大型储油罐区液池火灾热辐射数值模拟解析

22)(3)(310360.61D(1)式中：H为火焰高度，m;D为液池当量直径，m;dm/dt为单位表面积燃烧速度，kg/(m2•s);pa为周围的空气密度，kg/m3;g为重力加速度，9.8m/s2o•2火焰表面热辐射假设池火火焰为圆柱体形状，燃烧产生的热量从圆柱体形火焰的侧面和上底面均匀地向外辐射.则池火火焰表面热辐射通量E如式(2)所示。E=DHfcdt(D+4H)(2)式中：E为火焰表面热辐射通量，W/m2;Hc为液体燃烧热.J/kg;f为热辐射系数，可取f二0.1。.3目标入射热辐射通量有烟情况下，目标入射热辐射通量Ef见式(3)所示。E-D/L-/f=Em(eg)+E©匸(1-eDL)式中：Em为火焰表面最大热辐射通量，W/m2；Lg为热辐射功率特征长度；Eg为烟表面热辐射能.取20kW/m2o油罐区概况以10万m3储油罐区为例。假设罐区长332m,宽20m,防火堤高2mo罐区内有6个10万m3储罐。罐直径为80m,高21.8m,被长、宽均为110m的隔堤隔开。罐区结构及储罐分布如图1所示。假设气象条件为：风速1•5m/s,考虑最恶劣状况，风向吹向监测位置；大气稳定度为D级；气温为20°C;日照辐射为0.5kW/m2o假设1号储罐发生泄漏•汽油流入隔堤，并在隔堤内发生燃烧，而并未引燃罐中储油。液池当量直径D的算法如式(4)所示。D=(4S/3.14)0.5(4)式中：S为液池表面面积，m高度/高度/m热辐射/kW/m2高度/m热辐射/kW/mO计算模拟.1对周边储罐的影响将池火周围的储罐按照距离远近划分为3类，分别命名为：第一邻近储罐，如图1中距离池火最近的2号和号罐；第二邻近储罐，如图1中5号罐；第三邻近储罐，不考虑被其他储罐所遮挡住的罐体，如图1中6号罐。.1.1第一邻近储罐以2号罐为例，其距池火中心72m。假设风吹向2号罐，罐体各部分受到的热辐射值如表1所示。因为罐FireScieneeandTechnology,October2012,Vol31,No.1011223343图1储罐区简图周环形平台上可能有其他构建物，故将高度算至26mo表1第一邻近储罐不同高位热辐射强度20 6.76 1 4 9.7 9 27.261 6 1 0.104 7 .75 1 8 10.396 8.2 2 2010.6 6 8 8.662 210.9010 9.0 7 24 1 1.13129.442611.34根据文献[6],当辐射热到达12.5kW/m2时，将会对工艺设备具有破坏作用，塑料管将会熔化。从表1来看，在1.5m/s的风速下，与事故储罐最邻近的2号罐并未达到这个标准。但是可以看出，在22m处热辐射值达到10.90kW/m2.已经接近这个辐射阈值。如果风力增大，该罐将不能保证安全。.1.2第二邻近储罐第二邻近罐5号罐距离池火为118mo在相同的模拟条件下，其热辐射值计算如表2所示。表2第二邻近储罐不同高位热辐射强度203.55144.2223.65164.3143.7184.4063.85204.4883.96224.510 4.05 24 4.63124.13264.70第二邻近储罐热辐射值相对较小，在罐顶处热辐射约为4.56kW/m2o李剑乾等在文献[7]中指出，当热辐射值达到4.5kW/m2时，暴露20s后皮肤开始起水疱。而这个热辐射值对设备伤害较小。.1.3第三邻近储罐6号罐距离池火距离为210m,在相同的模拟条件下，其热辐射值如表3所ZFo由表3可见.第三邻近储罐接受到的热辐射相对较小。接近于大气层之上年平均日照辐射值1•3kW/m2o从表1〜表3可知，罐身在不同高位处受到的热辐射消防科学与技术2012年10月第31卷第10期值不同，从罐底到罐顶依次增大。并且，距池火越近的储罐,热辐射增加值幅度越大，如图2所示。表3第三邻近储罐不同高位热辐射强高度/m热辐射/kW/m2高度/m热辐射/kW/mTOC\o"1-5"\h\z20 1.1 9 14 1.2 521.2 0 16 1.2541.2 1 1 8 1.2 66 1.222 0 1.2 68 1.2 3 22 1.2 710 1.24 2 4 1.271 21.24261.27图2不同邻近储罐热辐射随罐身高度变化曲线•2距离与热辐射在同样的条件下，对于罐区无遮挡空间，在1.6m水平高度处，不同距离处(0~300m)的热辐射值如表4所示。1.6m是考虑人体面部距地面高度。由于面部通常裸露在外，容易受到热辐射伤害，故取此值。ve1ve1300300表4无遮挡空间热辐射随距离变化表距离/m热辐射百秒距离热辐射100%1609%2百秒100%1609%20・0・00%140 2.72 0.48%2902.120.03%2020 100%1701.880.0120100%1801.67 0.00%4020100%191.490.00%5015.10 99.94%2001.3400%609.29 94.47%210 1.200.00%704379.75%2201.080.00%806.27 59%2300.98 0.00%90 5.3839.36%24090.00%100 4.65 22.18%250 0.810.1104.05 10.74%260 0.740・00%120/kW/m2致死率/m/kW/m2致死率10200・7・590.800%3・54・44%2700・680・00%1303・10145%30000%1502・400.12%

0・00%文献［7］显示，大型火灾的安全区域热辐射强度阈值为5kW/m2o由此可知,该条件下隔堤发生的池火，安全距离应设置为100n%但该阈值并非绝对安全值。在5W/m2的辐射强度下，人体裸露皮肤炙烤30s,会造成2度烧伤；并且从表4可知•在100m处，人员滞留时间达（下转第1040页）smoke,t,tWUWeiXULIaTAOL24,ious1sueriortwittwitimesmokeeximesmokeexhododeosmohododeosmosmokerimensmokerimen1,12,ChandTec7,Chstem14,niversactsmoke-ypgpygp1,12,ChandTec7,Chstem14,niversactsmoke-ypgpygp2323sartitionmentwasstudied・DiP.smokeP.andbeecon.作者简介：伍卫军（男.浙江武义人.浙江1974-）省消防总队防火部火调处处长，高级工程师，硕士，主浙江省杭要从事消防安全管理和火灾事故调查工作，州市文晖路319号，310014O收稿日期：2012-05-23扌蔡標扌蔡扌蔡標標扌蔡標扌蔡扌蔡標標扌蔡標扌蔡扌蔡標標扌蔡標扌蔡扌蔡標標扌蔡標扌蔡扌蔡標標扌蔡標扌蔡榛擦標扌蔡標標扌蔡標扌蔡扌蔡標標扌蔡標扌蔡扌蔡標標[]M5udanKS.Thermalradiationhazardsfromhdrocarbonoolfire yp（上接第1037页）到1仍具有200s时，2.18%的死亡概率。4结论/.在风速为1•风向直吹被辐射罐体；大气稳定5ms/度为D级，气温为2日照辐射为0.0°C,5kWm的模拟对1储油罐区发生的隔堤池火进行模拟条件下，0万m［］,():J.ProressEnerCombustionSci1984,1059-80.ggy［］庄磊，］陈国庆，孙志友，等•大型油罐火灾的热辐射危害特征［6J.安0:全与环境学报，2008,84110-114.［］刘颜颜•］油罐火灾热辐射作用区确定方法［7J.消防科学与技术.():2011,305377-380.［］张硕，浦金云.姜涛.等•基于C8FD的开放空间油池火燃烧速率和热］0:辐射研究［J•消防科学与技术，2011,30121109-1113.研究.可以得到如下结论：0池火对周边储罐的热辐射值随着罐身位置的升1高而升高；距离池火近的储罐，在储罐不同高位上热辐射增加值较大。如第一邻近储罐罐顶和罐底的热辐射值相差近7而第三邻近储罐该差距约为7%;0%,)(热辐射值随与池火距离的增大而减小。事故液2池对第一邻近罐的热辐射可能会引起设备损坏和罐体上塑料制品的融化，对人的伤害较大；对第二邻近罐的热辐射值对设备影响较小，但会引发人的皮肤伤害；第三邻近罐接受到的热辐射值相对较小，比较安全；0所形成的池火对1300m水平距离之外的人体伤超过2其热辐射值相当于大气层之上日照害较小；00m,辐射年平均值•比较安全。参考文献：［］史光梅.李明海，张中礼，等•13m直径煤油池火灾火焰特征的数值

]()：研究[J・中国安全科学学报.2010.201031-36・[]张佳庆，姜晓燕，陆守香，等・2100号航空汽油池火燃烧特性试验研]():究[J•安全与环境学报，2010,105136-140.[]孙标，郭开华.L3NG池火热辐射模型及安全距离影响因素研究[]0：J•中国安全科学学报，2010,20951-55.[]徐伯乐，李元洲，任彬彬，等•高原于平原地区油池火燃烧特征对比4]():试验研究[J•安全与环境学报，2011,11206-210.Simu1Simu1ationonoolfreheatradiationinlarescaleoilta,WANGYANJiaeiQi一wgnGenera!F,WANGYANJiaeiQi一wgnGenera!FreBriadeTianin3090,China:AbstractPoo1fi090,China:AbstractPoo1fisearchedtoantionanduenceinassumedtionanduenceinassumedTheionvaluetankesttankisfrom6//;kWmt・43kWmthesecondclosestta//;kWmt22 /,/to4.70kWman

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