ارائه‌کننده: محمدرضا افتخاری
استاد راهنمای اول: دکتر قاسم حیدری ­نژاد
استاد راهنمای دوم : دکتر محمد ضابطیان طرقی
استاد ناظر داخلی: دکتر سید محمد جعفر سبحانی
استاد ناظر خارجی: دکتر مقداد صفاری پور
تاریخ: 1403/04/12
ساعت: 12
مکان: دانشکده مهندسی مکانیک، اتاق 154

چکیده:
بررسی و محاسبه مخاطرات سوانح حریق در مخازن ذخیره سوخت پالایشگاه‌ها در شرایط محیطی گوناگون جهت جلوگیری و کاهش خسارات جانی و مالی احتمالی بسیار مؤثر است. از این رو در پژوهش حاضر، با مدنظر قرار دادن تزریق فوم بر سطح بستر سوخت، سعی بر خاموشی و کنترل آتش در مخازن ذخیره سوخت شد. به این منظور ابتدا تمام مخاطرات آتش (شامل گونه‌های سمی CO ، CO2، گازهای داغ و انتشار تشعشع) در حالت بدون تزریق فوم برای سه سوخت متداول بنزین، کروزن و نفت خام در سه مخزن بزرگ ذخیره‌سازی سوخت در قطرهای 25، 50 و 75 متر و ارتفاع ثابت 15 متر به صورت عددی مطالعه شد.
در این مطالعه از نرم‌افزار FDS استفاده شد که بر پایه رویکرد تفاضل محدود بوده که به روش صریح حل می‌شود. همچنین به‌عنوان نوآوری میزان تشعشع در ارتفاع 5/1، 3 و 5 متر جهت بررسی میزان خطرات وارده بر انسان و آتش ­نشانانِ حاضر در ماشین ­آلاتِ اطفای حریق و در ارتفاع 10 متر جهت بررسی اثر تشعشع بر سایر مخازن مجاور، در فواصل افقی گوناگون مطالعه شد. نتایج اخذشده نشان می‌دهد زمانی که سوخت بنزین باشد، بیشترین خطر تشعشع در فاصله مابین جداره مخزن تا 7/1 قطر مخزن بوده و همچنین حداقل فاصله مجاز جهت قرارگیری در محدوده ایمن در فاصله 6/2 قطر مخزن است که با افزایش ارتفاع از سطح زمین میزان تشعشع نیز افزایش می‌یابد. همچنین باد، می‌تواند سبب افزایش شدت تشعشع در جهت وزش خود گردد به نحوی که با افزایش سرعت از صفر به 15 متر بر ثانیه، فاصله ایمنی 5/1 برابر می‌شود. اثر مخرب گونه‌های CO و CO2 و دمای بالای گازهای داغ هنگامی‌که شعله‌وری مخزن در شرایط بدون باد، وجود نداشته ولی اثر وجود باد سبب نزدیکی  این مخاطره به سطح زمین گردیده به‌گونه‌ای که این مخاطرات در مقابل وزش باد m/s 15، تا محدوده تقریبی ارتفاعی 5 متری از سطح زمین می‌رسد. در گام نهایی با مدل کردن پیشروی فوم از طریق روش تحلیلی و اضافه کردن نتایج آن به بخش CFD، اطفاء آتش توسط تزریق مدل شده و مشاهده شد که فوم علاوه بر اینکه در طی زمان می تواند آتش را کاملا خاموش کند، سهم بسزایی در کنترل و کاهش مخاطرات آتش نیز دارد بنحوی که بعد از تزریق فوم روند کاهشی تشعشع در اطراف مخزن مشاهده شد. همچنین افزایش دبی تزریق فوم تاثیر مستقیمی بر کاهش زمان اطفاء آتش دارد. بدین صورت که با افزایش دو برابری دبی تزریق فوم، زمان اطفاء آتش با نسبت 63/0 کاهش می یابد.