火灾事故后果分析课件(PPT100页)

▪ 式中：I—入射热辐射强度，W/m3； 取值1；tc—热传导系数，在无相对理想数据时，可 X—目标点到火源（罐壁）的距离，m。
1.1.5 对比热辐射危害程度表
上述目标入射热辐射强度公式，反映 了热辐射能量与受害目标到火源距离之间 的关系。当入射热辐射通量是一个定值时， 可以计算出受害目标与火源之间的伤害距 离，参照辐射危害程度（表1），计算得 到 Ik2W=：2/m5当.02时Ik1=W,X3/73m=.512时9k.W9,Xm/m2；=21时I44=.,1X4m.10=；k1W1I3.=/4mm122；.5 时,X4=35.1m；I5=1.6 kW/m2时,X5=55.5 m。
数据，对于大型油盘火灾，由于烟的屏蔽作用，使得 辐射分数随着油盘直径的增加而下降，该计算中取平 均值0.24);
Hc—最大发热量，J/mol，取43 728.8 J/mol。 ▪ 计算结果为：由该式计算得总热辐射量Q=61.9×103 kW。
1.1.4 目标入射热辐射强度的计算
假设全部辐射热量都由液池中心释放出来， 在距离液池中心点X（m）的某一点的入射热辐射 强度(目标入射热辐射强度)为：
▪ 计算结果为：单位面积燃烧速度为0.0254 kg/(m2·s)
1.1.2 火焰高度计算
▪ 当液池为一个半径r的圆形池时，火焰高度按下述公 式计算：
▪ 式中：h—火焰高度，m； r—液池半径，m，半径为12.25 m； ρ0—周围空气的体积质量，取值1.16 kg/m3； g—重力加速度，取值9.8 m/s2。
这种计算方法方便实用，简单易行，可以规 律性地获取相关数据，便于掌握和预测油罐燃烧情 况的总体情况。 ▪ 一类是FDS软件模拟法
FDS (Fire Dynamics Simulator) 是美国国家技 术标准局（NIST）建筑火灾实验室开发的基于场模 拟的火灾模拟软件，该软件采用先进的大涡模拟技 术，得到众多实例验证，在火灾安全工程领域应用 广泛。
经验公式计算法步骤
1.1.1 燃烧速度的计算
▪ 由于燃烧速度极不稳定且不断变化，因 此取燃烧中期平均燃烧速度为准。不同直 径油罐液体表面上单位面积的燃烧速度为：
▪ 式中：Vb———直线燃烧速度，mm/s； D———油罐直径，m。
直线燃烧速度与质量燃烧速度的转换利用公 式：
▪ 式中：V———质量燃烧速度，kg/(m2·s)； ρ———液体体积质量，kg/m3。
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火灾事故后果分析
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概述——历史上著名的火灾
火灾事故后果分析研究目的
▪ 火灾事故是工业重大危险事故里的主 要类型，对人的生命、财产和环境有巨 大的危害。火灾事故后果分析作为安全 评价的一种类型，对事故后果进行分析 及预测，为预测火灾、爆炸和中毒事故 造成的后果提供准确有效的数据，大大 缩短了灾害后果评估时间，提高灾害后 果评估精度，对预防、减少人员伤亡和 财产损失有积极影响，因此对火灾事故 进行事故后果分析是十分有必要的。
▪ 由此，我们将火灾分为池火灾、喷射火、火 球、突发火和固体火灾五类。
第一章 池火灾
由于油罐破裂或运输意外,造成泄漏事 故,当遇到点火源,极可能发生池火灾。灾害 一旦发生,人员暴露在火灾的热辐射下,将会 受到严重的伤害。
池火灾通过热辐射方式影响周围环境， 当热辐射强度足够大时，可使周围物体燃 烧或变形，强烈的热辐射可能烧毁设备， 并造成人员伤亡。
▪ 计算结果为：火焰高度可达22.41 m（在大型火灾实 验中，火焰形状并不清晰，因为在火焰周围存在大量 的烟，所以上述火焰高度计算仅是理想情况下的估算 值）。
1.1.3 液池燃烧时的总辐射量
液池燃烧时的总辐射量按下述公式计算：
▪ 式中：Q—总辐射量，W； η—效率因子，介于0.13至0.35之间;(根据试验
热辐射计算所得热辐射曲线
1.2 FDS模拟热辐射计算
FDS采用NIST的FDS火灾模拟器通过大涡模拟 来进行地面油罐火灾发展过程的可视化仿真。选取 油罐为中心的100 m3空间进行模拟，持续燃烧20s， 取以油罐中心横截面来观察热辐射以及数据导出， 经Smokeview截图可看出火焰不停变动但总体趋势 稳定，故取中心截面火焰1/2高度处5~15 s的平均值 为导出数据（选取相同距离热辐射最大值）， Smokeview模拟视图见图1~3：图1、2是FDS模拟油 罐燃烧热辐射的三维图，图2是包含烟气情况下的 辐射图。图3为热辐射截面图。
火灾的分类
▪ 火灾时或失去控制蔓延的一种灾害性燃烧现 象，是各种灾害中发生最频繁且最具毁灭性的一 种。火灾的种类很多，通常包括森林、建筑、油易爆的气体或液体泄漏后遇到引火 源被点燃而着火燃烧而引起火灾和固体类物质起 火成灾进行火灾事故后果分析。
池火灾实例
1999年，山西省某化工厂5000m3直径 为28.5米的汽油储罐发生火灾，顶部塌陷后 发展为池火灾，池液半径为12.25 m。顿时 周围一定范围内笼罩在强烈的热辐射中。 此事故造成16人死亡，百余人受伤，直接 经济损失5千万元，是一个典型的池火灾事 故。
池火灾事故后果分析方法
目前，对池火灾事故后果分析的方法大体有两 类： ▪ 一类是经验公式计算法
图1 模拟油罐燃烧热辐射的三维图
图2 包含烟气情况下的模拟油罐燃烧热辐射的三维图
图3 热辐射截面图模拟
热辐射计算所得热辐射曲线
经验公式计算法与FDS软件模拟 计算法之比较
两组数据对比可看出，计算数据更具有规律性，模拟 数据具有多变性和不对称性，但二者对于最大热辐射强度 的数值点的走向上是趋于一致的；通过对几个重要数值点 据在大部分时线完全拟合。 结论： a) 传统计算方法方便实用，可以规律性地获取相关数据，便 于掌握和预测油罐燃烧情况的总体情况。 b) FDS模拟对于火焰的动态变化情况更具实际意义，同时在 数值上对经验公式起到补充和完善作用。 c) 通过两种方法的结合，可以更全面准确地掌握油罐燃烧的 热辐射强度数据，更准确地预测油罐火灾的燃烧特性，对 实战具有重要的指导意义。