池火灾热辐射通量定量分析方法比较与优化

1、池火灾热辐射通量定量分析方法比较与优化摘 要：油罐池火的火焰及其产生的热辐射， 可 能导致周围人员伤亡或设备设施损坏。通过分析比较 目前国际上四种主要计算池火灾热辐射通量经验模型 的建立背景和适用范围，提出优化的池火灾热辐射通 量计算方法，并且结合热辐射通量判断准则进行危险 评价。关键词：油罐；池火灾；热辐射通量 火灾事故在化工企业和危险性物料运输事故中占 相当大的比例 1 ，对过去 6099 起事故分析的结果表 明，火灾事故在其中占 41.4%。在不同类型的火灾 （喷 焰火灾、闪燃火灾等）中，池火灾最为常见，如果池 火灾火焰直接接触到设备表面，由于热流量非常高， 会使情况变得非常危险。国外对

2、池火灾的研究起步较早 2 ，对室内池火灾 和开放环境中的池火灾的机理、物理特征、灾害模拟 计算做了大量的研究和实验数据，建立了众多经验或 半经验公式来静态地描述池火灾的燃烧过程、发热特 性与相关因素的影响。主要有四种计算和评估池火灾 热辐射通量的经验模型，也是目前国际上主要的计算 和评估池火灾热辐射通量的经验模型，其建立背景和 适用条件各不相同。本课题研究在分析比较各池火灾 热辐射通量计算模型优缺点的基础上，提出优化的池 火灾热辐射通量计算方法。两个简易模型分别为Shokri和Beyler建立的简易 模型和点源模型，而后两种相对较复杂的模型一种是 由 Shokri 和 Beyler 建立的，另

3、一种是由 Mudan 建立 的。1 池火灾热辐射通量计算模型比较及方法优化表 1.1 列出四种池火灾模型总结。通过对四种池 火灾模型建立背景和适用范围的介绍。表 1.2 对四种 池火灾模型建立背景和适用范围的对比，并得出了相 关结论。2 热辐射通量判断准则池火灾的破坏作用主要是热辐射，池火灾对周围 目标的热辐射。当池火灾发生时，首要确定的是对周 围的伤害程度，才能安全有效的进行救火及抢险救灾 等工作。安全距离是指储罐火灾事故的危害小于人员 或设备能承受的临界水平时离事故中心的距离。常见的热辐射的破坏标准 6可以归纳为热通量 准则、热强度准则、热通量 -时间准则，结合本课题研 究对象为稳态池火灾

4、，所以选用热通量准则来计算人 和物体的安全。稳态火灾热辐射作用下，人员伤害和 设备破坏的临界热通量见表 3.1。根据热通量准则 7 ，目标破坏的判据为： 式中： 通过对国际上四种主要的池火灾热辐射 通量计算模型原始文献的收集整理，在深入研究的基 础上，对其建立背景和适用范围进行分析比较，并且 优化池火灾热辐射通量计算模型利用优化后的池火灾热辐射通量计算模型引入 安全距离这一概念，得出了相应人员伤害和设备破坏 的临界距离。虽然本文的研究取得了一定的成果，但储罐池 火灾热辐射通量是十分复杂的，要想真正得到准确的 池火灾热辐射通量，还需要大量的实验测量。参考文献 1 黄金印，傅智敏 .烃类池火灾火焰

5、温度分布 J.消防技术与产品信息，2000(11)：42-45.2 王志荣，蒋军成， 姜慧 .室外池火灾火焰环境研 究进展J.石油与天然气化工，2005, 34(4): 321-324.3 SHOKRI M ， BEYLER C L.Radiation fromLarger Pool FiresJ. Journal of Fire ProtectionEngineering， 1989， 4( 1 )： 141-150.4 MODAN K S.Thermal Radiation Hazards fromHydrocarbon Pool FiresJ.Progress Energy CombustionScience，1984（10）：59-80.5 公安部政治部 .消防燃烧学 M. 北京：中国人民 公安大学出版社， 2006：254.