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

中图分类号：x93 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）04（c）-0091-03

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。20世纪70年代，某单位因偏二甲肼泄漏发生重大火灾事故并且引起100多人中毒[2]。

池火灾是常见的燃料泄漏事故模式之一。池火灾危险性分析主要目的是估算池火灾对周围目标的破坏程度。池火灾特性参数计算主要包括火焰半径、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。开放环境下池火灾的破坏机理是热辐射[3]。池火灾产生的热辐射将对液池周围人员和设备设施的安全造成危害。因

此，有必要对偏二甲肼泄漏后发生池火灾事故进行研究，这对预防和减轻事故损失具有十分重要的意义。

1 偏二甲肼池火灾

偏二甲肼在其生产、运输、贮存、转注、加注等过程中发生泄漏，泄漏到地面之后向四周流淌，当流到防火堤或者低洼边界时，便会在限定区域内积聚，形成一定厚度的液池，若遇到火源、强氧化剂等将引发起火，便形成池火灾。

1.1 偏二甲肼池火灾计算模型

1.1.1 液池面积

1.2.3 热辐射伤害/破坏准则

当产生的热辐射足够强大时，可能导致周围的物体燃烧或者损坏，可能烧伤、烧死人员，造成重大损失。伤害破坏程度主要取决于目标处接受热辐射的多少。常用的评价热辐射破坏准则有热通量准则和热强度准则[20]。表2为不同入射热辐射通量造成的损失情况。

2 偏二甲肼池火灾热辐射的计算

假定泄漏的偏二甲肼液体无蒸发、已充分蔓延且地面无渗透，根据上述池火灾模型中相应计算公式，当偏二甲肼泄漏量为1000 kg，环境温度25 ℃，在无风条件下，利用表3偏二甲肼理化参数计算得到池火模型的相应数据，见表4。

选取距池火中心10-100 m的24个点进行计算，得到如图1所示目标接受热通量的值。根据表2可取死亡热通量为25 kw/m2，重伤

的热通量值为12.5 kw/m2，轻伤的通量值为4 kw/m2，经计算可得出在上述条件下偏二甲肼发生池火后的安全距离约为35 m。

3 结论

（1）由图可以看出偏二甲肼池火热辐射随着距离变远而衰减，衰减速度随距离的变远而逐渐变慢。

（2）根据本文提供的池火模型，可以很快计算出当发生池火灾时的安全距离，有助于第一时间对灾情进行估测评价。

（3）要全面评估偏二甲肼泄漏后形成的伤害，在实际中我们需要考虑多种影响因素，例如风速、燃料纯度等。

参考文献

[1] 郑希仁.液体推进剂泄漏问题综述[j].中国航天，1999（3）：17-20.

[2] 王爱玲.偏二甲肼燃料库危险性评价方法探讨[j].中国安全生产科学技术，2005，1（5）：76-78.

[3] rijnmond public authority， risk analysis of six potentially hazardous industrial objects in the rijnmond area[m].holland：reidel，1982.

[4] 吴宗之，高进东.重大危险源辨识与控制[m].北京：冶金工业出版社，2003：27-28.

[5] 霍然，胡源，李元洲.建筑火灾安全工程导论[m].合肥：中国科学技术大学出版社，1999.huo ran， hu yuan， li yuan zhou. introduction of safe engineering for building fire[m]. hefei

university of science and technology of china press， 1999（ in chinese）.

[6] karlsson b， quintiere j g. enclosure fire

dynamics[m].florida： crc press， 2000.

[7] mccaffrey b j.purely buoyant diffusion flames： some experimental results[m].washington dc： national bureau of standards， 1979.

[8] thomas p h， webster c t， raftery m m. experiments on buoyant diffusion flames[j].combustion and flame， 1961，5（1）： 359-367.

[9] cox g， chitty r. study of the deterministic properties of unbounded fire plumes[j].combustion and flame， 1980， 39（2）： 191-209.

[10] zukoskie e. properties of fire plumes， combustion fundamentals of fire[m]. london： academic press， 1995.

[11] heskestad g. fire plumes， sfpe handbook of fire protection engineering[m]. national fire protection assoc，1995.

[12] thomas p h. the size of flames from natural fires [j]. symposium （international） on combustion. 1963， 9（1）：844-859.

[13] american gas association.1974.lng safety research