پیش بینی زمان وقوع Boilover در مخازن نفت خام با استفاده از مدل های تجربی

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.

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.

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.

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.