环境风作用下池火燃烧速率、热反馈机制及辐射特性研究
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
ＲＥＮ ａ － ｕ ｎ ， ＰＥＮＧ ｅ Ｙｕ ｎ ｙ ａ Ｗ ｉ
（ Ｓ ｈ ｏ ｆＣｉｉ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｃ ｉｅｔ ｅ Ｌ ｃ ｏ ｌｏ ｖｌ ｇｎ ｅｉｇ ａ ｄＡｒ ｈｔｃｕｒ ，Ａｎ ｕ ｉｅ ｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｃ ｏｏ ｙ Ｈｕ ｉａ ｈ ｉＵｎｖ ｒｉｙｏ ｃｅ ｃ ｎｄＴｅｈｎ ｌｇ ， ａｎ ｎ；
ｏ ｕ ｌ ｉｈ ｎ ｅ ｉ ｅ ｅ ｔｗｉｄ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ６ｄ ｆｅ ｅ ｔｓｚ ｆｐ ｏ ａ ｓｒ ｃ ｒ ｅ ｎ ｎ ｌｚ ｄ ｆｆ ｅｓｗｅｇ ｔｕ ｄ ｒｄｆ ｒｎ ｎ ｐ ｅ ｎ ｉ ｒ ｎ ｉｅｏ ｏ ｌｐ ｎｗａ ｅ ｏ ｄ ｄ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ． ｆ ｆ
Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｎ ｉａｅ ｈ ｔｔ ｅｂ ｒ ｉｇ ｒ ｔ ｆ ａ ｏｉ ｅｒ ｓ ｅ ｈ ｎ ｐ ｅ ｃ ｅ ｓ ｄ Ｉ ｓｂ — ｅｒ ｓ ｌｓｉｄｃ ｔｄ ｔ ａ ｈ ｕ ｎ ｎ ａｅｏ ｓ ｌ ｏ ｅｗｈ ｎ ｔ ｅｗｉｄ ｓ ｅ ｄ ｉ ｒａ ｅ ． ｔ ｇ ｎ ｎ ｗａ ｅ ｃ ｕ ｅ ｔ ａ ｈ ｏ ｂ ｓｉｎ ｏ ａ ｏｉ ｅｉ ｎ ｕ ｎ １ ｓｖ ｎ ｉ ｔ ｎ ｃ ｎ ｒ １ ｈ ｃｅ ｓ ｍｅ ｔ ｆｗｉｄ ａ ｓ ｈ ｔｔ ｅｃ ｍ ｕ ｔｏ ｆｇ ｓ ｌ ｗｉｄｔ ｎ ｅ ｎ ｎ ｗａ ｅ ｔｌ ｉ ｏ ｔｏ ，ｔ ｅｉ ｒ ａ ｅ ｎ ｎ ａｏ ｎ ｏ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｂ ｉｇ ｍｏ ｅｏ ｙ ｅ ｏ ｈ ｏ ｐ ｅ ａ ｒｎ ｒ ｘ ｇ ｎ ｆ ｒｔ ｅｃ ｍｂ ｓｉ ｎ Ｗ ｈ ｎ ｔ ｅｗｉｄ ｓ ｅ ｄ ｉ ｃｅ ｓｄ ｔ ｅ ｔｉ ｅ ｅ ， ｕｔ ． ｏ ｅ ｈ ｎ ｐ ｅ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ａｃ ｒａｎ ｌｖ ｌ ｔ ｅ ｃ ｍ ｂ ｓｉｎ ｔ ｒ ｅ ｎ ｏ ｆ ｅｓｃ ｎ ｒ ｌ ｈ ｕ ｎ ｎ ａｅｏ ａ ｏｉ ｅｄｄ ｔｉ ｃｅ ｓｄ ｗｉｈ ｔ ｅｗｉｄ ｈ ｏ ｕ ｔｏ ｕ ｎ ｄ ｉｔ ｕ ｌ ｏ ｔｏ ，ｔ ｅｂ ｒ ｉｇ ｒ ｔ ｆｇ ｓ ｌ ｉｎ’ ｎ ｒａ ｅ ｔ ｈ ｎ ｎ ｓ ｅ ｄ ａ ｙ ｌｎ ｅ ． Ａ ｃｏ ｄｎ ｏ ｔ ｅ ｂ ｎ ｈ ｓ ａｅ ｔｓｓ ｄ ｔ ｎ ｈ ｃ ｌ ｇ ｌｗ ， ｔ ｅ ｒ ｌ ｆｇ ｓ ｌ ｅ ｐ ｅ ｎ ｏ ｇ ｒ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｃ ｌ ｅｔ ａ ａ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ａｉ ａ ｎ ｈ ｕ ｅ ｏ ａ ｏ ｉ ｎ ｂ ｒ ｉｇ ｒ ｔ ｎ ｒ ａ ｕ ｎ ｌｕ ｄ ｒｄ ｆｅ ｅ ｔｗｉｄ ｓ ｅ ｄ ｗａ ｏ ｃｕ ｅ ． Ｆｉａｌ ｕ ｎ ｎ ａ ｅ ｉ ｏ ｄ ｔ ｎ ｅ ｎ ｅ ｉ ｒｎ ｎ ｐ ｅ ｓｃ ｎ ｌ ｄ ｄ ｆ ｎｌ ｙ，ｓ ｍｅ ｓ ｇ ｅ ｔ ｎ ｏ ｏ ｕ ｇ ｓｉ ｆ ｏ
有风条件下航空煤油池火燃烧特性的实验研究
为 ０ ０ ｍ， ． ５ 燃料 为航 空 煤 油 。实 验 时 油盘 放 在 电子
作者简介 ： 童琳 （９ ６ ，男 ， １ ８一） 安徽合肥人 ，中国科学技术 大学火灾பைடு நூலகம்学 国家重点实验 室硕士研究 生 ， 研究 方向为建筑火 灾特
递 增 。对 不 同尺 寸 油 池 火 的 热释 放 速 率峰 值 随 风 速 的 变 化规 律 作 了讨 论 。
关键 词 ： 空煤 油 ； 航 热释 放 速 率 ； 烧 速 率 ； 燃 油池 火 ； 速 风 中 图分 类 号 ： ９ Ｘ３ 文献标识码 ： Ａ
Ｏ 引言
在 石油 、 化工 等行 业 的生 产过 程 以及 飞机 、 舶 船 等交通运 输过 程 中 ， 动力 部 件 区域 的燃 油泄 漏 引 发 火 灾是经 常发 生 的一种安 全 事故 ［ 。典 型 的燃 油 泄 １ ］ 漏 火灾是 一种 有风 条件 下 的液态池 火燃 烧 。针对 油 池火 的燃 烧特征 ， 人用 乙醇 、 油 、 空 煤 油 等燃 前 汽 航 料 为对象 ， 进行 了一 些研 究 。Ｃ ａｒ ｈ ｔ ｓ等人 ｌ 得 到 了 ｉ ２ ］ 汽油、 柴油 池火 的燃 烧速 率 和油 池 直径 的关 系 。Ａ．
性 的 实验 与模 拟 。 通讯作者 ： 张瑞 芳 ， 教 授 ， 士生 导师 ，－ ｉ ｚａ ｇｆ Ｕ ｔ ｅｕ ｃ 副 硕 Ｅ ｍａ ：ｈｎ ｒ＠ ｓｃ ｄ ．ｎ ｌ ．
１４ ２
火 灾科 学
Ｆ Ｒ ＡＦ ＴＹ Ｓ Ｉ ＮＣ ＩＥ Ｓ Ｅ ＣＥ Ｅ
第 １ 卷第 ３ ９ 期
天平上 ， 以记 录 航 空煤 油质 量 的减 少 。实 验 时 的 用 风 由变频风机产 生 ， 风机末端 安装有 均流段 ， 使气流
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。
基于CFD的开放空间油池火燃烧速率和热辐射研究
究 的重 点 ， 为其 决 定 着 油 池 火 和 对 外 界 的热 辐 射 强 度 因
和 破坏 后 果 。Ｂ ｉｏ ｌ ｖ和 Ｋｈ ｄａ ｏ （ ９ ７ １ ６ ） 早 对 油 ｎ ｕ ｉｋ ｖ １ ５ 、 ９ １ 最
Ｂ ｂ ａ ｓ ａ （ ９ ３ 通 过 实 验 分 析 了 直 径 、 速 、 料 物 ａ ｒｕ ｋ ｓ １ ８ 烧 速 率 、 释 放 速 率 随 直 径 的 变 化 以及 研 热
火焰 中轴 上 的 温 度 和 单 位 体 积 热 释 放 速 率 （ ＲＰ ＨＲ ｕＶ） 布 ， 分
３ 海 军装备部 驻 武汉地 区军事代表 局 ， ． 湖北 武 汉 ４ ０ ６ ） ３ ０ ４
摘 要 ： 用 混 合 组 分 燃 烧模 型 和 有 限 体 积 辐 射 模 型 ， 采 通
Ｋｈ ｄａ ｏ ｕ ｉｋ ｖ的 研 究进 行 分析 后 指 出 ： 直 径 （ 小 Ｄ＜ ５ ｃ 的 ｍ）
进 行 了汇 总 ， 对 燃 烧 速 率 经 验 公 式 进 行 了 修 正 。在 此 并
基 础 上 ，ａ ｓ ｅ ｓＭ （ ０ １ 、 亮 等 （ ０ ６ 分 别 对 庚 烷 Ｊ ｎ ｓ ｎ Ｌ ２ ０ ） 易 ２０）
文 章 编 号 ：０ ９ ０ ９ ２ ｌ ）２ ｌＯ 一Ｏ １０ ～０ ２ （Ｏ １ １ 一 １ ９ ５
过 液 体 表 面 蒸发 模 型对 液 态燃 料 和 火 羽 流 进 行 耦 合 ， 立 开放 建
空 间 油池 火模 型 。利 用 ＣＦ 方 法 分 别 对 不 同 直 径 的 庚 烷 油 池 Ｄ
油 池 火 是 由对 流 传 热 控 制 的 层 流 预 混燃 烧 ， 直 径 （ 大 Ｄ＞ １ ０ｃ 的油 池 火 是 由辐 射 传 热 控 制 的 湍 流 燃 烧 。 随 后 ０ ｍ）
池火灾事故后果模拟
池火灾事故后果模拟张龙梅;王艳丽;鲁顺清【摘要】The pool fire is a major type in flammable liquid storage tank zone. The model of mudan was summarized, combined with thermal radiation damage models such as personnel, equipment and domino secondary accident probability model, and then simulated pool fire accident consequences under the conditions of wind. The drawings about thermal radiation, the harm/damage radius and domino secondary accident frequency were gotten, which were about upwind and down the wind respectively.%池火灾是可燃液体储罐区易发生的主要火灾类型。
本文总结了mudan池火灾计算模型，结合人员、设备等的热辐射受损模型和多米诺二次事故概率模型，模拟了有风情况下池火灾的事故后果，分别得到了上风向和下风向池火灾热通量关系图，伤害/破坏半径以及多米诺二次事故频率。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】4页(P217-220)【关键词】池火灾;mudan模型;伤害/破坏半径;多米诺二次事故频率【作者】张龙梅;王艳丽;鲁顺清【作者单位】中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉 430074;中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉 430074;中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】X937池火灾是指储罐中的可燃液体遇火源或泄漏后遇火源发生的火灾，是可燃液体贮罐区易发生的主要火灾类型。
【研究】拟推荐2017年度教育部高等学校科学研究优秀成果奖科学技
【关键字】研究拟推荐2017年度教育部高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）项目情况项目名称：高原高压低氧特殊环境下火灾扩散燃烧行为的基础理论研究主要完成人：胡隆华，杨立中，汪箭，方俊，陆守香，王强推荐单位：中国科学技术大学申报奖种：高等学校自然科学奖项目简介：本项目针对我国特殊的高原地理条件，研究揭示了高原高压低氧特殊环境下火灾扩散燃烧行为规律，提出了高原高压低氧特殊环境下可燃物的热解与着火、热反馈与燃烧速率、火焰行为特征与稳定性的基础理论，重要科学发现包括：1. 在可燃物热解与着火方面，发现并定量揭示了高原高压低氧环境下热解失重速率更大、更容易着火的特性（着火时间更短、着火临界热流更低），建立了高压条件下考虑热解气在炭层多孔介质中输运特性的固相热解模型，揭示了热解气辐射阻隔效应对着火临界的影响机制，提出了基于counter-flow耦合压力效应的固体可燃物热解与气相着火新理论模型。
2. 在可燃物燃烧热反馈与燃烧速率方面，揭示了火灾中可燃物燃烧的传导、对流和辐射热反馈在高原高压低氧环境的特殊演化行为，发现了高原高压低氧环境下不同尺度固体和液体可燃物的燃烧速率和火蔓延速率与常压环境的差异及物理机制，建立了不同热反馈主控机制下耦合压力和火源尺度效应的火灾燃烧速率与火蔓延理论模型。
3. 在火焰行为特征与稳定性方面，发现了高原高压低氧环境下火灾湍流扩散火焰特征参数（火焰高度、中心线温度、碳黑辐射等）、以及火焰推举和吹熄等失稳行为与常压环境的差异，并揭示了其中的物理化学耦合机制，建立了高原高压低氧环境下火焰卷吸及其特征参数模型，提出了基于Damköhler 数耦合压力效应的火焰推举和吹熄临界理论模型。
本项目揭示了高原高压低氧环境下火灾的特殊扩散燃烧行为规律，并系统建立了相关基础理论，共发表SCI论文62篇，其中12篇发表在国际燃烧领域两大权威期刊Combustion and Flame 和Proceedings of the Combustion Institute。
风速对航空煤油池火热释放速率的影响
ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｃ ｌｕ ａ ｅ ｔ ｅ ｃ ｍｂ ｓ ｉ ｎ ｏ ａ ｏ ｉ ｅ ｐ ｏ ｉｅ Ｔｈ ｔ ｏ ｓ ｔ ａ ｃ ｌ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ ｆ ｇ ｓ ｌ ｏ ｌｆｒ ． ｏ ｎ ｅ ｒ ｓ ｌｓｏ ｕ ｒｃ ｌｓｍｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｅ Ｄ ｒｍｅ ｔ ｌｓｍ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｅ ｅ ｕ ｔ ｆｎ ｍｅ ｉａ ｉ ｌｔ ｎ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｉ ｌ ｔ ｒ ｏ 。
致 的 意外 火 灾 往 往 与 环 境 风 速 存 在 密 切 关 系 。研 究 航 空
煤 油 在 不 同 的 条 件 下 的燃 烧 特 性 具 有 重 要 意 义 ， 目前 对
航 空 煤 油 燃 烧 特 性 的 研 究 大 多 针 对 相 对 简 单 的 外 界 无 风 条 件 。然 而 ， 境 风 速 对 航 空 煤 油 的 油 池 火 燃 烧 过 程 的 环
分 别 为 ０ ２ ０ ３ 、 ． 风 速 为 ０～ ３ ７ ｓ 实验 结 果 表 ． 、 ． ４ ０ ５ ｍ， ． ８ ｍ／ 。
０ ０ ｎ ． ５ ｒ 。实验 时 ， 池 中 的航 空 煤 油 厚 度 都 是 ０ ０ 油 ． ２ ｍ， 设 定 水 平 方 向 的风 速 为 Ｏ ． ８ｍ／ ， 过 酒精 进行 点 火 ～３ ７ ｓ 通 引燃 ， 采 用 酒 精 厚 度 为 ５ ０ １ ～ Ｉ。实 验 时水 平 方 向 所 ．× ０ Ｔ Ｉ 的气 流 通 过 变 频 风 机 调 节 ， 风 机 的 末 端 安 装 均 流 段 使 在 出 口 的气 流 较 为 均 匀 。此 外 ， 出风 口的 截 面形 状 为 圆形 ，
ａ ｓ ｅ ｏｇｃ ｌ ｕｒ ｅ ｂｕ ｅ ｕ，Ｇｕａ ｇｄｏ Ｇ ｕ ｎｇ ｈｏ ５ ０８ ｌ ｇ ｏｌ ｉａ ｓ ｖ ｙ ｒａ ｎ ｎｇ ａ ｚ ｕ １０ ０， Ｃｈｉａ） ｎ Ａｂ ｔａ ｔ Ｂａ ｅ ｐｅ ｉ ｅ ａ ｉ ｕｌｔｏｎ ｍ ｅ ｈｏ Ｏ ｄｅ ｅ ｍ ｉ ｅ ｓ ｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏｎ ｅｘ ｒｍ ｎｔ ｌｓｍ ａ ｉ ｔ ｄ ｔ ｔ ｒ ｎ ｔ ｈｏ ｈｅ ｕｎｄ ｖ ｏｎｄ ｔｏ ａｎ ｕｓ ｄ ｈｅ ａｒ ｃ ｉｉｎｓ， ｄ ｅ ｔ ｎｕｍ ｅ ｉａ ｓｍ ｕｌｔｏ ｒｃ ｌ ｉ ａ ｉｎ
纵向通风下障碍物对隧道火灾燃烧速率的影响研究
纵向通风下障碍物对隧道火灾燃烧速率的影响研究作者：张波陈丽霞马隽湫贾天耀李海航来源：《今日消防》2023年第12期摘要：采用模型隧道实验的方法，研究不同纵向通风速度和障碍物距离下池火燃烧速率的变化规律。
结果表明，在纵向通风的条件下，障碍物的距离为5cm时池火的燃烧速率最高。
在障碍物距离一定时，池火的燃烧速率随纵向通风速度增加而增加。
障碍物距离在一定范围内，池火的燃烧速率高于无障碍物的情况，而障碍物距离超出一定范围时，池火燃烧速率与无障碍物的情况相差不大。
障碍物的存在对池火燃烧速率的影响主要归因于侧壁辐射效应和气流场的变化。
纵向通风对池火燃烧的影响更为明显。
当障碍物距离改变时，气流场会改变火焰的倾斜方向，进而改变侧壁辐射效应。
这些发现对于深入理解隧道火灾特性、优化消防安全设计以及制定有效的火灾防控措施具有一定的指导意义。
关键词：纵向通风；燃烧速率；障碍物；辐射效应中图分类号：D631.6 文献标识码：A 文章编号：2096-1227（2023）12-0008-03在实际情况下，火灾发生时隧道内部可能存在车辆和货物等障碍物，占据隧道横截面较大的面积比例，障礙物会对隧道内部温度分布、烟气流动等火场参数产生影响。
近年来，有些研究者开始探究障碍物对隧道火灾的影响，其中阻塞比（障碍物横向面积占据隧道横截面的比例）是研究的关键参数。
黄有波等人[1]通过数值模拟研究了隧道阻塞比对临界风速的影响，发现临界风速随着阻塞比的增加而减小，且当阻塞比达到一定值时，临界风速不再减小。
王君等人[2-3]通过实验研究，得出了与黄有波等人类似的结论。
Tang等人[4]发现烟层厚度更受纵向通风的影响，随着风速增加而增大；存在车辆堵塞时的烟气层厚度小于不存在车辆堵塞时的烟层厚度。
关于隧道阻塞对临界风速和烟气层厚度的影响，丹麦理工大学[5]也得出了相似的结论。
范梦琳等人[6]采用数值模拟研究了阻塞对烟气温度及逆流长度的影响，发现存在障碍物的情况下烟气逆流长度随着火源高度的升高而减小。
小尺度变压器油池火灾燃烧特性的实验研究
发现油池直径越大 ，单位面积燃烧速率越大。直径 50 cm
330 s
830 s
时燃烧速率超过 20 g/（s · m 2）
（等效于 2 mm/min 的液位
1 700 s
下降速率），而直径 20 cm 时仅为 16 g/（s · m 2）左右（等效
（SGTYHT/18-JS-206）
消防科学与技术 2020 年 12 月第 39 卷第 12 期
1645
修改时间：2020 年 12 月 09 日 12:49:31
2
量损失曲线。由于燃料初始厚度都是 3 cm，
而油池直径分
讨论和分析
2.1
别为 20、30、40、50 cm，燃料总质量依次增多。由图 3 可
他邻近的电气设备损坏，
影响电网的安全稳定运行。
摄帧率为 60 f/s，用于对火焰图像进行拍摄。拍摄过程中
因此 ，开展针对变压器油燃烧特性的深入研究 ，掌握
调整好摄像机的光圈和曝光度等参数 ，
排除其他因素的影
不同尺度下变压器油燃烧特性的变化规律以及关键影响
响，
保证所有视频数据具备可比性。温度测量系统主要由
于 1.2 mm/min 的液位下降速率）。
（b）稳定燃烧阶段
(cm)
70
60
50
40
30
20
10
0
变压器油质量损失数据曲线
面积燃烧速率 ，如图 4 所示。可以看出 ，变压器油的燃烧
（a）起始燃烧阶段
(cm)
70
60
50
40
30
20
10
0
2 000
基于火焰脉动的池火灾辐射热流预测模型
基于火焰脉动的池火灾辐射热流预测模型
周魁斌;蒋军成;张旭
【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2016(038)004
【摘要】化工储罐火灾(类似于池火)时常发生,而现有的池火辐射热流模型对池火近场的辐射热流预测不够准确,原因是现有模型没有考虑火焰脉动的影响.本文基于池火火焰脉动的特征对火焰形状进行合理假设,以建立考虑火焰脉动的池火辐射热流预测模型,并与实验数据、点源辐射模型、Shokri-Beyler模型、Mudan-Croce 模型和经典固体火焰辐射模型进行比较.结果表明,新模型更能够胜任池火近场的辐射热流的预测,并能给出辐射热流的波动范围.
【总页数】5页(P114-118)
【作者】周魁斌;蒋军成;张旭
【作者单位】南京工业大学安全科学与工程学院江苏省城市与工业安全重点实验室,江苏南京210009;南京工业大学安全科学与工程学院江苏省城市与工业安全重点实验室,江苏南京210009;南京工业大学安全科学与工程学院江苏省城市与工业安全重点实验室,江苏南京210009
【正文语种】中文
【中图分类】X937;X932
【相关文献】
1.局部火灾中火焰辐射对顶棚升温影响的研究 [J], 蒋云;杜咏
2.油罐火灾的辐射特性及火焰结构研究 [J], 郑巍;梁国福
3.火焰脉动在火灾领域相关研究进展 [J], 刘长春;刘新磊;周莎莎;杨元博
4.氢气扩散火焰中辐射源项湍流脉动特征的PDF模拟 [J], 徐晓;刘林华;陈义良;王海峰
5.火焰几何尺寸对燃烧室中辐射热流分布的影响 [J], 郭伯伟
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海洋平台池火火灾模型概述
海洋平台池火火灾模型概述宋雪飞;陆建辉【摘要】流行的建筑火灾模型多适用于描述着火过程、着火房间温度和烟气在建筑物内的流动,不能完全满足海洋平台火灾的研究需要.文章简述了建筑火灾领域中比较流行的半经验模型、场模型等,着重介绍适用于海洋平台特殊生产条件下的池火火灾模型.通过综合分析、比较现有的火灾模拟方法,回顾了国外成熟的半经验公式,分析了不同模型的适用性,得到适用于海洋平台池火火灾特性的计算方法.【期刊名称】《石油工程建设》【年(卷),期】2011(037)002【总页数】5页(P1-5)【关键词】海洋平台;火灾;半经验池火模型;固体火焰模型【作者】宋雪飞;陆建辉【作者单位】中国海洋大学工程学院,山东,青岛,266100;中国海洋大学工程学院,山东,青岛,266100【正文语种】中文【中图分类】TE58;X928.1海洋平台上密布着油气、电气管道，作业又在远离陆地的恶劣海洋环境，偶发火灾事故的风险大，一旦发生火灾，施救难度高，易酿成大范围灾难性事故。
一份来自英国健康与安全执行委员会的研究报告[1]显示：流程和结构失效导致的事故几乎占人员海上作业风险的80%。
在海洋生产设施上各种可能的生产损失事故中，火灾是报告最多的与流程有关的事故，井喷、流程泄漏、船舶撞击、直升机事故、高空落物、结构失效以及设施跨塌等常见事故都可能会在海洋平台上引发火灾甚至爆炸。
海洋平台油气的火灾有很多种，如：油池火灾、喷射火灾、火球、闪燃等，本文着重介绍油池火灾模型。
池火发生于燃料蒸发上方，属于浮力控制的可忽略初始动量的湍流扩散火焰。
当液态碳氢化合物燃料储罐发生泄漏形成油面时（比如向储罐内加注过量，导致管道或储罐破裂的突发泄漏），如果引燃就可能发生池火。
上世纪50年代至80年代，日本、英国、美国等对此开展了科研工作，Rew P.J.和Hulbert[2]详细回顾了大量相关论文，评述了当前池火热辐射模型的研究现状。
池火火灾的燃料种类较多，大多数池火直径为几米。
偏二甲肼池火灾模型及热辐射伤害研究
偏二甲肼池火灾模型及热辐射伤害研究摘要:泄漏偏二甲肼池火灾产生的热辐射可能导致周围人员伤亡、设备损坏或人员中毒事故。
通过池火灾计算模型对泄漏偏二甲肼池火的火焰半径、火焰高度、火灾总的热辐射通量以及目标入射热辐射通量等参数进行了计算。
根据热辐射和伤害准则，对偏二甲肼池火灾造成的伤害进行了研究，这对应急救援等具有一定的指导意义。
关键词:偏二甲肼池火灾热辐射Abstract:The thermal radiation of the pool fire formed by UDMH leak may result in casualties,damage to the equipment,or personnel poisoning.Through the calculation model of pool fire caused by leakage of UDMH,parameters such as flame radius,flame height,total thermal radiation flux of fire and target incident heat flux was calculated. According to the thermal radiation and criterion of damage, damage of pool fires caused by leakage of UDMH was studied, what has certain guiding significance to the emergency relief and so on.Key words:UDMH ; pool fire; Thermal radiation液体推进剂燃料偏二甲肼在军事、航天、化工等领域中被广泛应用。
偏二甲肼是一种易燃、易爆、高毒性以及吸附性强的无色液体。
偏二甲肼在生产、运输、贮存、转注、加注等过程中由于某些原因（设备老化、操作失误、自然灾害等[1]）容易发生泄漏，泄漏若遇明火、火源或强氧化剂等就很有可能引起火灾爆炸以及毒害事故等。
二茂铁作用下油池火热释放速率特性的研究
二 茂 铁 作 用 下 油池 火 热 释放 速 率 特 性 的研 究
余 明 高 ，张 晓 刚
（ 南 理工 大学 河 南 省 煤 矿 瓦 斯 与 火 灾 防 治 重 点 实 验 室 ，河 南 焦 作 河 ４４０ ） ５ ０ ３
摘 要 ：现代 火灾科 学研 究表 明 ，材料 的 热释放 速 率是 决定 火 灾发展 的基 本 参数之 一． 它不仅
对 火灾的发 展起 着 决定性 作 用 ，而且也 显著地 影 响其 它诸 多火 灾灾 害 因素 的 变化 ．本 文在 受
限 空 间 内 ， 进 行 不 同 二 茂 铁 体 积 分 数 作 用 下 的 油 池 火熄 灭 实 验 ，研 究 二 茂 铁 与 油 池 火 相 互 作
用 时其 动 态发展 过程 ．采 用基 于 Ｏ ，消耗 原理 的热 释放 速 率 测试 方 法 ，研 究 了二 茂铁 作 用 下 的 油池 火热释放 速 率特性 曲线 ， 同时分 析 了烟 气 中 ０ 体 积 分数 和 Ｃ Ｏ体 积 分数 变化． 经过 实验 分析得 出 ：二 茂铁对 油池 火有很 好 的抑 制作 用 ，且 随 着二茂铁 体 积分数 的增 加 ，油 池火
ｔ ｎ ｎ ｅ ｉ ｅ ｅ ｔｃ ｎ ｅ ｔａ ｉｎ ｆｆｒｏ ｅ ｅ ａ ｅ ｄ ｎ ｎ ｔｅ ｒ ｓｒｃｅ ｐ ｃ ． Ｔｈ ｅ ｔｒ ｌ ａ ｅ ｒ ｔ ｆｔ ｉ ｓ ｕ ｄ ｒｄ ｆ ｒ ｎ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔｏ ｓ ｏ ｅｒ ｃ ｎ ｒ ｏ ｅ ｉ ｈ ｅ ｔｉｔ ｄ ｓ ａ ｅ ｏ ｆ ｅ ｈ ａ ｅｅ ｓ ａ ｅ ｏ ｈｅ
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环境风作用下大型原油储罐火灾的后果模拟研究
环境风作用下大型原油储罐火灾的后果模拟研究作者：向黎方正乐党救李怡雯李小清来源：《今日消防》2024年第05期摘要：大型原油储罐火灾事故具有多发性和灾难性，而且大型原油储罐火灾的燃烧行为易受环境风的影响，因此对环境风作用下大型原油储罐火灾进行后果模拟研究具有重要意义。
现利用FDS软件对水平环境风速分别为0m/s、4m/s、8m/s和12m/s的大型原油储罐全表面火灾进行数值模拟，分析环境风对火焰形态、辐射的影响规律，并进一步基于热辐射通量准则，评价环境风作用下火灾对邻罐的损害程度，提出了相应的安全防治对策。
关键词：FDS；环境风；储罐火灾；火焰辐射中图分类号：D631.6 文献标识码：A 文章编号：2096-1227（2024）05-0001-03大型原油储罐火灾事故具有多发性和灾难性。
一旦发生此类事故，火灾产生的热辐射会对周围环境造成巨大的伤害[1-3]。
由于大型原油储罐火灾的燃烧行为易受环境风等自然环境条件影响且大型原油储罐火灾事故发生时往往存在着环境风，而环境风会加快原油表面气体的混合和流动速度，同时会使火焰发生倾斜，影响液面与火焰之间的热量传递机制，从而显著影响大型原油储罐火灾事故的发展与蔓延[4]。
因此，研究环境风作用下大型原油储罐火灾的特征与危害对于预防这类火灾事故的发生、控制此类火灾事故的发展和蔓延等具有重要意义。
国内外主要从实验、理论分析和数值模拟这三个方面开展对大型油罐火灾的研究[4-6]。
随着大型油罐火灾实验和数值模拟技术的不断成熟，利用数值模拟软件对大型油罐火灾进行分析研究越来越广泛。
张日鹏[7]等人通过使用FDS软件对直径11.5m油池火灾的热辐射进行了数值模拟研究，发现模拟与实验值基本一致。
陈虹燕[5]等人通过使用FDS软件对不同风速下甲醇油罐的燃烧火焰和辐射强度的变化情况开展了研究。
在对大型原油储罐火灾的数值模拟研究中，大多是在无环境风作用下或是特定环境风速时对大型油罐火灾进行后果模拟研究，而对于不同环境风作用下大型油罐火灾的后果模拟研究较少[8]。
风况对露天油池燃烧特性的数值模拟
风况对露天油池燃烧特性的数值模拟崔岳峰;林兴华;李德顺;李宏涛;张敏革【摘要】采用Fluent软件对不同风况下煤油池的燃烧特性进行数值模拟研究,通过选择非预混燃烧模型、P1辐射模型和k-ε湍流模型,分别对无风、常风和变风三种情况下油池燃烧过程中的温度、热辐射量和火焰倾角等参数的变化进行对比分析.结果发现,在无风情况下,热辐射量随径向距离的变化曲线近似呈现高斯分布;风力的大小对燃烧的温度场影响很大,但变化频率对其影响不明显;风况的改变主要是对火焰温度、热辐射量等传播特性产生影响,对燃烧反应的反应程度影响不大.研究为以后油池燃烧事故的预防及处理措施提供了参考依据.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2015(034)003【总页数】6页(P61-66)【关键词】数值模拟;油池火;燃烧特性;PDF数学模型;P1辐射模型【作者】崔岳峰;林兴华;李德顺;李宏涛;张敏革【作者单位】沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】TQ027油池燃烧是石油化工行业中常见的一种火灾，主要是可燃液体因泄露等原因在地面或水面上形成液池后引发的火灾。
油池的燃烧过程一般可以分为增长阶段、稳定燃烧阶段和熄灭阶段[1],并在燃烧过程中产生强烈的沸腾现象，燃烧速率、火焰高度等时刻发生改变[2]，因此研究油池的燃烧流场特征及其影响因素具有重要的实际意义。
火焰高度、位置、形状和燃烧速率是油池燃烧过程中的基本特性参数，而燃烧过程中产生的热辐射量则会影响燃烧过程的发展。
通常油池失火发生在露天环境当中，风力情况对其燃烧过程影响显著，许多学者对此做了大量实验研究，如V.Babrauska[3]和Apte [4]等人以航空煤油为研究对象，分别对煤油池在无风和有风的情况下的燃烧过程进行了研究，探讨了燃烧速率预测模型的适用性和火羽流的特征描述；Babrauskas[5] 分析研究了环境温度和风速对燃烧速率的影响，发现有风时,燃烧速率将随风速的增大而减小；Janssens[6]和易亮[7]等分别以庚烷和甲醇油油池的燃烧特性和影响因素进行了研究。
环境风作用下小尺度原油沸溢池火行为及危害特性研究
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。
有风情况下池火灾视角因子的计算
有风情况下池火灾视角因子的计算
孟亦飞;蒋军成;王彦馥
【期刊名称】《石油化工高等学校学报》
【年(卷),期】2008(021)003
【摘要】以视角因子的基本计算理论为基础对有风情况下池火灾视角因子的计算问题进行研究.根据几何关系,推导了有风情况下池火灾辐射面对周围任意位置接受点视角因子计算关键参量的相关公式.进一步对池火灾辐射表面进行了合理的离散化,推导出视角因子的数值计算公式,并用VB 6.0编制了任意风速下池火灾周围任意点视角因子的计算公式.通过实例计算发现,在计算无风情况下池火灾视角因子时的计算结果与理论模型相差不大,计算结果可信,同时解决了目前经验模型无法解决的有风情况下池火灾视角因子的计算问题.
【总页数】3页(P68-70)
【作者】孟亦飞;蒋军成;王彦馥
【作者单位】南京工业大学安全工程研究所,江苏南京,210009;南京工业大学安全工程研究所,江苏南京,210009;南京工业大学安全工程研究所,江苏南京,210009【正文语种】中文
【中图分类】X937
【相关文献】
1.船舶甲板火灾风场模拟装置流场计算与设计 [J], 张光辉;浦金云;苏小博;杨枫
2.礼堂火灾情况下人员疏散过程的计算机模拟 [J], 刘涛;李葳
3.零故障情况下指数型数据环境因子计算方法 [J], 李湘宁;王健
4.α谱仪探测器和面源不同轴情况下几何因子的计算 [J], 何希;雷震;巨凌军;杨晓燕;金玉仁;申茂泉
5.α谱仪探测器和面源不同轴情况下几何因子的计算 [J], 何希;雷震;巨凌军;杨晓燕;金玉仁;申茂泉
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气体热辐射机理的研究与热辐射特性的计算
气体热辐射机理的研究与热辐射特性的计算
吴永红;夏德宏
【期刊名称】《热科学与技术》
【年(卷),期】2003(2)4
【摘要】从对气体热辐射的微观机理的研究出发 ,利用谐振子模型对气体燃烧产物的热辐射特性进行了研究与计算 ,结果表明 :气体的热辐射波谱取决于气体分子的固有振动频率、等离子体频率、阻尼系数以及气层厚度 ,提高压力、气层厚度和降低温度可以有效地改善气体热辐射的选择性。
【总页数】5页(P342-346)
【关键词】气体热辐射;热辐射特性;谐振子;波谱;计算模型
【作者】吴永红;夏德宏
【作者单位】北京科技大学热能工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TK121
【相关文献】
1.激波层气体热辐射特性的计算 [J], 陈宜峰;孟卫华;付奎生;张晓阳
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3.梯度温度气体介质的热辐射传递特性研究 [J], 安永泉;赵剡;许东;刘浩伟
4.FTIR发射光谱中室内气体热辐射源的优化设计及辐射特性研究 [J], 李奇楠;徐晓
轩;武中臣;宋宁;张存洲;俞钢
5.低温火炬与相邻火炬的热辐射和可燃气体扩算计算的研究 [J], 孔维光
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通过实验研究发现,随着风速的上升,该尺度油池火的燃烧速率随尺寸不同呈现不同的非线性演化规律;并分析了各演化阶段的物理机制。利用边长为25-70 cm的5个正方形正庚烷池火进行了燃烧风洞实验(风速为0-约4.5 m/s)。
发现油池火的燃烧速率随油池尺度的不同显现出不同的非线性演化规律。较小尺寸油池火(25 cm&35 cm)的燃烧速率随风速呈现先上升后下降的趋势。
其中的上升趋势是由于环境风加强了强迫对流。而当风速进一步上升时,火焰滞留时间下降。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ当其低于一临界值时,火焰从油池前沿脱离,环境风直接冷却液面,导致燃烧速率下降。而当油池尺寸进一步增大时,燃烧速率先上升后下降,而后再上升。
风速较小时,环境风在加强火焰区空气和燃料蒸汽的掺混,并削弱液面附近蒸汽锥对辐射热反馈的阻碍作用,燃烧速率上升;随着风速的增加,火焰倾斜愈发剧烈,辐射热反馈下降,燃烧速率下降;而当风速较大时,池火的燃烧将转变为强迫对流主控,环境风加强强迫对流,燃烧速率再次上升。同时给出了基于弗劳德数(表征池火浮力诱导速度和环境风速的竞争机制)的各转折点临界风速拟合,显示了良好的线性关系,显示出环境风速和浮力诱导速度在转折点处达到了某种平衡,弗劳德数大致相等。
利用自制的不同尺寸(5-70 cm)、燃料液面深度的油池、多孔燃烧器,首先研究了“光学薄”较大尺寸正庚烷池火燃烧速率和热反馈机制随环境风速的演化规律,然后研究了环境风和燃料液面深度耦合作用对正庚烷池火燃烧速率的影响,最后研究了环境风作用下丙烷池火的辐射特性。具体工作包括:(1)量化了“光学薄”较大尺度油池火燃烧速率随风速的非线性演化规律。
前人针对环境风作用下油池火燃烧速率演化的研究多集中于较小尺寸(传导-对流主控)和较大尺寸(完全辐射主控),而对于介于对流和辐射主控之间过渡段的“光学薄”池火的研究还很缺乏;(2)环境风作用下较大燃料液面深度(油池上沿与燃料液面之间的竖直距离)油池火燃烧速率演化。前人的研究多集中于存在环境风但燃料液面深度较小、或燃料液面深度显著但处于静风环境的油池火,而尚无针对环境风与燃料液面深度的耦合作用对油池火燃烧速率演化影响的研究。
同时提出了耦合环境风速、油池尺度和燃料液面深度的燃烧速率模型。(3)研究了环境风作用下丙烷气体池火的辐射热流和辐射分数随环境风速、燃烧器尺寸和火源功率的演化规律。
选用尺寸为8-20 cm的正方形多孔丙烷燃烧器,在较大的环境风速范围(0-～5 m/s)和不同的火源热释放速率(9.24-27.72 kW)条件下进行了燃烧风洞实验。实验结果显示,当风速大于0.5 m/s时,辐射热流和辐射分数均随风速上升而单调下降。
而在现实中,油罐火灾均具有较大的燃料液面深度且发生于室外(存在环境风);(3)环境风作用下池火辐射特性。前人针对池火辐射特性的研究绝大多数针对无风环境下的池火,而针对环境风作用下池火辐射特性的定量研究仍非常有限。
因此,需要针对上述情况,针对环境风作用下的池火燃烧行为进行进一步的研究。本文围绕环境风作用下池火的燃烧速率、热反馈机制演化和辐射特性,采用理论分析与实验研究相结合的方法进行研究。
对于尺寸较小的池火(5&10 cm),燃烧速率在燃料液面深度较小时随风速增加而单调上升,而在燃料液面深度较大时先下降后上升。对于尺寸较大的池火(15&20 cm),燃烧速率在燃料液面深度较小时呈现上升-下降-上升的演化趋势,而在燃料液面深度较大时同样呈现先下降后上升的趋势。
这些不同的趋势是由于环境风和燃料液面深度的耦合作用会形成火焰和油池液面之间的显著距离,从而影响燃料接收的热反馈。除此之外,环境风会将火焰“推入”油池内部,从而进一步影响热反馈。
环境风作用下池火燃烧速率、热反馈机制及辐射特性研究
油池火的燃烧行为是火灾学界和燃烧学界的经典问题。前人针对无风环境和水平风作用下油池火的燃烧行为进行了大量的理论分析和实验研究,但着眼于一些特殊尺度和边界条件池火的燃烧行为的研究仍较为有限:(1)环境风作用下“光学薄”较大尺度油池火的燃烧速率和热反馈机制演化。
(2)研究了环境风和燃料液面深度的耦合作用对油池火燃烧速率的影响。利用边长为5-20 cm,燃料液面深度为0.25-2倍油池边长的正庚烷油池进行了燃烧风洞实验。
实验结果显示,无风环境中油池火的燃烧速率随燃料液面深度呈现非线性的演化规律,并针对这一特殊的演化进行了相应的传热机制分析。在环境风作用下,油池火燃烧速率随油池尺度和燃料液面深度的不同而呈现不同的演化规律。