Atmosphere protection from pollution in case of emission of hazardous substances from a moving train carriage BILIAIEV M.M.

A. V. Berlov, P. S. Kirichenko, P. S. Kirichenko

Abstract


Purpose.  Development of a method for protection of atmosphere against pollution by burning solid rocket propellant within the moving railway carriage.  Create a calculation method to substantiate the effectiveness of  the proposed method of protection on the basis of numerical modeling of impurity scattering processes in the atmosphere.  Methodology.  To solve this problem developed a numerical  model  based  on  the  application  of  multivariate  equations  of  mass  transfer.  For  the  numerical  integration  of  pollutant transport equation was used implicit  «change  –  triangle»  difference  scheme. When constructing a difference scheme physical and geometric cleavage of the transfer equation is carried out in four steps.  Unknown value  of pollutant concentration at each step of cleavage  is  determined  by  the  explicit  scheme  –  the  method  of  point-to-point  computation.  When  conducting  computational experiments  considered  the  speed  of  the  wind  flow,  the  speed  of  the  train,  the  process  of  emission  of  chemically  dangerous substances and  neutralizer.  On the basis of the numerical model a computational experiment to assess the level of air pollution  if burned  in  a  moving  railway  carriage  of  dangerous  goods.  The  calculations  for  application  of  the  neutralization  of  combustion products of solid rocket propellant. Findings. An effective way to protect against contamination of the atmosphere in the emission of hazardous substances from a moving rail  car. A numerical model that allows to quickly calculate the air pollution in the event of an accident during transport of solid rocket propellant, as well as to calculate the rational parameters of the process of neutralization of pollutant. This model can be used for serial calculations modeling the different emergency scenarios.  Originality.  A new way to protect the atmosphere from contamination by release of hazardous substances from a moving railroad  car. Developed a numerical model that allows to evaluate the effectiveness of the proposed method of protection taking into account those physical parameters that  affect this process.  Practical  value.  An  efficient  numerical model, so  called  «diagnostic  models»  were  considered  for  rapid calculation  of  the  level  of  pollution  of  the  atmosphere,  and  the  atmosphere  is  provided  a  method  of  protection  in  emergency situations, in the case of solid rocket propellant transportation by railway.


Keywords


accident on railway transport; air pollution; neutralization of the contaminant; numerical simulation

References


Беляев Н. Н. Моделирование нестационарных процессов аварийного загрязнения атмосферы: монография / Н. Н. Беляев, А. В. Берлов, П. Б. Машихина. – Д.: «Акцент ПП», 2014. – 127 с.

Беляев Н. Н. Защита атмосферы от загрязнения при чрезвычайных ситуациях на железнодорожном транспорте / Н. Н. Беляев, А. В. Берлов, П. С. Кириченко // Збірник наукових праць «Науковий вісник будівництва» – Х.: Харківський національний університет будівництва та архітектури, 2016 – №1(83). – С.203 – 207.

Берлянд, М. Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы / М. Е. Берлянд. – Ленинград : Гидрометеоиздат, 1985. – 273 с.

Бруяцкий Е. В. Теория атмосферной диффузии радиоактивных выбросов / Е. В. Бруяцкий. – К.: Институт гидромеханики НАН Украины, 2000. – 443 с.

Марчук Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. – М.: Наука, 1982. – 316 c.

Методика визначення ризиків та їх прийнятних рівнів для декларування безпеки об'єктів підвищеної небезпеки // Міністерство праці та соціальної політики України. Наказ №637 від 04.12.2002. – Київ, 2002. – 25 с.

Методика прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об'єктах i транспорті. – К., 2001. – 33 с.

Уорк, К. Загрязнение воздуха. Источники и контроль / К. Уорк, С. Уорнер – Москва : Мир, 1980. – 539 с.

Численное моделирование распространения загрязнения в окружающей среде / М. З. Згуровский, В. В. Скопецкий, В. К. Хрущ, Н. Н. Беляев. – К.: Наук. думка, 1997. – 368 с.

Belyaev M. Air Pollution Modelling of Technogenic Catastrophes caused by Terrorist Attacks on Rail Transport of Chemical Substances.// Simulation and Assessment of Chemical Processes in a Multiphase Environment . NATO Science for Peace and / Security Series. – C.: Environmental Security, Springer, 2007. P.327 – 336.

Biliaiev M. M. Numerical simulation of indoor air pollution and atmosphere pollution for regions having complex topography / M. M. Biliaiev, M. M. Kharytonov // Conference A bstracts of 31st NATO / SPS International Technical Meeting on Air Pollution Modelling and it’s Application. – Torino, Italy, 2010. – № P1.7.

Hanna S. Air Quality Modeling Over Short Distances.// College on Atmospheric Boundary Layer and Air Pollution Modeling: 16 May-3 June 1994. №SMR/760-2 – P. 712 – 743.

Qu Y. Development of building resolving atmospheric CFD code taking into account atmospheric radiation in complex geometric / Y. Qu, M. Millez, L. Musson-Genon, B. Carrissimo //Conference Abstracts of 31st NATO / SPS International Technical Meeting on Air Pollution Modelling and it’s Application, 27 September–01 October, Torino, Italy, 2010. № P. 1.5.

Tracking and predicting the atmospheric dispersion of hazardous material releases. Implications for Homeland Security / National research council. Committee on the Atmospheric Dispersion of Hazardous Material Releases Board on Atmospheric Sciences and Climate Division on Earth and Life Studies. – USA, Washington, D.C. – 2003. – 101 p.


GOST Style Citations


1.  Беляев Н. Н.  Моделирование  нестационарных  процессов  аварийного  загрязнения  атмосферы:  монография  / Н. Н. Беляев, А. В. Берлов, П. Б. Машихина. – Д.: «Акцент ПП», 2014. – 127 с.

2.  Belyayev  N.N.,Berlov  A.V.,  Kirichenko  P.S.  Raschet  zagryazneniya  prizemnogo  sloya  atmosfery  pri  gorenii  tverdogo raketnogo topliva [Calculation of ground-level air pollution at burning of solid rocket propellant].  Zbirnyk naukovykh prats «Naukovyi visnyk budivnytstva» [Proc. «Scientific Bulletin of construction»], Kharkiv, 2016, issue 1 (83), pp. 203-207.

3.  Berlyand  M.Ye.  Prognoz  i  regulirovaniye  zagryazneniya  atmosfery  [Prognosis  and  controlling  of  atmosphere  pollution]. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1985. 273 p.

4.  Bruyatskiy Ye.V. Teoriya atmosfernoy diffuzii radioaktivnykh  vybrosov  [The theory of atmospheric diffusion of radioactive emissions]. Kiev, Institut gidromekhaniki NAN Ukrainy Publ., 2000. 443 p.

5.  Marchuk  G.I.  Matematicheskoye  modelirovaniye  v  probleme  okruzhayushchey  sredy  [Mathematical  modeling  in  the environmental problem]. Moscow, Nauka Publ., 1982. 320 p.

6.  Metodyka vyznachennia ryzykiv ta yikh pryiniatnykh rivniv dlia deklaruvannia bezpeky obiektiv pid-vyshchenoi nebezpeky [Risks definition technique and their acceptable levels for the declaration of security high-risk facilities]. Kyiv, 2002. 25 p.

7.  Metodyka prohnozuvannia naslidkiv vylyvu (vykydu) nebezpechnykh khimichnykh rechovyn pry avariiakh na promyslovykh obiektakh i transporti  [Methods of prediction the consequences of the spout (emission) of hazardous chemicals in accidents at industrial objects and transport]. Kyiv, 2001. 33 p.

8.  Uork, K., Uorner S. Zagryazneniye vozdukha. Istochniki i kontrol  [Air pollution. Sources and control]. Moscow, Mir Publ., 1980. 539 p.

9.  Zgurovskiy  M.Z.,  Skopetskiy  V.V.,  Khrushch  V.K.,  Belyaev  N.N.  Chislennoye  modelirovaniye  rasprostraneniya zagryazneniya v okruzhayushchey srede  [Numerical modelling of pollution spreading in the environment]. Kyiv, Naukova dumka Publ., 1997. 368 p.

10.  Belyaev M. Air Pollution Modelling of Technogenic Catastrophes caused by Terrorist A ttacks on Rail Transport of Chemical Substances.// Simulation and Assessment of Chemical Processes in a Multiphase Environment . NATO Science for Peace and / Security Series. – C.: Environmental Security, Springer, 2007. P.327 – 336.

11.  Biliaiev M. M.  Numerical  simulation  of  indoor  air  pollution  and  atmosphere  pollution  for  regions  having  complex topography  /  M. M. Biliaiev,  M. M. Kharytonov  //  Conference  Abstracts  of  31st  NATO  /  SPS  International  Technical Meeting on Air Pollution Modelling and it’s Application. – Torino, Italy, 2010. – № P1.7.

12.  Hanna  S.  Air  Quality  Modeling  Over  Short  Distances.//  College  on  Atmospheric  Boundary  Layer  and  Air  Pollution Modeling: 16 May-3 June 1994. №SMR/760-2 – P. 712 – 743.

13.  Qu  Y.  Development  of  building  resolving  atmospheric  CFD  code  taking  into  account  atmospheric  radiation  in  complex geometric / Y. Qu, M. Millez, L. Musson-Genon, B. Carrissimo //Conference Abstracts of 31st NATO / SPS International Technical Meeting on Air Pollution Modelling and it’s Application, 27 September–01 October, Torino, Italy, 2010. № P. 1.5.

14.  Tracking  and  predicting  the atmospheric  dispersion  of  hazardous  material releases.  Implications  for  Homeland  Security  / National research council. Committee on the Atmospheric Dispersion of Hazardous Material Releases Board on Atmospheric Sciences and Climate Division on Earth and Life Studies. – USA, Washington, D.C. – 2003. – 101 p.

 

 

 

 

 

 

 



Refbacks

  • There are currently no refbacks.