摘 要:油罐池火的火焰及其產(chǎn)生的熱輻射,可能導(dǎo)致周圍人員傷亡或設(shè)備設(shè)施損壞。通過分析比較目前國際上四種主要計(jì)算池火災(zāi)熱輻射通量經(jīng)驗(yàn)?zāi)P偷慕⒈尘昂瓦m用范圍,提出優(yōu)化的池火災(zāi)熱輻射通量計(jì)算方法,并且結(jié)合熱輻射通量判斷準(zhǔn)則進(jìn)行危險(xiǎn)評價。
關(guān)鍵詞:油罐;池火災(zāi);熱輻射通量
火災(zāi)事故在化工企業(yè)和危險(xiǎn)性物料運(yùn)輸事故中占相當(dāng)大的比例[1],對過去6099起事故分析的結(jié)果表明,火災(zāi)事故在其中占41.4%。在不同類型的火災(zāi)(噴焰火災(zāi)、閃燃火災(zāi)等)中,池火災(zāi)最為常見,如果池火災(zāi)火焰直接接觸到設(shè)備表面,由于熱流量非常高,會使情況變得非常危險(xiǎn)。
國外對池火災(zāi)的研究起步較早[2],對室內(nèi)池火災(zāi)和開放環(huán)境中的池火災(zāi)的機(jī)理、物理特征、災(zāi)害模擬計(jì)算做了大量的研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立了眾多經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式來靜態(tài)地描述池火災(zāi)的燃燒過程、發(fā)熱特性與相關(guān)因素的影響。主要有四種計(jì)算和評估池火災(zāi)熱輻射通量的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P停彩悄壳皣H上主要的計(jì)算和評估池火災(zāi)熱輻射通量的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?,其建立背景和適用條件各不相同。本課題研究在分析比較各池火災(zāi)熱輻射通量計(jì)算模型優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出優(yōu)化的池火災(zāi)熱輻射通量計(jì)算方法。
兩個簡易模型分別為Shokri和Beyler建立的簡易模型和點(diǎn)源模型,而后兩種相對較復(fù)雜的模型一種是由Shokri和Beyler建立的,另一種是由Mudan建立的。
1 池火災(zāi)熱輻射通量計(jì)算模型比較及方法優(yōu)化
表1.1列出四種池火災(zāi)模型總結(jié)。通過對四種池火災(zāi)模型建立背景和適用范圍的介紹。表1.2對四種池火災(zāi)模型建立背景和適用范圍的對比,并得出了相關(guān)結(jié)論。
2 熱輻射通量判斷準(zhǔn)則
池火災(zāi)的破壞作用主要是熱輻射,池火災(zāi)對周圍目標(biāo)的熱輻射。當(dāng)池火災(zāi)發(fā)生時,首要確定的是對周圍的傷害程度,才能安全有效的進(jìn)行救火及搶險(xiǎn)救災(zāi)等工作。安全距離是指儲罐火災(zāi)事故的危害小于人員或設(shè)備能承受的臨界水平時離事故中心的距離。
常見的熱輻射的破壞標(biāo)準(zhǔn)[6]可以歸納為熱通量準(zhǔn)則、熱強(qiáng)度準(zhǔn)則、熱通量-時間準(zhǔn)則,結(jié)合本課題研究對象為穩(wěn)態(tài)池火災(zāi),所以選用熱通量準(zhǔn)則來計(jì)算人和物體的安全。穩(wěn)態(tài)火災(zāi)熱輻射作用下,人員傷害和設(shè)備破壞的臨界熱通量見表3.1。
根據(jù)熱通量準(zhǔn)則[7],目標(biāo)破壞的判據(jù)為:
式中: ⑴通過對國際上四種主要的池火災(zāi)熱輻射通量計(jì)算模型原始文獻(xiàn)的收集整理,在深入研究的基礎(chǔ)上,對其建立背景和適用范圍進(jìn)行分析比較,并且優(yōu)化池火災(zāi)熱輻射通量計(jì)算模型
⑵利用優(yōu)化后的池火災(zāi)熱輻射通量計(jì)算模型引入安全距離這一概念,得出了相應(yīng)人員傷害和設(shè)備破壞的臨界距離。
⑶雖然本文的研究取得了一定的成果,但儲罐池火災(zāi)熱輻射通量是十分復(fù)雜的,要想真正得到準(zhǔn)確的池火災(zāi)熱輻射通量,還需要大量的實(shí)驗(yàn)測量。
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