پیش بینی زمان وقوع boilover در مخازن نفت خام با استفاده از مدل‌های تجربی

زمینه و هدف: boilover یکی از خطرناک ترین پدیده‌های مرتبط با آتش‌سوزی مخازن ذخیره نفت خام (مخازن اتمسفریک) می باشد. بسیاری از آتش‌سوزی‌های 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 آتش‌سوزی مخازن است. پدیده boilover می تواند باعث تشدید حادثه شده و واکنش دهندگان به حادثه به ویژه آتش نشان‌ها 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 تاکتیک‌های 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 مدل‌های تجربی می‌باشد.روش بررسی: مطالعه حاضر از نوع توصیفی تحلیلی می‌باشد. ابتدا روش های مختلف ارائه 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 واژه‌های مناسب جستجو انجام شد. ابتدا مدل های تجربی ارائه 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 پیش‌بینی مدل‌ها 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 ارائه 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 می‌گیرند، محاسبه شد.یافته‌ها: در نهایت شش مدل مختلف برای پیش بینی زمان boilover شناسایی و انتخاب شدند. بر اساس نتایج، مدل های ارایه شده بوسیله بوانگ و میکائیل 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 میکائیل 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 ارائه شده بوسیله بوانگ و میکائیل با درصد خطای کمتر نسبت به بقیه مدل ها زمان وقوع boilover را پیش‌بینی نمایند. با توجه به وابستگی سه رابطه بوانگ و میکائیل 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 می‌تواند برای توسعه استراتژی اطفا حریق موثرتر و ایمن‌تر مخازن با پتانسیل وقوع boilover مورد استفاده قرار گیرد. همچنین به کار بردن مدل‌ها برای یک محدوده‌ای از مقادیر گرمای بازتابی نتایج دقیق‌تری از زمان boilover ارائه داد که می تواند به منظور توسعه رابطه ای برای پیش‌بینی زمان وقوع boilover دقیق تر در مطالعات آینده مورد استفاده قرار گیرد.