障碍物对天然气喷射火影响的数值模拟研究

为研究障碍物控制天然气喷射火对周围设施危害的有效性,基于流体力学基本原理与湍流模型,采用FDS模拟软件,分别研究高度为10 m的障碍物宽度和障碍物与泄漏孔间距对喷射火的影响。研究得出:障碍物对喷射火阻挡效果明显,减缓了火焰在速度方向的传播;障碍物越宽,控制火焰向前传播的效果越好,障碍物后方受火焰高温和热辐射危害越小,但随着宽度的增加,后方温度和热辐射下降率减小,障碍物宽3 m时,对火焰控制效果最好;随着障碍物与泄漏孔间距增加,障碍物后方热辐射先增加后减小,间距为5 m时,障碍物对火焰的控制效果最好,此时喷射火下游受保护的区域最宽。研究结果可为储气罐发生泄漏火灾事故处置及应急设施设计提供参考。     

高温烟气中半透明水滴蒸发的辐射热特性研究

喷雾水滴蒸发在高温工业烟气降温除尘中广泛应用,半透明水滴内部吸收辐射热流对蒸发传质的贡献及内部辐射传热模型的研究,成为本领域的难点问题之一。依据简化的工况,综合考虑水滴内部环流、随温度变化的热物性以及Stefan流等因素,采用两种辐射吸收模型,通过几何光学近似解析求解水滴内部导热内热源功率,并从热辐射吸收功率、瞬态温度分布等方面对高温环境中半透明水滴的辐射特性开展研究。结果表明,半透明水滴对高温烟气热辐射有较强的选择吸收特性;吸收分布模型能更精确地反映水滴内部能量分布特点;研究工况下,两种辐射模型对液滴寿命预测结果相差小于2%;不计辐射将造成预测的水滴寿命10%以上的较大误差。     

古商业街木结构建筑防火间距的数值模拟研究

古商业街木结构建筑较多,防火间距先天不足,发生火灾后蔓延迅速,有必要开展木结构建筑引燃特性研究以获得合理的防火间距设置参数。以古商业街为研究对象,以临界温度和热辐射强度作为着火建筑对面木结构建筑被引燃的判定指标,综合考虑环境风速、建筑间距、火源功率、喷淋系统等因素,运用火灾动力学模拟软件FDS分析系列火灾场景下的温度和热辐射强度特性,建立防火间距与火源功率、环境风速的关系式,获得适用于古商业街的防火间距控制参数及其相应的消防强化措施。结果表明:当建筑间距在3 m以下时高温引燃和热辐射引燃共同作用引燃正对面建筑,当建筑间距在3 m以上时以热辐射引燃为主;正对面建筑表面的热辐射强度先随环境风速增大而增大,达到最大值后随环境风速增大而减小;古街木结构建筑之间存在最小防火间距,该数值不受环境风速影响,仅与火源功率有关,在火源功率为3 MW～20 MW条件下,最小防火间距与火源功率满足线性关系。     

危化品储罐区多灾种耦合效应风险分析

基于危化品储罐区内发生的多米诺效应，以单灾种引发的多米诺事故研究为基础，根据物理学中的触发器原理解释多灾种耦合引发储罐区其他罐体失效的场景，并提出基于物理学理论的多灾种耦合效应模型；基于一储罐区实例分别建立在火灾、爆炸情况下罐区的灾害扩展网络图，并通过无量纲化处理得到综合灾害扩展网络图；分析储罐区在多储罐受灾情况下的灾害扩展情形，得到当D1，D2发生灾害时，D4，D5灾害扩展概率最大；当D1，D8发生灾害时，D4灾害扩展概率最大，建立了多灾种耦合效应的关联图。研究结果对化工园区多灾种耦合的后果预测评估具有指导意义，有助于减少危化品储罐区多米诺效应的发生以及强化危化品储存的安全基础。     

飞火和热辐射耦合作用点燃松针的实验研究

飞火颗粒点燃和火焰辐射引燃是森林-城镇交界域火灾两种主要引燃方式。已有很多研究关注单种引燃方式,但缺乏二者耦合作用下的引燃机理研究。实验研究了热颗粒与热辐射耦合作用下松针燃料床的点燃行为,分析了热颗粒尺寸、温度及辐射热通量对点燃特性的影响。实验结果表明:热颗粒和热辐射耦合作用的点燃危险性远远高于热颗粒或者热辐射单独作用下的点燃危险性。耦合作用时,点燃概率随颗粒尺寸、温度和辐射热通量增大而增大,热颗粒临界点燃温度以及临界辐射热通量均随热颗粒尺寸增大而降低;阴燃向明火转变的点燃时间随辐射热通量增大而降低,但与颗粒状态呈现出较为复杂的关系。     

蒸气云爆炸模型在原油储罐火灾事故中的应用研究

本文分析了原油储罐的火灾爆炸事故特点,介绍了蒸气云爆炸模型中热辐射伤害模型以及TNT模型和TNO模型。选取蒸气云爆炸TNT模型以及热辐射伤害模型对10×104m3原油储罐泄漏事故形成的蒸气云爆炸进行后果定量分析,对事故产生的热辐射和冲击波对人员造成的伤害程度进行了对比分析,得出目标到爆炸源距离较近时热辐射对人员造成的伤害较大,目标到爆炸源距离较远时冲击波对人员造成的伤害较大。     

职业卫生常识(四)

(接上期)(三)预防高温和噪声的危害1.什么叫高温作业在工业生产中,由于高温车间内存在着多种热源,或由于夏季露天作业受太阳热辐射的影响,常可产生高温或高温高湿或高温伴强热辐射等特殊气象条件。在这种环境下进行生产劳动,通称为高温作业。我国的高温作业分级标准规定:工业企业和服务行业工作地点具有生产性热源,其气温等于或高于本地区夏季室外通风设计计算温度2℃的作业,列为高温作业。     

甲苯池火灾热辐射数值模拟

文中用CFD技术对甲苯池火灾进行数值模拟,首先对甲苯火焰进行数值计算,得到在稳定的横向风条件下,甲苯燃烧的峰温、产物组分、瞬时速度等火焰特征参数以及其空间分布情况：火焰温度的最高点在对称面y=0上,最高温度为1778K,火焰倾斜角度为26°（与竖直方向夹角）,火焰高为22.5m。然后应用CFD软件F luent对池火灾进行热辐射模拟,模拟结果表明：对于锰钢材料、内径为20m甲苯储罐,稳态有风池火灾情况下,相邻两储罐之间安全距离在上风向为59m,下风向为72m。由于描述燃烧过程和湍流情况的数学物理模型还不太完善、对大气状况的简化等原因,结果偏保守,文中对此进行了分析讨论。此项研究为CFD技术研究碳氢化合物火灾的一个尝试。     

火球热辐射改进计算模型

为对火球热辐射影响范围进行合理的计算和危险后果进行合理评价,借鉴点源模型和计算流体力学CFD思想,建立了火球热辐射改进计算模型,并与点源模型进行了对比。结果表明:改进模型比传统的点源模型计算结果偏大,特别是距离火球较近处。随着半径的增加,2种模型的计算结果趋于统一。当测量点的半径大于火球半径的2倍时,可以使用点源模型进行热辐射量的计算,满足工程精度要求;在近火球位置,点源模型精度较差,须用改进模型进行计算。建立的改进计算模型可以实现火球热辐射的快速计算,是有效、可行的。     

扬沸过程火焰辐射的估算

本文基于轴对称灰体火焰的物理假定，运用二维数值积分方法，对含水层油品燃烧过程反馈热辐射以及火焰对环境的热辐射水平进行了估算；同时，本文研究了火焰反馈热辐射对油品燃烧速率的影响，所得结果物理趋势合理。