به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « boilover » در نشریات گروه « پزشکی »

  • عمران احمدی، کاظم سروستانی، سید باقر مرتضوی*، حسن اصیلیان مهابادی
    زمینه و هدف

    Boilover یکی از خطرناک ترین پدیده های مرتبط با آتش سوزی مخازن ذخیره نفت خام (مخازن اتمسفریک) می باشد. بسیاری از آتش سوزی های مخازن هیدروکربنی مایع با توجه به فاکتورهای مختلف از جمله نوع مواد ذخیره شده در آن، می توانند به Boilover منجر شوند. هنگام مواجهه با حریق مخازن، چالش اساسی فرماندهان حاضر در صحنه حادثه پیش بینی احتمال وقوع یا عدم وقوع Boilover به عنوان یکی از خطرناکترین سناریوهای آتش سوزی مخازن است. پدیده Boilover می تواند باعث تشدید حادثه شده و واکنش دهندگان به حادثه به ویژه آتش نشان ها را در معرض خطر جدی قرار دهد. بنابراین پیش بینی زمان وقوع Boilover در حریق مخازن حاوی سوخت های با پتانسیل وقوع Boilover، برای تخلیه به موقع افراد در معرض خطر از صحنه حادثه و اتخاذ تاکتیک های مناسب فرماندهی حادثه، ضروری می باشد. هدف از این مطالعه پیش بینی زمان وقوع Boilover در آتش سوزی مخازن ذخیره نفت خام با استفاده از مدل های تجربی می باشد.

    روش بررسی

    مطالعه حاضر از نوع توصیفی تحلیلی می باشد. ابتدا روش های مختلف ارایه شده برای پیش بینی زمان وقوع Boilover از مطالعات قبلی شناسایی شدند. برای این منظور در موتورهای جستجو مانند گوگل اسکولار، اسکپوس، پابمد، ساینس دایرکت با استفاده از کلید واژه های مناسب جستجو انجام شد. ابتدا مدل های تجربی ارایه شده برای پیش بینی زمان وقوع Boilover شناسایی شدند. سپس مدل ها برای پیش بینی زمان وقوع Boilover یک مطالعه آزمایشگاهی و سه حادثه واقعی استفاده شدند. نتایج پیش بینی مدل ها با داده های مطالعه آزمایشگاهی و حوادث واقعی مقایسه شدند. با توجه به اینکه زمان شروع Boilover وابستگی زیادی به نرخ شار گرمایی بازتابی از شعله به سوخت دارد و روشی برای محاسبه کسری بازتابی به سطح سوخت ارایه نشده است، زمان شروع Boilover برای حوادث واقعی برای دامنه ای از کسر حرارتی بازتابی به سطح سوخت با استفاده از 3 مدلی که این متغیر را در نظر می گیرند، محاسبه شد.

    یافته ها

    در نهایت شش مدل مختلف برای پیش بینی زمان Boilover شناسایی و انتخاب شدند. بر اساس نتایج، مدل های ارایه شده بوسیله بوانگ و میکاییل به ترتیب با درصد خطای %6 و %10 برای حوادث واقعی %26 و %17 برای مطالعات آزمایشگاهی نسبت به بقیه مدل ها زمان وقوع Boilover را دقیق تر پیش بینی کردند. با توجه به وابستگی سه رابطه بوانگ و میکاییل و کازال به کسر گرمای بازتابی به سطح سوخت، به کار بردن یک محدوده ای از مقادیر گرمای بازتابی به سطح سوخت باعث دستیابی به نتایج دقیق تر گردید.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج، مدل های ارایه شده بوسیله بوانگ و میکاییل با درصد خطای کمتر نسبت به بقیه مدل ها زمان وقوع Boilover را پیش بینی نمایند. با توجه به وابستگی سه رابطه بوانگ و میکاییل و کازال به کسر گرمای بازتابی به سطح سوخت، توسعه روشی برای محاسبه کسر گرمای بازتابی به سطح سوخت که در شکل گیری ناحیه داغ شرکت دارد باعث دستیابی به نتایج قابل اعتماد تر می شود. نتایج این مطالعه می تواند برای توسعه استراتژی اطفا حریق موثرتر و ایمن تر مخازن با پتانسیل وقوع Boilover مورد استفاده قرار گیرد. همچنین به کار بردن مدل ها برای یک محدوده ای از مقادیر گرمای بازتابی نتایج دقیق تری از زمان Boilover ارایه داد که می تواند به منظور توسعه رابطه ای برای پیش بینی زمان وقوع Boilover دقیق تر در مطالعات آینده مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: نفت خام, مخازن ذخیره اتمسفریک, Boilover, مدل تجربی}
    OMRAN AHMADI, Kazem Sarvestani, Seyed Bagher Mortazavi*, Hasan Asilian Mahabadi
    Background and objectives

    Storage tanks are used in oil, refining and petrochemical companies to store large volumes of hazardous materials. Tank fires are one of the most common accidents in these industries that cause major losses. The Boilover is one of the most dangerous phenomenon of crude oil storage tanks fires (atmospheric tanks). Many fires in liquid hydrocarbon tanks can lead to Boilover due to various factors such as type of stored fuel. When heavy liquid hydrocarbons such as crude oil, or in other words liquid containing a mixture of hydrocarbons with different boiling temperature ranges, there is potential of Boilover phenomena occurrence. In Boilover phenomenon a distillation process occurs at the fuel surface. The lighter compounds evaporate on the fuel surface and feed the flames, the dense layer of the fuel called hot layer go below the burning liquid surface. If the velocity of the hot layer is greater than the fuel surface regression rate, the heat wave (hot layer) is propagated downstream of the tank. If the tank contains a layer of water or a suspended layer of water and oil emulsion inside the fuel, at a certain point, the heat wave will reach this layer. When the heat wave reaches the water, it will evaporate the water. Suddenly evaporation of water resulting in the ejection of hot fuel from the tank. This phenomenon called Boilover. The occurrence of Boilover results in an increase in flame size and areas exposed to heat radiation. The main and most dangerous consequence of Boilover is the formation of a fireball and ejection of burning materials out of the tank. The heat energy released as a result of the formation of the fireball eliminates the possibility of escape for people that responded to the fire in the area of the accident. It also exacerbated the accident by flaming the contents of adjacent tanks. For example, at the Taco Power plant accident in Venezuela, a fireball after a Boilover killed 150 people and injured 500 others. It also exacerbated the accident by flaming the contents of adjacent tanks. In the Boilover of the crude oil tank at the Czechowice-Dziedzice refinery in Poland, the burning oil was ejected out of the tank up to 250 meters away from the tank. As a result of this Boilover, 30 people were killed and 100 were injured. A massive Boilover occurred at the Amoco refinery tank in Milford Haven, ejected burning oil out of the tank and formed a huge fireball with a height of 900 meters. The Boilover caused firefighters to burn. The availability of detailed information about the time to Boilover plays an important role in the decisions of the accident commander during suppression of storage tank fire. Prediction of time to Boilover is important to alert firefighters to escape the tank fire scene and to obtain information on the amount of fuel remaining in the tank prior to the Boilover. As well as predicting the time to Boilover is an important factor in modeling Boiloverchr('39')s consequences. Empirical models are proposed for the prediction of time to Boilover. These methods are based on experimental study and each of them uses different variables to predict time to Boilover such as radiation received from the flame, the fuel thickness, the average fuel boiling point, the fuel storage temperature, the tank diameter, and the presence of water emulsion inside the tank. The purpose of this study is to predict the time to Boilover in the fire of the crude oil storage tanks using empirical models.

    Materials and Methods

    In the first step, time to Boilover prediction empirical models were identified from previous studies. For this purpose, appropriate keywords were searched in search engines such as Google Scholar, Scopus, PubMed, and science direct. Experimental studies on the time to Boilover were reviewed to select a study for comparing of the predictions of models. For this purpose the experimental study that has been conducted by Koseki et al. on 1.9 m diameter storage tank containing Sarukawa crude oil was selected. All model equations were transferred to Microsoft excel, version 2016 to reduce the error and speed up the calculations. Time to Boilover was calculated using six different models for the three experiments of Koseki et al. study. The percentage of prediction error of models was calculated. Due to the significant impact of tank dimensions on the time to Boilover, the predictions of the empirical models were compared with the data of the three large-scale Boilover accidents. Boilover accidents were identified by searching the databases such as FACTS, CSB, eMARS, ARIA and previous studies. Three accidents, including Czechowice-Dziedzice refinery accident, Poland, Tacoa Power Plant accident, Venezuela and Amoco refinery accident, Milford Haven, United Kingdom that have comparable data were selected for comparing predictions of time to Boilover of empirical models. The prediction results of the empirical models were compared with accidents data. And finally, given that the time to Boilover is highly dependent on the value of thermal energy reflected from the flame to the fuel surface and there is no way to calculate this parameter value, the time to Boilover for actual accidents for a range of thermal energy reflected from the flame was calculated using Buang, Casal and Michaelis models.

    Results

    The prediction error of the models presented by Michaelis and Buang for the first experiment was 39.91 and 47.15, for the second experiment was 4.02 and 15.51, and for the third experiment was 8.7 and 17.8, respectively. The equations presented by Tan and Casal estimate time to Boilover more than real data. The Tan model prediction error was more than 100 % and Casal model prediction error was 81%. The Kong and Cia models estimate the time to Boilover much less than the real data. The Cia model has a prediction error of 75% and the Kong model of 77%. The error percentages of the models presented by Michaelis, Buang, Cia, Tan, Kong and Casal for the Czechowice-Dziedzice refinery accident were 3.94, 15.77, 8.57, 6.11, 30.05 and 14.4, for Tacoa accident were 3. 04, 9.76, 44.33, 16.64, 4.48, and 50.72, and for Amoco refinery accident were 11.39, 5.8, 28.52, 54.3, 26.26 and 45.68, respectively. The models presented by Buang and Michaelis models with average error of 6 and 10 % for real accidents and 26 and 17 % for experimental study, more precisely predicted the time to Boilover compared to other models. The results of the Buang and Michaelis empirical models with a reflection fraction between 3.5 and 5% were the exact time of the Boilover accident at the Amoco refinery, while this value was close to 7% for the Casal model. For the Czechowice-Dziedzice refinery accident, the same values of Amoco accident were obtained. In the Tacoa power plant accident, the value of thermal energy reflected from the flame to the fuel surface between 14 and 15 % for Buang and Michaelis models and close to 18% for Casal model, results was same as the real accident data. Given the dependence of the Buang, Michaelis and Casal models on the value of thermal energy reflected from the flame to the fuel surface, applying a range values of thermal energy reflected from the flame to the fuel surface resulted in more accurate results.

    Conclusions

    When dealing with tank fires, the major challenge for commanders present at the scene of the accident is the prediction of time to Boilover as one of the most hazardous phenomena in tank fire scenarios. Accurate prediction of time to Boilover is critical for developing a tank management strategy for those liquid with Boilover potential. In this study, first the models presented for predicting the time to Boilover were identified by searching in the different sources. The models predictions were compared using the results of an experimental study and the data of three real accidents. The studied models had different percentages of error in predicting the time to the Boilover. Comparison of different time to Boilover prediction models using experimental and real accident data revealed that the models presented by Buang and Michaelis have a lower prediction error than the other time to Boilover prediction models. Given the dependence of the three relationships of Buang, Michaelis and Casal on the thermal energy reflected from the flame to the fuel surface value, they applied by different value of this parameter. The results show that Boilover can be more accurately predicted by applying the Buang and Michaelis method simultaneously and by applying a range of thermal energy reflected from the flame to the fuel surface values. The results of this study can be used to predict time to Boilover and use a safe tactic and strategy to control of tank fire that have Boilover potential. Applying the models to a range of thermal energy reflected from the flame to the fuel surface values ​​also provided more accurate results from time to Boilover, which could be used to develop a relation to predict more accurate time to Boilover in future studies. The results of this study can be used to predict time to Boilover and to adopt more efficiently and safely cooling and suppression strategies and tactics when handling crude oil storage tanks fire. Limitations of the present study include the lack of experimental data on large diameter tanks.

    Keywords: Crude oil, Atmospheric storage tank, Boilover, Empirical model}
  • عمران احمدی، کاظم سروستانی، سید باقر مرتضوی*، حسن اصیلیان
    زمینه و هدف

    هرچند Boilover با فراوانی کمی اتفاق می افتد، اما درصورت وقوع، می تواند باعث آسیب شدید به افراد و تجهیزات اطراف مخزن شود. پیش بینی پیامد ناشی از وقوع پدیده Boilover نقش مهمی در اتخاذ استراتژی‎های مناسب برای اطفاء حریق مخازن ذخیره اتمسفریک دارد. هدف از این مطالعه پیش بینی پیامد توپ آتش ناشی از وقوع پدیده Boilover با استفاده از مدل های تجربی می باشد.

    روش بررسی

    مطالعه حاضر از نوع توصیفی تحلیلی می باشد. ابتدا مدل های تجربی مختلف ارائه شده برای پیش بینی پیامد Boilover  شناسایی شدند. سپس مدل ها برای پیش بینی هندسه آتش توپی ناشی از Boilover و شار حرارت تشعشی آن در اطراف مخزن به کار رفتند. نتایج پیش بینی مدل ها با داده های یک مطالعه آزمایشگاهی در مقیاس کوچک و یک حادثه در مقیاس بزرگ مقایسه شد.

    یافته ها

    بر اساس نتایج، خطای مدل INERIS و Buang برای پیش بینی شار حرارتی تشعشعی در اطراف مخزن کار آزمایشگاهی به ترتیب 23 و 31 درصد بود. همچنین خطای این دو مدل برای حادثه واقعی به ترتیب 52 و 71 درصد بود.

    نتیجه گیری

    مدل های INERIS و Buang برای پیش بینی پیامدهای توپ آتش ناشی از Boilover نسبت به سایر مدل ها خطای کمی نشان دادند. نتایج این مطالعه می تواند در ارزیابی ریسک Boilover در مخازن اتمسفریک مورد استفاده قرار گیرد و به فرماندهان حادثه در مورد تصمیم گیری به منظور انتخاب استراتژی ها و تاکتیک های مناسب فرماندهی حریق مخازن اتمسفریک کمک نماید.

    کلید واژگان: مخازن ذخیره اتمسفریک, Boilover, پیامد, مدل های تجربی}
    OMRAN AHMADI, Kazem Sarvestani, Seyed Bagher Mortazavi*, Hassan Asilian
    Background and Objectives

    Although Boilover occurs with a low frequency, but in case of occurrence, it can cause severe damage to people and equipment around the tank. The prediction of the fireball of Boilover phenomenon has an important role to play in adopting appropriate strategies for fire suppression of the atmospheric storage tank. The purpose of this study is to predict the consequence of fireball caused by Boilover phenomenon using empirical models.

    Materials and Methods

    This is a descriptive-analytic study. At first, empirical models presented for prediction of the Boilover consequence were identified. Then, the models used to predict the fireball geometry and its radiation heat flux around the tank. The results of model predictions were compared with the data of a small-scale experimental study and a large-scale real Boilover accident.

    Results

    According to the results, the error of the INERIS and Buang model for predictions of radiation heat flux around the experimental Boilover were 23 and 31%, respectively. The error of these two models predictions of radiation heat flux of accident were 52% and 71%, respectively.

    Conclusion

    The INERIS and Buang models showed a lower error for prediction of the Boilover fireball consequences compared to other models. The results of this study can be used to assess the risk of Boilover in atmospheric storage tanks and help accident commander’s decision on strategies and tactics for the fire suppression of atmospheric storage tanks.

    Keywords: Atmospheric storage tank, Boilover, consequence, Empirical models}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال