2 池火灾伤害数学模型分析法
采用池火灾伤害数学模型分析法进一步确定影响程度,被评价的汽油罐区防火堤长105m、宽32m、高约1.2m。罐体一旦破裂或操作失误外溢,液体将立即沿着地面扩散,将一直流到防火堤边,形成液池。遇明火将形成池火。
① 池火火焰高度计算
式中:h——火焰高度,m;
r——液池当量园半径,
r=(105×32/3.14)0.5=32.71m;
ρo——周围空气密度,ρo=1.293kg/m3;(标准状态);
g——重力加速度,9.8m/s2;
dm/dt——燃烧速度,dm/dt=0.086kg/m2·s(查可然液体燃烧速度表)。
②池火燃烧时放出的总热辐射通量
式中:Q——总热辐射通量,W;
η——效率因子,可取0.13~0.35;
he——液体燃烧热,查物质系数和特性表,汽油燃烧热
hc=43.7×106J
计算后得Q=276291.5kW。
③目标入射热辐射强度
距离池中心某一距离(x)处的人射热辐射强度为:
I=Qtc/4πx2
式中:I——热辐射强度,W/ m2;
Q——总热辐射通量,W;
tc——热传导系数,取值为1;
x——目标点到液池中心距离,m。
汽油罐区东北25m处为加压泵房系统,西北100m处为厂区锅炉房,其余邻面无设施,因此取x=25、100m计算I值。为了进一步查明其影响范围程度以及验证前述道化学方法评价结论的准确性,再取x=30、37.85、45、55、65、75、85、100计算其对应的I值。计算结果见表1。
火灾损失:火灾通过热辐射方式影响周围环境。当火灾产生的热辐射强度足够大时,可使周围的物体燃烧或变形,强烈的热辐射可能烧毁设备甚至造成人员伤亡等。
火灾损失估算建立在热辐射强度与损失等级的相应关系上,池火灾伤害数学模型分析法介绍了不同热辐射强度造成伤害和损失的关系,其关系见表2。
根据前面计算所得I值,对照表2,可得出如下结论:
汽油罐区东北方向25m处的加压泵房将被烧毁,人员在1min内不及时撤离,将会造成全部死亡;而西北方向100m处的锅炉房,几乎不受影响。同时也验证了半径在37.85m内的设施和人员将严重被破坏和烧伤。半径在37.85~55m以内的设施和人员也将受到不同程度损伤,半径在55~85m以内的设施和人员会受到轻微损伤。半径在85m以外的设施和人员几乎不受影响。该评价结论和道化学方法的评价结论基本吻合,但又进一步进行了广泛分析。