değerlendirmede ve etkili yangından korunma önlemleri tasarlamada önemli bir araçtır. Bu çalışma, petrol depolama tanklarındaki yangınların davranışını anlamak ve çevredeki ortam üzerindeki termal etkileri tahmin etmek için HAD simülasyonlarını kullanmaya odaklanmaktadır. Araştırma, depolama tanklarının geometrisini ve fiziksel özelliklerini doğru bir şekilde temsil eden kapsamlı bir HAD modeli oluşturarak başlar. Model, tank boyutları, malzeme özellikleri, yakıt özellikleri ve atmosferik koşullar gibi faktörleri içerir. Yangın kaynağı, yakıt-hava karışımı, tutuşma ve alev yayılımı dikkate alınarak uygun yanma modelleri kullanılarak simüle edilir. HAD simülasyonları aracılığıyla, alev şekli, sıcaklık dağılımı, ısı akısı ve duman üretimi dahil olmak üzere yangın davranışının çeşitli yönleri araştırılabilir. Simülasyon sonuçları, kütle yanma oranı için iki farklı değerle değerlendirildi. SFPA referans değeri olan 0.055 kg.m-2s-1 ile karşılaştırıldığında, 1.5, 3 ve 4 metre çapına sahip tanklar için sırasıyla 1.3, 1.28 ve 0.6 kW/m2 radiant ısı akısı elde edildi. Bu koşullar altında yayma gücü, sırasıyla 50.03, 67.95 ve 81.67 kW/m2 olarak hesaplandı. Aynı simülasyonlar, daha yüksek bir kütle yanma oranı olan 0.083 kg.m-2s-1 değeri ile de değerlendirildi. Sonuçlar, 1.5, 3 ve 4 metre çapına sahip tanklar için sırasıyla 1.84, 1.72 ve 0.7 kW/m2 radiant ısı akısı elde edildiğini gösterdi. Bu koşullar altında yayma gücü, sırasıyla 56.37, 73.8 ve 84.12 kW/m2 olarak hesaplandı. Simülasyonlardan elde edilen sonuçlar, petrol depolama tanklarındaki yangınlarla ilgili potansiyel tehlikeler ve riskler hakkında değerli bilgiler sağlar. Bu bilgi, yeterli xx havalandırma, yangın söndürme sistemleri ve acil durum müdahale planları gibi yangın önleme ve azaltma stratejilerinin tasarımına rehberlik edebilir. Ek olarak, HAD simülasyonları, değişen yangın boyutları, tank konfigürasyonları ve yangın söndürme stratejileri gibi farklı senaryoların değerlendirilmesine olanak tanır. Sonuçları karşılaştırarak ve analiz ederek, petrol depolama tesislerinin güvenliğini artırmak için en uygun tasarım seçimleri yapılabilir. HAD modelinin doğruluğu ve güvenilirliği, simülasyon sonuçlarının mevcut deneysel veriler ve gerçek hayattaki yangın olayları ile karşılaştırılmasıyla doğrulanır. Herhangi bir tutarsızlık dikkatli bir şekilde analiz edilir ve yangın davranışını tahmin etmedeki doğruluğunu sağlamak için modelde iyileştirmeler yapılır. Sonuç olarak, benzin depolama tankları için HAD'de bir yangının modellenmesi, yangın güvenliği analizi ve tasarım optimizasyonu için güçlü bir araç sağlar. Yangın davranışını doğru bir şekilde simüle ederek, potansiyel riskler belirlenebilir ve petrol depolama tesislerinde yangınların etkisini en aza indirmek için etkili yangından korunma önlemleri uygulanabilir.