МОDELLING OF EMERGENCY WITH THE EXPLOSION OF GAS-AIR MIXTURE CLOUD

I. A. Chub, M. V. Novozhylva, V. V. Matuhno

Abstract


Context. Science-based ranking of potential danger levels characterizing technological units at gas-oil reprocessing enterprises needs to address safety issues at all stages of their life cycle. Actual Ukrainian normative and methodological framework is insufficient to meet the challenges of explosion at gas-oil reprocessing enterprises in current economic conditions.

Objective. Designing and analyzing mathematical model of tehnogenic emergency with the explosion of gas-air mixture clouds on block of gas-oil reprocessing technological enterprise as the constructive tool for quantify definition of explosive unit level.

Method. Structural and parametric identification of integral criterion characterizing the unit explosiveness as a whole taking into account the peculiarities of enterprise territory development, the explosion regime, characteristics of explosive materials.

Results.The problem of explosion hazard level estimation of separate technological equipment and whole technological block of a gas and oil refinery plant is solved in the work.

Conclusions. The proposed method is a contribution to further development of the methodology and constructive means to ensure the technologic safety, in particular the explosion one, for potentially hazardous industrial objects. Numerical results allow us to recommend the proposed method to be used in practice.

Keywords


Еxplosion; a cloud of gas-air mixture; explosion level; probability of an emergency.

References


Chub І.А., Matuhno V.V. Model zadachi minimizacii rivnja vibuhonebezpeki ob’jektiv z vybuhamy hmar gazopovitrjanyh sumishej, Problemi nadzvichainix cituacii, 2016, Vol. 24, pp. 137–142.

Chernaj A.V., Nalys’ko M.M. Matematychne modeljuvannja vymushenogo zapaljuvannja gazopovitrjanoi’ sumishi pry rozrahunku vrazhajuchyh faktoriv avarijnyh vybuhiv, Naukovyj visnyk Nacional’nogo girnychogo universytetu, 2016, No. 5, pp. 82–94.

Van den Berg A. C., Van Wingerden C. J. M. Vapor cloud explosion blast modeling. ICHEME Symposium Series, 1994, No. 124, pp. 393–409.

Methods for the Calculation of the Physical Effects. Gevaarlijke Stoffen, 1996, 870 p.

Brossard J., Bailly P., Desbordes D. Overpressure imposed by blast wave, Progress in Astronautics and Aeronautics, 1989, Vol. 4, P. 410.

Giesbrecht H., Hemmer G., Hess K. et al. Analysis of explosion hazards on spontaneous release of inflammable cases, Ger. Chem. Eng., 1984, No. 4, pp. 315–325.

Lee J. H., Guirao C. V., Bach G. G. Blast effects from vapor cloud explosion, Loss prevention, 1989, Vol. 11, No. 1, pp. 59–70.

DSTU B V.1.1-36:2016. Vyznachennja kategorij prymishhen’, budynkiv ta zovnishnih ustanovok za vybuhopozhezhnoju ta pozhezhnoju nebezpekoju. Kyi’v: UkrNDICZ, 2016, 42 p.

Metodiki ocenki posledstvij avarij na opasnyh proizvodstvennyh ob’ektah: Sb. dokumentov. Serija 27. Vypusk 2 / Koll. avt. Moscow, ZAO NTC PB, 2010, 208 p.

RD 03-409-01. Metodika ocenki posledstvij avarijnyh vzryvov toplivno-vozdushnyh smesej. Moscow, ZAO NTC PB, 2014, 38 p.

Popov V. M., Chub І. А., Novozhylova M. V. Modelirovanie harakteristik potoka otkazov osnovnyh proizvodstvennyh fondov ob’ektov povyshennoj opasnosti, Problemi nadzvichainix cituacii, 2015, Vol. 21, pp. 64–70.

Chub І. А., Matuhno V. V. Prognozuvanna naslidkiv nadzvichainoi situacii z vibuhom xmaru gazopovitranoi sumichi, Problemi nadzvichainix cituacii, 2016, Vol. 23, pp. 186–191.

Shebeko U. N., Shevzhuk А. P., Kolosov V. А. Ocenka individual’nogo i social’nogo riska avarij s pozharami i vzryvami dlja naruzhnyh tehnologicheskih ustanovok, Pozharovzryvobezopasnost’, 1995, No. 1, pp. 21–29.

Metodika modelirovanija rasprostranenija avarijnyh vybrosov opasnyh veshhestv. Moscow, ZAO NTC PB, 2012, 46 p.


GOST Style Citations


1. Чуб І. А. Модель задачі мінімізації рівня вибухонебезпеки об’єктів з вибухами хмар газоповітряних сумішей / І. А. Чуб, В. В. Матухно // Проблеми надзвичайних ситуацій. – 2016. – Вип. 24. – С. 137–142.

2. Чернай А.В. Математичне моделювання вимушеного запалювання газоповітряної суміші при розрахунку вражаючих факторів аварійних вибухів / А. В. Чернай, М. М. Налисько // Науковий вісник Національного гірничого університету. – 2016. – № 5. – С. 82–94.

3. Van den Berg A. C. Vapor cloud explosion blast modeling / A. C. Van den Berg, C. J. M. Van Wingerden. // ICHEME Symposium Series. – 1994. – No. 124. – P. 393–409.

4. Methods for the Calculation of the Physical Effects. – Gevaarlijke Stoffen, 1996. – 870 p.

5. Brossard J. Overpressure imposed by blast wave / J. Brossard, P. Bailly, D. Desbordes // Progress in Astronautics and Aeronautics. – 1989. – Vol. 4. – P. 410.

6. Giesbrecht H. Analysis of explosion hazards on spontaneous release of inflammable cases / H. Giesbrecht, G. Hemmer, K. Hess // Ger. Chem. Eng. – 1984. – No.4. – P. 315–325.

7. Lee J.H. Blast effects from vapor cloud explosion / J. H. Lee, C. V. Guirao, G. G. Bach // Loss prevention. – 1989. – Vol. 11, No. 1. – P. 59–70.

8. ДСТУ Б В.1.1-36:2016. Визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою. – Київ : УкрНДІЦЗ, 2016. – 42 c.

9. Методики оценки последствий аварий на опасных производственных объектах. – М. : ЗАО НТЦ ПБ, 2010. – 208с.

10. РД 03-409-01. Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей. – М. : ЗАО НТЦ ПБ, 2014. – 38 с.

11. Попов В. М. Моделирование характеристик потока отказов основных производственных фондов объектов повышенной опасности / В. М. Попов, И. А. Чуб, М. В. Новожилова // Проблеми надзвичайних ситуацій. – 2015. – Вип. 21. – С. 64–70.

12. Чуб І. А. Прогнозування наслідків надзвичайної ситуації з вибухом хмари газоповітряної суміші / І. А. Чуб, В. В. Матухно // Проблеми надзвичайних ситуацій. – 2016. – Вип. 23. – С. 186–191.

13. Шебеко Ю. Н. Оценка индивидуального и социального риска аварий с пожарами и взрывами для наружных технологических установок / Ю. Н. Шебеко, А. П. Шевчук, В. А. Колосов // Пожаровзрывобезопасность. – 1995. – № 1. – С. 21–29.

14. Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ. – М. : ЗАО НТЦ ПБ, 2012. – 46 с.





DOI: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2017-3-8



Copyright (c) 2017 I. A. Chub, M. V. Novozhylva, V. V. Matuhno

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Address of the journal editorial office:
Editorial office of the journal «Radio Electronics, Computer Science, Control»,
Zaporizhzhya National Technical University, 
Zhukovskiy street, 64, Zaporizhzhya, 69063, Ukraine. 
Telephone: +38-061-769-82-96 – the Editing and Publishing Department.
E-mail: rvv@zntu.edu.ua

The reference to the journal is obligatory in the cases of complete or partial use of its materials.