池火災(zāi)熱輻射通量定量分析方法比較與優(yōu)化

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(jià)。

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(huì)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?，也是目前國際上主要的計(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(gè)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(shí)，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(chǔ)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(shí)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(shí)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(chǔ)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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