中國安全評價精英論壇SafetyAssessmentProfsClubofChina蒸氣云爆炸的沖擊波超壓模型泄漏物擴散到廣闊的區(qū)域，形成彌漫相當(dāng)大空間的云狀可燃性氣體混合物，一段延滯時間后，可燃蒸氣云被點燃，由于存在某些特殊原因和條件，火焰加速傳播，產(chǎn)生危險的爆炸沖擊波超壓，發(fā)生蒸氣云爆炸。蒸氣云爆炸通常采用傳統(tǒng)的TNT當(dāng)量系數(shù)法計算，將事故性爆炸產(chǎn)生的爆炸能量同一定當(dāng)量的TNT聯(lián)系起來。在TNT當(dāng)量系數(shù)法中，當(dāng)量的TNT質(zhì)量與云團中燃料的總質(zhì)量有關(guān)。凝聚相含能材料的爆炸沖擊波超壓Ap可按下式計算:A=J1+0.1567Z-3(Ap>5)0.137Z-0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019(L<Ap<10)Ap=APSPo、1/3Z=R

廠E

、1/3E=1.8aWQC式中，Z為無量綱距離；Ap為目標(biāo)處的超壓值，Pa；p0為環(huán)境壓力，101325Pa；R為目標(biāo)到爆源的水平距離，m；E為爆源總能量,J;1.8為地面爆炸系數(shù)；a為蒸氣云當(dāng)量系數(shù)，一般取0.04；W為含

能材料的質(zhì)量，kg；Q為爆炸物的爆熱，J/kg。C中國安全許價精英論壇SafelyAssessmentProfsCbbofChina池火災(zāi)模型R.Merrifield和T.ARoberts給出由可燃液體引起的池火災(zāi)，

熱輻射是其主要危害。熱輻射對人體的傷害主要是通過不同熱輻射通

量對人體所受的不同傷害程度來表示。下表給出了不同熱輻射值對人體的傷害和周圍設(shè)施的破壞情況。不同熱輻射值對人體的傷害和周圍設(shè)施的破壞情況表熱輻射通量/(Kw/M2)人體傷害類別周圍設(shè)施破壞類別37.5在1min內(nèi)100%的人死亡，10s內(nèi)1%的人死亡對周圍設(shè)備造成損壞25.01min內(nèi)100%的人死亡，10s內(nèi)嚴(yán)重?zé)齻麤]有引火，無限制長期暴露點燃木材的最小能里12.51min內(nèi)10%的人死亡，10s內(nèi)1度燒傷木材被引燃，塑料管熔化的最小能量4.0超過20s引起疼痛，但不會起水泡1.6長期接觸不會有不適感F面討論池火災(zāi)火焰的幾何尺寸及輻射參數(shù)的計算過程。池直徑的計算當(dāng)危險單元為油罐時，可根據(jù)防護堤所圍池面積S(m2)計算池直徑D(m)：

當(dāng)危險單元為輸油管道且無防護堤時，假定泄漏的液體無蒸發(fā)、并已充分蔓延、地面無滲透，則根據(jù)泄漏的液體量w（kg）和地面性質(zhì)，按下式計算最大可能的池面積S：S二旦H.Pmin式中，H為最小油層厚度（與地面性質(zhì)和狀態(tài)有關(guān)，見下表）;minP為油的密度，kg/mao知道S后，按上面所給出的公式計算池的直徑D。不同地面的最小油層厚度表地面性質(zhì)最小油層厚度H/mmin地面性質(zhì)最小油層厚度H/mmin草地0.020混凝土地面0.005粗糙地面0.025平靜的水面0.0018平整地面0.010（2）確定火焰高度Thomas給出的計算池火焰高度的經(jīng)驗公式在文獻中被廣泛使用：h=Lh=L=42D0.61式中，L為火焰高度,m；D為池直徑,m；rm#為燃燒速率,血/血?s）P為空氣kg/ma；g為重力加速度,9.8m/s2o03）火焰表面熱通量的計算假定能量由圓柱形火焰?zhèn)让婧晚敳肯蛑車鶆蜉椛?，則可以用下式計算火焰表面的熱通量：0.25兀D2AHmfq二

00.25兀D2+兀DL式中，q為火焰表面的熱通量，Kw/m2；AH為燃燒熱，Kj/kg；f0f

為熱輻射系數(shù)，可取為0.15；m為燃燒速率，kg/(m2?s)；f其他符號同前。目標(biāo)接收到的熱能量的計算目標(biāo)接收到的熱通量q(r)的計算公式為：q(r)=q(1-0.058lnr)V0式中，q(r)為目標(biāo)接收到的熱通量，kW/m2；q為計算的火焰表0面的熱能量，kW/m2；r為目標(biāo)到油區(qū)中心的水平距離，m；V為視角系數(shù)，按Rai&Kalelkar(1974)提出的方法計算。視角系數(shù)的計算視角系數(shù)V與目標(biāo)到火焰垂直軸的距離與火焰半徑之比s、火焰高度與直徑之比h有關(guān)。V=.V2+V2VHB-A-V1B-A-V1-naJ<—、丿S-b1-丿

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+一.51-2llr502+S22+S2+1)2sa(a+1)C-1)C2—1).5tan-1(a-1)(s+1)s0.5兀V=tan-iV2-10.5hJ-K)+sa=式中，A、B、J、K、VH、VV是為了描述方便而引入的中間變量;n為圓周率。中國安全評價精英論壇SafetyAssessmentProfsClubofChina沸騰液體擴散蒸氣云爆炸火球(BLEVE火球)熱輻射模型加壓存儲的可燃液化氣體，由于容器遇外火灼燒使器壁的強度下降，或者由于機械碰撞、制造上的缺陷及腐蝕等使內(nèi)部壓力過咼時造成容器破裂，所盛液體瞬態(tài)泄漏，并在環(huán)境溫度高于其沸點時急劇氣化，如果遇到火源就會發(fā)生劇烈的燃燒，產(chǎn)生巨大的火球，形成強烈的熱輻射，造成人員的傷亡和財產(chǎn)損失，此種現(xiàn)象稱為沸騰液體擴展蒸氣爆炸，簡稱BLEVE(boilingliquidexpandingvaporexplosions)。BLEVE是石油、化工和交通運輸行業(yè)常見的重要事故類型。BLEVE可以產(chǎn)生三種危害后果：沖擊波超壓、火球熱輻射和拋射碎片，有時也可能伴隨延遲發(fā)生的蒸氣云爆炸或閃火等事故災(zāi)害。BLEVE過程雖然有碎片和沖擊波產(chǎn)生，但近場以外的沖擊波壓力效應(yīng)不重要，爆炸也通常只產(chǎn)生幾塊較大的拋射碎片，故爆炸火球的熱輻射是最主要的傷害因素。本部分采用國際勞工組織(IL0)建議的BLEVE模型。火球半徑的計算試驗證明，火球的半徑與可燃物質(zhì)量的立方根成正比，火球半徑的計算公式為：R=2.9W1/3式中，R為火球半徑，m；W為火球中消耗的可燃物質(zhì)量，kg。對單罐儲存，W取罐容量的50%；對雙罐W取罐容的70%；對多罐儲存,W取罐容的90%?；鹎虺掷m(xù)時間的計算試驗證明，火球的持續(xù)時間也與可燃物質(zhì)量W的立方根成正比，可按下式計算：t=0.45W1/3式中，t為火球持續(xù)時間，s；W為火球內(nèi)燃料質(zhì)量，kg。目標(biāo)接收到熱輻射通量的計算距火源距離為r處的目標(biāo)接收到的熱輻射通量為：q(r)二qR2r(1-0.0581nr)(R2+r2)3/2式中，q為火球表面的熱輻射通量，/m2,對于柱形罐取270kW/m2,0對于球形罐取200kW/m2；R為目標(biāo)到火球中心的水平距離，m。目標(biāo)接收到的熱量可按下式計算：Q(r)=q(r)t有服裝防護的人體接收的熱輻射強度同裸露的人體情況相比，由于服裝的防護作用，人體實際接收的熱輻射強度有所減少，人體實際接收的熱輻射強度q(W/m2)為：c

q=Pqc式中，B為有服裝保護時人體的熱接收率，這里取B=0.4。中國安全評價精英論壇SafetyAssessmentProfsClubofChina噴射火模型熱輻射模型加壓的可燃物泄漏時形成射流，如果被點燃，則形成噴射火。噴射火的熱輻射計算模型通常為點源模型。本部分采用美國石油研究院模型。該模型假定火焰為圓錐形，并用從泄漏處到火焰長度4/5處的點源模型來表示。Q噴射火的火焰長度可用如下方程得到：L二(HmL444161.66式中，L為火焰長度，m；H為燃燒熱,J/kg；m為質(zhì)量流速，kg/s。c④目標(biāo)接收到的熱輻射能量距離火焰點源為x(m)處接收到的熱輻射通量可用下式表示：q=fHcmT4皿2x1000式中，q為距離x處接收的熱輻射的通量，Kw/m2；f為熱輻射率；T為大氣傳輸率。其中大氣傳輸率T按下式計算：t=l-0.0565lnxQ熱輻射計量熱輻射計量定義為：Dose=q4/t其中t時間，通常假定人員先靜止5s，然后以2.5m/s的速度遠離火源。中國安全評價精英論壇SAPCS今他tyAssessmentProfsClubofChina閃火熱輻射模型閃火是可燃性氣體或蒸氣泄漏到空氣中，并與之混合后被點燃而發(fā)生的一種非爆炸性的燃燒過程。由于閃火不是爆炸，不產(chǎn)生具有顯著破壞性的超壓，因為只是燃燒，所以有熱輻射和火焰直接接觸等傷害與破壞，但是其程度遠小于火球和池火災(zāi)的熱輻射傷害，有時常被忽視。閃火同蒸氣云爆炸一樣，也必須要求泄漏物是可燃的，發(fā)生泄漏到被點燃有一定的時間延滯，產(chǎn)生的蒸氣云團處于燃燒極限范圍內(nèi)?？扇嘉镌茍F的大小決定了可能造成直接火焰接觸危害的面積，而云團的大小部分取決于擴散和泄漏條件。輻射的影響取決于目標(biāo)物到火焰的距離、火焰的高度、火焰的輻射能、局部大氣傳輸率和云團的大小等。

（1）火焰高度的計算閃火是一個火焰以恒定速度傳播的過程。應(yīng)用質(zhì)量、動量和能量守恒關(guān)系，給出了下面的火焰高度的近似的半1/3H=20d經(jīng)驗公式。1/3H=20d3二kp—p]/la（p—p）]（當(dāng)p>p）ststst3=0（當(dāng)pWp）stP0Igd人Pa丿?r21—co）3/式中，H為火焰可視高度，m；d為云團厚度，m；s為燃燒速度，m/s；g為重力加速度，9.8m/s2；p為空氣密度，kg/m3；p為燃料-a0容氣混合物的密度，kg/m3；r為理想配比下空氣與燃料的質(zhì)量比；a為恒定壓力下、理想配比時燃燒的膨脹比（碳氫化合物一般取a=8）；p為燃料所占混合物的體積比；甲為理想配比時燃料占的體積比。st對于閃火，Raj和Emmons通過試驗測定s粗略地正比于周圍環(huán)境中的風(fēng)速Uw，即s=2.3Uw。WW火焰的幾何形狀在很大程度上取決于云團形狀和燃燒起點在云團中的位置。對于動態(tài)云團，用上述方法無法計算，因此，在實際應(yīng)用中做出如下假設(shè)：Q設(shè)在閃火傳播過程中，云團是靜止的即它的位置固定，而且是均勻的；Q時間變化的火焰表面積用一個橫截平面的面積來近似，這個橫截面以燃燒速度沿靜止的云團移動。（2）火焰寬度的計算火焰寬度W隨時間變化的關(guān)系是：

W=2[R2－（R－St）2]1/2（3）平面物體單位面積上接收的熱輻射在知道蒸氣云團的組成和火焰幾何形狀情況下，就可以計算閃火產(chǎn)生的熱輻射影響。平面物體單位面積上接收的輻射能可由下式計算：q=EFta式中，E為輻射能，kW/m2；F為幾何視角因子；t為大氣傳輸率。a（4）大氣傳輸率的計算在保守計算場合，若是干燥晴朗的天氣一般可取t=1,已知濕度時可用下式計算：at=lg（14.1RH-0.108X-0.13）a式中，RH為相對濕度；X為到目標(biāo)物的距離。（5）幾何視角因子的