环境风作用下小尺度原油沸溢池火行为及危害特性研究
不同边沿高度油池火燃烧行为的实验和数值模拟研究
不同边沿高度油池火燃烧行为的实验和数值模拟研究
党晓贝;何亚平;汪箭
【期刊名称】《火灾科学》
【年(卷),期】2018(027)004
【摘要】采用实验和FDS数值模拟相结合的方法,探讨了边沿高度对油池火燃烧特性的影响.在实验部分,研究了燃烧速率和表观火焰高度随边沿高度的变化趋势,并分别分析了各个阶段的热反馈机制.在实验获得不同尺度、边沿高度正庚烷油池火燃烧速率的前提下,建立相应尺度的不同边沿高度油池火的Fire Dynamics Simulator(FDS)计算模型以针对火焰高度进行了数值模拟研究,分析了实际火焰高度、火焰下探高度随边沿高度的变化趋势,并提出了相关的无量纲拟合式.
【总页数】9页(P213-221)
【作者】党晓贝;何亚平;汪箭
【作者单位】中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥,230026;澳大利亚西悉尼大学,澳大利亚;中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥,230026【正文语种】中文
【中图分类】X932
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2.通风环境中不同油水比例柴油池火的燃烧特性 [J], 张培红;曹宇;潘龙涛
3.插板对正庚烷油池火燃烧行为的影响研究 [J], 郑素梅; 方俊; 赵路遥; 王堃; 王静
舞
4.变压器油池火非稳态燃烧特性实验研究 [J], 陈庆;景巍巍;蔚超;陈鹏
5.不同燃料液面深度的变压器套管油池火燃烧特性数值模拟 [J], 杨娴;从伟;汪书苹;周勇;伦志宜;过羿
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水平通风速率对汽油池火燃烧速率影响的试验研究
水 平 通 风 速 率 对 汽 油 池 火 燃 烧 速 率 影 响 的试 验 研 究
任 媛 媛 彭 伟 ，
（＿ １安徽理工大学土木建筑学院， 淮南 ２ ２ ０ ；． ３ ０ １ ２ 安徽 理工大学煤矿安
全高效开采省部共建教育部 重点实验室 ， 淮南
２ ２０ ） ３０ １
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原油罐区火灾与爆炸危险性评价及控制
原油罐区火灾与爆炸危险性评价及控制目录文摘英文文摘1绪论1.1前言1.222.12.22.32.42.52.62.7泄漏、扩散性积聚性产生静电的危险性膨胀性2.7.9毒性沸溢或喷溅危险性3黄岛油库危险性分析3.1原油的物质特性3.2黄岛油库危险性分析3.3黄岛油库消防安全现状分析4火灾爆炸危险指数评价4.14.24.34.455.15.25.366.16.26.37安全管理对策与措施7.1油罐动火检修的措施7.2着火源的控制措施7.3生产工艺安全监督与管理措施7.4防火安全管理主要参考文献致谢研究生期间发表的论文和参加完成的科研项目原油罐区火灾与爆炸危险性评价及控制1绪论1.1前言油罐区作为石油及其产品的储存区域，担负着液态油品可可燃气体的收发储存任务。
石油及其产品具有易燃易爆特性。
贮罐区集中，占地面积大，油品储量大，发生火灾爆炸事故危害性大。
尤其是近20年来,油罐发展的明显趋势是大型化。
随着油气储备量的增加,油罐的规模和数量也大幅度地增加。
在已建和新建的油罐运行过程中,油的意义。
1.2应用细分析，具有很强的适用性。
分析、预测和控制事故，用定量计算的方法确定原油储罐火灾爆炸危险特性，建立控制措施，不仅可以保证控制方案可行，而且可以对控制方案进行优化。
进化论是正常还是灾变时期，对于原油储罐的危险控制措施都要解决在什么样的区域内作出臬的控制措施，从目前我国原油储运的实际情况出发，结合“预防为主，安全第一”的安全生产方针，确定具有重大危险特性的原油储罐区的爆炸伤害区，以及爆炸伤害效应，对于预防的控制原油储罐火灾爆炸事故，具有很好的指导意义。
（1）分析原油的火灾爆炸特性，应用DOW火灾爆炸指数评价法，给出原油储罐发生火灾爆炸事故时起决定因素的事件，综合评价原油储罐发生火灾爆炸的危险性程度。
（2）结合黄岛油库原油储罐区的实际情况对原油储罐发生爆炸事故的伤害区域和破坏区域进行了定量计算。
（3）根据原油储罐评价和发生火灾爆炸事故的伤害区域和破坏区域定量计算结果，针对黄岛原油储罐区的来之不易现状和设备、设施情况，提出了预防原油储罐发生火灾爆炸事故的建议。
纵向风对通道火灾烟气竖向分层特性的影响
摘 要：研究了纵向风对通道火灾热分层和烟颗粒分层特性的影响．纵向风可能使通道内的分层流出现 KelvinHelmholtz 流动不稳定性，并导致烟颗粒向下部空间扩散；当纵向风较大时，烟气层的热分层稳定性被破坏，导致烟颗粒 与冷空气出现强烈掺混，烟颗粒层显著变厚．通道火灾的热分层和烟颗粒分层特性与 Froude 数或 Richardson 数关联 紧密．实验初步得到了出现 Kelvin-Helmholtz 流动不稳定和热分层不稳定的临界条件．
用梯度 Richardson 数表征烟气层与冷空气界面
附近的流动参数，结合测点布置情况(见图 2)表示为
A处
( ) Rig1
=
−gTa (1 / T2 −1/ T7 ) / (u1 − u3 ) / ∆h2,7
∆h2,7
2
(5)
( ) Rig2
=
−gTa (1 / T4 −1 / T9 ) / (u2 − u4 ) / ∆h4,9
另一方面，烟气层具有多重定义，从组分分层的 角度上讲，可以指宏观烟颗粒组成的可视烟气层；从
温度分层的角度讲，可以指由于温度差造成的热分 层．宏观烟颗粒分层和热分层在纵向风作用下的关 系也有待研究．
1 实验设置
通道模型按 1∶8 比例设计，尺寸为 7.5,m(长)× 1.5,m(宽)×0.6,m(高)(见图 1)．通道的顶面和底面均 为 8,mm 厚的防火板，侧面为 6,mm 厚的防火玻 璃．离火源较近的通道端部封闭，另一端开启．实验
无纵向风时，通道内的烟气具有较好的层化结 构，烟气层与下部冷空气之间的界面清晰[3]，与冷空 气之间的质量交换较小[4]．通道内热烟气与冷空气的 流动属于分层流动的一种[5]，流体力学对于均匀分层 流的研究表明，分层流中速度剪切的加大会加剧两层 之间的卷吸和掺混[6-7]，并造成不同类型的不稳定机
空气伴流条件下池火脉动特性研究
青年消防学者论坛空气伴流条件下池火脉动特性研究周莎莎刘长春'，马 砺打杨元博，刘新磊「，雷鹏奎(1.西安科技大学安全科学与工程学院，陕西西安710054；2.陕西省消防总队，陕西西安710054)摘要：通过实验与MATI.AB 程序对空气伴流条件下的池 火脉动规律特性进行研究结果表明：在空气伴流速度不超过0.15 m/s 时，火焰脉动频率小，脉动振幅大，燃烧时间短；在空气伴流速度增加至0.19 m/s 后，火焰投影面积和平均高度增加，火 烙集中性大幅增强,脉动振幅大幅减小，火焰脉动频率增加，燃烧 时间增加30%以上 通过实验发现脉动特性改变的主要原因是，在低空气伴流速度下油盘上方存在周期性脱落的旋涡；在高空气伴流条件下由于开尔文-亥姆霍兹效应减弱，漩涡消失，流线平滑 波动小关键词：火焰脉动；空气伴流；频率；池火中图分类号：X913.4,TK121文献标志码：A文章编号：1009-0029(2019)02—()162-03火焰脉动是燃烧研究中的一个重要方向，在火灾防 治、燃烧污染物减排等领域获得广泛的应用。
火焰脉动的深入研究对认识燃烧现象和解决实际工程问题均有重要 意义。
火焰脉动现象的产生主要来源于两种机制，即瑞利-泰勒不稳定性和开尔文-亥姆霍兹不稳定性。
瑞利- 泰勒不稳定性机制指的是两种不同密度流体在交界面上低密度流体向高密度流体推进时出现的不稳定现象；开尔文一亥姆霍兹不稳定性机制指的是由-种连续流体中出现 速度剪切或两种流体交界面上存在速度差而引起的不稳定现象。
液体池火是一种常见的扩散燃烧，大量的研究结果表明，没有空气扰动的池火脉动频率和池盘直径的平方根成 反比。
燃烧会使火焰中心温度升高，由于体积膨胀和浮升力的作用，在火焰中心处会形成较高速度的垂直向上气 流，在上升气流边缘，剪切运动的速度不断减小，在速度分布中形成拐点，产生周期性脱落的漩涡。
伴流的存在影响 到燃料射流和火焰边缘的稳定性，改变了燃料与空气之间的混合特性。
大型储罐池火特性实验研究
收稿日期：２０１８－０５－０４基金项目：国家科技支撑计划课题（２０１５ＢＡＫ３７Ｂ０３）资助；重点研发计划课题（２０１６ＹＦＣ０８０１３０６）；自然科学基金（５１５７４２１０）作者简介：张日鹏（１９８８—），男，山东潍坊人，助理工程师，硕士研究生，２０１５年毕业于中国石油大学（北京）油气井工程专业，现就职于中国石化青岛安全工程研究院，研究方向：石油化工火灾及消防。
大型储罐池火特性实验研究张日鹏１，２（１．中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，山东青岛 ２６６０７１；２．化学品安全控制国家重点实验室，山东青岛 ２６６０７１）摘要：为了更好的进行储罐区消防设计及消防救援，对大型储罐池火燃烧特性进行实验研究。
通过设计大型储罐池火实验，利用高清摄像机进行摄像并利用软件进行分析，得出：对于油品表面敞开的池火灾，池火初始蔓延速率和方向由初始油气浓度决定，蔓延方向为油气浓度高的方向；同一油品液面池火，火焰蔓延速率先增加后减小；风使火焰蔓延速率的增加速率变大；同等情况下，柴油的蔓延速率小于汽油的蔓延速率；对于油品表面覆盖有厚层连续泡沫的池火灾，池火会向下风向蔓延，蔓延速率会先增大后减小。
风对火焰脉动频率的影响不大；随着储罐直径的增加，火焰脉动频率减小。
在储罐直径不变的情况下，有风时火焰长度要小于无风时火焰长度。
关键词：池火；蔓延速率；蔓延方向；脉动频率；火焰高度中图分类号：ＴＥ８８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１１－０１８０－０６ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＬａｒｇｅＳｔｏｒａｇｅＴａｎｋｓＰｏｏｌＦｉｒｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓＺｈａｎｇＲｉｐｅｎｇ１，２（１．ＳＩＮＯＰＥＣＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳａｆｅｔｙａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＣｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｂｅｔｔｅｒｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｆｉｒｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｆｉｒｅｒｅｓｃｕｅｉｎｔｈｅｔａｎｋａｒｅａ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌａｒｇｅｓｔｏｒａｇｅｔａｎｋｓｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈｄｅｓｉｇｎｉｎｇｌａｒｇｅｓｔｏｒａｇｅｔａｎｋｆｉｒｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｒｅｃｏｒｄｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｄｅｔａｉｌｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｕｓｉｎｇｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅ，ｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄ：ｓｐｒｅａｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｒａｔｅａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｉｎｉｔｉａｌｇａｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｐｏｏｌｔｈａｔｉｓｏｐｅｎ，ｔｈｅｓｐｒｅａｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｏｉｌｔａｎｋｐｏｏｌｆｉｒｅｆｌａｍｅｉｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｖａｐｏｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ；ｉｎｔｈｅｓａｍｅｔｙｐｅｏｉｌｐｏｏｌｆｉｒｅ，ｆｌａｍｅｓｐｒｅａｄｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｓ；ｔｈｅｗｉｎｄｍａｋｅｓｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｒａｔｅｏｆｆｌａｍｅｓｐｒｅａｄｒａｔｅｌａｒｇｅｒ；ｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｐｒｅａｄｒａｔｅｏｆｄｉｅｓｅｌｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｓｐｒｅａｄｒａｔｅｏｆｇａｓｏｌｉｎｅ．Ｆｏｒｐｏｏｌｔｈａｔｈａｓｔｈｉｃｋａｎｄｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅｆｏａｍ，ｐｏｏｌｆｉｒｅｗｉｌｌｓｐｒｅａｄｄｏｗｎｗｉｎｄ，ｆｌａｍｅｓｐｒｅａｄｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅｗｉｎｄｈａｓｌｉｔｔｌｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｆｌａｍｅｐｕｆｆｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｔｏｒａｇｅｔａｎｋｄｉａｍｅｔｅｒ，ｔｈｅｆｌａｍｅｐｕｆｆｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｃｒｅａｓｅｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｔａｎｋｄｉａｍｅｔｅｒｋｅｅｐｓｓａｍｅ，ｔｈｅｆｌａｍｅｌｅｎｇｔｈｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｗｉｎｄｉｓｓｍａｌｌｅｒｔｈａｎｔｈｅｆｌａｍｅｌｅｎｇｔｈｎｏｔｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｗｉｎｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｏｌｆｉｒｅ；ｓｐｒｅａｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ｓｐｒｅａｄｒａｔｅ；ｐｕｆｆｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｆｌａｍｅｌｅｎｇｔｈ 随着全球石油化工行业的蓬勃发展，炼厂和石油库等场所的储罐数量和容积急剧增加，随之带来的储罐区安全问题也日益严重。
池火灾事故危险性分析
池火灾事故模拟分析（甲苯）本项目因生产的需要设置有两个液体原料储罐区，共设置有8个卧式储罐，规格为¢1900×5000，每个有效容积为14立方米。
主要储存甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等化工原料。
储罐在生产过程中可能由于泄露而产生火灾爆炸事故，造成人员伤亡、附近设备设施受到破坏。
本节采用池火灾事故后果模拟分析评价方法对液体原料储罐区的火灾爆炸危险性进行分析评价。
1 池火灾事故危险性分析液体原料储罐的火灾爆炸事故是本项目的主要危险。
根据工程资料和类比工程的调研，原料罐区可能发生的主要事故类型有液体生产原料的泄漏、扩散及火灾爆炸事故。
2 生产原料的泄漏事故致因分析液体生产原料的泄漏事故与扩散、火灾爆炸及中毒等事故是紧密联系在一起的。
以原料储罐区中的甲苯储罐泄漏事故为例，甲苯泄漏后，如立即被点燃，可能形成以甲苯储罐本体尺寸为大小的池火；若没被立即点燃，将在罐区内流淌，遇罐区防火堤后逐渐形成具有一定厚度和面积的液池。
若此时被点燃，将形成较大面积的池火；反之则不断蒸发，蒸发产生的甲苯蒸气在空气中持续扩散。
当扩散浓度足够大时，将造成暴露区域内人员的中毒伤害；当扩散浓度达到甲苯的爆炸极限，且出现火源时，将发生蒸气云爆炸事故。
可见，液体原料泄漏事故是其蒸气扩散、火灾爆炸或中毒等事故发生的前提。
所以，应对液体生产原料的泄漏事故给予高度的重视。
储罐区域内的液体生产原料的输送管线、阀门、泵、储罐等，均有可能发生泄漏事故，是主要的泄漏设备。
以原料罐区作为分析对象，从人--机系统的角度考虑，设备设施的质量缺陷或故障（即物的不安全状态）、人的不安全行为、以及管理的缺陷等，是可能造成液体生产原料泄漏事故的三个主要原因。
1）设备、设施的质量缺陷或故障（物的不安全状态）设备设施的质量缺陷可能产生于设备、设施的设计、选材、制造及现场安装等各个阶段，设备、设施的故障则出现在投产运营之后。
类比工程较为严重的、典型的质量缺陷或故障主要有：A、罐体基础设计不好，如地基下沉，造成罐体底部产生裂缝，或设备变形、错位等；B、材料选材不当，如强度不够、耐腐蚀性差、规格不符等；C、储罐未加液位计；D、设备、设施加工质量差，特别是焊接质量差；E、施工和安装精度不高，如管道连接不严密等；F、计量仪器未定期检验，造成计量不准；G、阀门损坏或开关泄漏等。
原油储罐火灾环境风险评价
排放持续时间 , s ;σy 为垂直于平均风向的水平横
∫ 向扩散参数 , m ; Φ =
1 2π
s e - t2/ 2 . dt
-∞
,其值可
由数学手册查得 。扩散参数σx =σy =γ1Χα1 ,σz =
γ2Χα2 。
2 源项
东二站单个原油储罐容积为 20000 m3 ,高度 17. 5 m ,充满率为 90 % ,起火爆炸时的燃烧率取 33 % ,CO 和 NOx 的产生量分别取作 0. 24 kg/ m3 和 8. 57 kg/ m3 ,于是得到 CO 和 NO2 的排放源强 分别为 39 600 mg/ s 和 1 414 050 mg/ s。
最大扩散浓度为 131～73. 5 mg/ m3 ,将造成人群
NOx 急性中毒 ,中毒人群只能忍耐几个小时或只 能坚持半个小时 。
5 结论及防治措施
油田原油储罐存在发生火灾的可能性 ,一旦 发生火灾事故 ,将对距储罐 200～500 m 范围内无 防护人群造成中毒危害 。
为减少 原 油 储 罐 发 生 火 灾 事 故 所 产 生 的 风 险 ,采取如下预防及应急措施 。
时间 (s)
600 1 800
23. 9 23. 9
131
131
123
12395. 8 Fra bibliotek5. 873. 5 73. 5
57. 5 57. 5
45. 9 45. 9
37. 5 37. 5
31. 2 31. 2
26. 3 26. 3
9. 24 9. 24
3 600
23. 9 131 123 95. 8 73. 5 57. 5 45. 9 37. 5 31. 2 26. 3 9. 24
原油管道项目泄漏事故土壤环境影响预测
污染影响预测因子选定石油类。
ᮦ⁗ٲශcb(t)为下边ǃ䖟界Ԧ石䘹ਆ油类浓度。
2.1 数学模型
2.2 数值模型 折㕸 +<'586 懾ↅ䞷ℝ㻑屲槭氀✛サ₼䤓㻃✛䅅德扐䲊㡈䲚ᇭ
ǃ䖟Ԧ䘹ਆ
通常包气带中水的迁移与活塞流模型。本次 2.2.1 软件选取
评价假设包气带中的原油垂直运移。 折㕸 +<'586 懾ↅ䞷ℝ选㻑择屲H槭Y氀D✛RUサS₼软䤓件㻃用✛于䅅求德扐解䲊非㡈饱䲚和ᇭ带中的水
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科学管理
2023年第5期
表2 案例分析
故障
故障现象
应对措施
FID检测器喷嘴堵塞
1.喷嘴中气体的线速度发生变化，造成收集极无法收集到信 号，而此时FID火焰温度不会下降，显示点火成功假象。 2.堵塞改变了喷嘴中气体的喷出方向，导致氢气喷到点火丝 上，造成点火丝常亮现象，实际未点火成功或已经熄火。 3.堵塞容易导致点火困难或无故熄火，且FID检测器火焰温度 保持高温不变，但是循环运行时并不出峰，造成数据异常。
1.每两周对VOC分析仪FID检测器喷嘴维护一次，按操作 步骤将喷嘴拆下清洗，回装测试正常后，再投入使用， 保证系统正常运行。 2.两次维护间如仪器发生故障，需要根据实际情况增加 维护清洗次数，及时维修。
氢气发生器故障
1.氢气发生器长时间不间断运行，电解池耗损，导致制氢能 力下降，不能正常为仪器提供氢气，从而造成仪器信号异 常，数据不准确，甚至是仪器熄火。 2.氢气流量不稳定，造成色谱峰波动；出现不规律仪器熄 火、死机等导致数据异常的现象。 3.氢气发生器中变色硅胶失效会导致空气中的水汽混入氢气 中，导致氢气纯度降低，从而造成仪器熄火。
池火分析方法介绍
池火灾害数字模型分析法可燃液体(如汽油、柴油等)泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到火源燃烧而成池火。
（1）燃烧速度当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单位面积的燃烧速度dm ／dt 为：式中 dm ／dt ——单位表面积燃烧速度，kg ／(m 2·s)；Hc ——液体燃烧热；J ／kg ；Cp ——液体的比定压热容；J ／(kg·K)；T b ——液体的沸点，K ；T 0——环境温度，K ；H ——液体的气化热，J ／kg 。
当液体的沸点低于环境温度时，如加压液化气或冷冻液化气，其单位面积的燃烧速度dm ／dt 为：H H dt dm C 001.0式中符号意义同前。
燃烧速度也可从手册中直接得到。
下表列出了一些可燃液体的燃烧速度。
一些可燃液体的燃烧速度设液池为一半径为r 的圆池子，其火焰高度可按下式计算：6.0210])2(/[84gr dtdm r h ρ= 式中h ——火焰高度；m ；r ——液池半径；m ；ρ0——周围空气密度，kg ／m 3；g ——重力加速度，9．8m ／s 2；dm ／dt ——燃烧速度，kg ／(m 2·s)。
（3）热辐射通量当液池燃烧时放出的总热辐射通量为：]1)(72/[)2(60.02+⋅⋅+=dt dm H dt dm rh r Q C ηππ式中 Q ——总热辐射通量，W ；η——效率因子，可取0．13～0．35；其余符号意义同前。
（4）目标入射热辐射强度假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，则在距离池中心某一距离(X)处的入射热辐射强度为：24X Qt I cπ=式中 I ——热辐射强度，w ／m 2；Q ——总热辐射通量；W ；tc ——热传导系数，在无相对理想的数据时，可取值为1； X ——目标点到液池中心距离，m 。
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环境风作用下小尺度原油沸溢池火行为及危害特性研究
沸溢火灾是原油储罐特有的一种火灾表现形式,沸溢会使火焰温度与热辐射瞬间增大,喷溅的油滴在储罐四周形成大面积池火,阻止救援人员靠近,威胁周围设施设备。
同时由于储罐区选址的特殊性,沸溢火灾燃烧过程中往往都伴随着环境风的存在。
环境风能促进可燃气体与空气混合,使火焰发生倾斜,改变火焰对燃料的热反馈,增强火焰对下风向处的热辐射。
这些都对沸溢油池火消防与救援工作提出新的考验。
因此,研究环境风作用下的沸溢池火燃烧特性具有重要意义。
本文围绕环境风作用下沸溢池火燃烧行为及灾害特性,利用胜利原油开展小尺度沸溢池火实验研究。
利用电子天平获得质量数据,得到沸溢池火质量燃烧速率变化特征。
无风条件与环境风作用下的沸溢池火具有相似的燃烧过程,根据燃烧速率变化,其燃烧过程可划分为四个阶段:增长阶段、准稳态燃烧阶段、沸溢燃烧阶段及衰减熄灭阶段;稳定燃烧速率随油池尺寸增大而增大,随风速的增大先增大后减小,在
1.0m/s风速时达到最小值,而与初始油层厚度基本无关;沸溢燃烧速率随尺寸及初始油层厚度增大而增大,随风速变化规律与稳定燃烧速率相似,在0.5m/s风速时存在最小值。
通过图像处理分析沸溢池火火焰长度与倾角变化特征。
结果表明,无风条件下火焰长度由质量燃烧速率大小决定,而环境风作用下火焰长度同时受到燃烧速率与风速的影响;通过无量纲分析,分别建立无风与环境风作用下胜利原油沸溢池火不同燃烧阶段火焰长度的数学模型;火焰倾角随风速的增大而增大,随油池
尺寸的减小而增大,沸溢燃烧阶段火焰倾角比稳定燃烧阶段小1-3°;火焰倾角正切值与无量纲Richardson数的倒数成正比。
通过沸溢前的气泡破裂声判定沸溢发生时间,改进沸溢强度的计算方法,提出最大沸溢强度的概念。
实验数据表明,无风条件下,沸溢发生时间随直径增大而减小,与初始油层厚度成正比;沸溢强度随初始油层厚度的增加与油池尺寸的减小而增大;沸溢发生时间及沸溢强度与初始油层厚度和油池直径之间的比值成正比,并以此建立沸溢强度与沸溢发生时间的预测模型;环境风作用下,沸溢发生时间和沸溢强度随风速增大先增大后减小,在1.0m/s风速时达到最大值,利用无量纲质量燃烧速率与无量纲Froude数,建立环境风作用下沸溢发生时间及沸溢强度预测模型。