【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 漏速度，㎏/s；Cd——?dú)怏w泄漏系數(shù)；D0——裂口直徑，m；當(dāng)臨界點(diǎn)處的濃度小于允許濃度（如可燃?xì)怏w的燃燒下限或者有害氣體最高允許濃度）時(shí)，只需按噴射來(lái)分析；若該點(diǎn)濃度大于允許濃度時(shí)，則需要進(jìn)一步分析泄漏氣體在大氣中擴(kuò)散的情況。（3）絕熱擴(kuò)散閃蒸液體或加壓氣體瞬時(shí)泄漏后，有一段快速擴(kuò)散時(shí)間，假定此過(guò)程相當(dāng)快以致在混合氣團(tuán)和周?chē)h(huán)境之間來(lái)不及熱交換，則稱(chēng)此擴(kuò)散為絕熱擴(kuò)散。根據(jù)TNO（1997年）提出的絕熱擴(kuò)散模式，泄漏氣體（或液體閃蒸形成的蒸汽）的氣團(tuán)呈半球形向外擴(kuò)散。根據(jù)濃度分布情況，把半球分成內(nèi)外兩層,內(nèi)層濃度均勻分布,且具有50%的泄漏量；外層濃度呈高斯分布，具有另外50%的泄漏量。絕熱擴(kuò)散過(guò)程分為兩個(gè)階段，第一階段氣團(tuán)向外擴(kuò)散至大氣壓力，在擴(kuò)散過(guò)程中氣團(tuán)獲得動(dòng)能，稱(chēng)為“擴(kuò)散能”；第二階段，擴(kuò)散能再將氣團(tuán)向外推，使紊流混合空氣進(jìn)入氣團(tuán)，從而使氣團(tuán)范圍擴(kuò)大。當(dāng)內(nèi)層擴(kuò)散速度降到一定值時(shí)，可以認(rèn)為擴(kuò)散過(guò)程結(jié)束。（1）氣團(tuán)擴(kuò)散能在氣團(tuán)擴(kuò)散的第一階段，擴(kuò)散的氣體（或蒸氣）的內(nèi)能一部分用來(lái)增加動(dòng)能，對(duì)周?chē)髿庾龉?。假設(shè)該階段的過(guò)程為可逆絕熱過(guò)程，并且是等熵的。① 氣體泄漏擴(kuò)散能。根據(jù)內(nèi)能變化得出擴(kuò)散能計(jì)算公式如下：E=CV（T1T2）（V2V1） （21）式中 E——?dú)怏w擴(kuò)散能，J；Cv——定容比熱，J/㎏K；T1——?dú)鈭F(tuán)初始溫度，K；T2——?dú)鈭F(tuán)壓力降至大氣壓力時(shí)的溫度，K；P0——環(huán)境壓力，Pa；V1——?dú)鈭F(tuán)初始體積，m3；V2——?dú)鈭F(tuán)壓力降至大氣壓力時(shí)的體積，m3。② 閃蒸液體泄漏擴(kuò)散能蒸發(fā)的蒸氣團(tuán)擴(kuò)散能可以按下式計(jì)算：E=［H1H2Tb(S1S2)］(P1P0)V1 （22）式中 E——閃蒸液體擴(kuò)散能，J；H1——泄漏液體初始焓，J/㎏；H2——泄漏液體最終焓，J/㎏；Tb——液體的沸點(diǎn)，K；S1——液體蒸發(fā)前的熵，J/㎏K；S2——液體蒸發(fā)后的熵，J/㎏K；W——液體蒸發(fā)量，㎏；P1——初始?jí)毫?，Pa；P0——周?chē)h(huán)境壓力，Pa；V1——初始體積，m3。（1） 氣團(tuán)半徑與濃度在擴(kuò)散能的推動(dòng)下氣團(tuán)向外擴(kuò)散，并與周?chē)諝獍l(fā)生紊流混合。① 內(nèi)層半徑與濃度氣團(tuán)內(nèi)層半徑R1和濃度C是時(shí)間函數(shù)，表達(dá)式如下： （23） （24）式中 t——擴(kuò)散時(shí)間，s；V0——在標(biāo)準(zhǔn)溫度、壓力下的氣體體積，m3；Kd——紊流擴(kuò)散系數(shù)，按下式計(jì)算： （25）如上所述，當(dāng)中心擴(kuò)散速度（dR/dt）降到一定值時(shí)，第二階段才結(jié)束。臨界速度的選擇是隨機(jī)的而且不穩(wěn)定的。設(shè)擴(kuò)散結(jié)束時(shí)擴(kuò)散速度為1m/s，則擴(kuò)散結(jié)束時(shí)內(nèi)層半徑R1和濃度C可按下式計(jì)算：R1=（26）C= （27）② 外層半徑與濃度。第二階段末氣團(tuán)外層的大小可根據(jù)試驗(yàn)觀(guān)察得出，即擴(kuò)散終結(jié)時(shí)外層氣團(tuán)半徑R2由下式求得：R2= （28）式中 RR2——分別為氣團(tuán)內(nèi)層、外層半徑，m。外層氣團(tuán)濃度自?xún)?nèi)層向外層呈高斯分布。 火災(zāi) 易燃、易爆的氣體及液體泄漏后遇到引火源就會(huì)被點(diǎn)燃而著火燃燒。它們被點(diǎn)燃后的燃燒方式有池火、噴射火、火球和突發(fā)火四種。 池火可燃液體（如汽油、柴油等）泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆蓋水面，遇到火源燃燒而成池火。1）燃燒速度當(dāng)液池中的可燃液體的沸點(diǎn)高于周?chē)h(huán)境溫度時(shí)，液體表面上單位面積的燃燒速度dm∕dt為： （29）式中 dm/dt——單位表面積燃燒速度，kg∕m2s；HC——液體燃燒熱，J/kg。Cp——液體的定壓比熱，J/kgK。Tb——液體的沸點(diǎn)，K；T0——環(huán)境溫度，K；H——液體的氣化熱，J/kg。當(dāng)液體的沸點(diǎn)低于環(huán)境溫度時(shí)，如加壓液化氣或冷凍液化氣，其單位面積的燃燒速度dm/dt為： （30）式中符號(hào)意義同前。燃燒速度也可從手冊(cè)中直接得到。下表列出了一些可燃液體的燃燒速度。表24 一些可燃液體的燃燒速度物質(zhì)名稱(chēng)汽油煤油柴油重油苯甲苯乙醚丙酮甲醇燃燒速度/(g﹒m2﹒s1)92812）火焰高度設(shè)液池為一半徑為r的圓池子，其火焰高度可按下式計(jì)算： （31）式中 h——火焰高度；m；r——液池半徑；m；——周?chē)諝饷芏龋琸g∕m3；g——重力加速度，∕s2；dm∕dt——燃燒速度，kg/m2s。3）熱輻射通量液池燃燒時(shí)放出的總熱輻射通量為： （32）式中 Q——總熱輻射通量，W；η——效率因子，～；其余符號(hào)意義同前。4）目標(biāo)入射熱輻射強(qiáng)度假設(shè)全部輻射熱量由液池中心點(diǎn)的小球面輻射出來(lái)，則在距離池中心某一距離（X）處的入射熱輻射強(qiáng)度為 （33）式中 I——熱輻射強(qiáng)度，W/㎡；Q——總熱輻射通量；W；tc——熱傳導(dǎo)系數(shù)，在無(wú)相對(duì)理想的數(shù)據(jù)時(shí)，可取值為1；X——目標(biāo)點(diǎn)到液池中心距離，m； 噴射火加壓的可燃物質(zhì)泄漏時(shí)形成射流，如果在泄漏裂口處被點(diǎn)燃，則形成噴射火。這里所用的噴射火輻射熱計(jì)算方法是一種包括氣流效應(yīng)在內(nèi)的噴射擴(kuò)散模式的擴(kuò)散。把整個(gè)噴射火看成是由沿噴射中心線(xiàn)上的全部點(diǎn)熱源組成，每個(gè)點(diǎn)熱源的熱輻射通量相等。點(diǎn)熱源的熱輻射通量按下式計(jì)算：q=ηQ0HC (34)式中 q——點(diǎn)熱源輻射通量，W；η——效率因子，；Q0——泄漏速度，㎏/s；HC——燃燒熱，J/kg。 從理論上講，噴射火的火焰長(zhǎng)度等于從泄漏口到可燃燒混合氣燃燒下限（LFL）的射流軸線(xiàn)長(zhǎng)度。對(duì)表面火焰熱通量，則集中在LFL/。對(duì)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)分析而言，點(diǎn)熱源數(shù)N點(diǎn)的劃分可以是隨意的，一般取n＝5。射流軸線(xiàn)上某點(diǎn)熱源i到距離該點(diǎn)x處一點(diǎn)的熱輻射強(qiáng)度為： （35）式中 Ii——點(diǎn)熱源i至目標(biāo)點(diǎn)x處的熱輻射強(qiáng)度，W/m2；q——點(diǎn)熱源的輻射通量，W；x——點(diǎn)熱源到目標(biāo)點(diǎn)的距離，m。某一目標(biāo)點(diǎn)處的入射熱輻射強(qiáng)度等于噴射火的全部點(diǎn)熱源對(duì)目標(biāo)的熱輻射強(qiáng)度的總和： （36）式中 n——計(jì)算時(shí)選取點(diǎn)熱源數(shù)，一般取n＝5。 火球和爆燃低溫可燃液化氣由于過(guò)熱，容器內(nèi)壓增大，使容器爆炸，內(nèi)容物釋放并被點(diǎn)燃，發(fā)生劇烈的燃燒，產(chǎn)生強(qiáng)大的火球，形成強(qiáng)烈的熱輻射。1）火球半徑R= （37）式中 R——火球半徑，m；M——急劇蒸發(fā)的可燃物質(zhì)的質(zhì)量，kg。2） 火球持續(xù)時(shí)間t= （38）式中 t——火球持續(xù)時(shí)間，s；3）火球燃燒時(shí)釋放出輻射熱通量 （39）式中 Q——火球燃燒時(shí)輻射熱通量，W；Hc——燃燒熱，J/kg；η——效率因子，取決于容器內(nèi)可燃燒物質(zhì)的飽和蒸氣壓p，η＝；其他符號(hào)同前。4）目標(biāo)接受到的入射熱輻射強(qiáng)度 (40)式中 Tc——傳導(dǎo)系數(shù)，保守取值為1；x——目標(biāo)距火球中心的水平距離，m；其他符號(hào)同前。 固體火災(zāi)固體火災(zāi)的熱輻射參數(shù)按點(diǎn)源模型估計(jì)。此模型認(rèn)為火焰射出的能量為燃燒的一部分，并且輻射強(qiáng)度與目標(biāo)至火源中心距離的平方成反比，即： （41）式中 qr——目標(biāo)接受到的輻射強(qiáng)度，W/m2；f——輻射系數(shù)，可取f＝；Mc——燃燒速度，kg/s；Hc——燃燒熱，J/kg；x——目標(biāo)至火源中心間的水平距離，m。 突發(fā)火泄漏的可燃?xì)怏w、液體蒸發(fā)的蒸氣在空氣中擴(kuò)散，遇到火源發(fā)生突然燃燒而沒(méi)有爆炸。此種情況下，處于氣體燃燒范圍內(nèi)的室外人員將會(huì)全部死亡；建筑物內(nèi)將有部分人被燒死。突發(fā)火后果分析，主要是確定可燃混合氣體的燃燒上、下極限的邊界線(xiàn)及其下限隨氣團(tuán)擴(kuò)散到達(dá)的范圍。為此，可按氣團(tuán)擴(kuò)散模型計(jì)算氣團(tuán)大小和可燃混合氣體的濃度?；馂?zāi)通過(guò)輻射熱的方式影響周?chē)h(huán)境。當(dāng)火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射強(qiáng)度足夠大時(shí)，可使周?chē)矬w燃燒或變形，強(qiáng)烈的熱輻射可能燒毀設(shè)備甚至造成人員傷亡等。火災(zāi)損失估算建立在輻射通量與損失等級(jí)的相應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上，下表為不同入射通量造成傷害或損失的情況。表25 熱輻射的不同入射通量所造成的損失入射通量（kW﹒m2）對(duì)設(shè)備的損害對(duì)人的傷害操作設(shè)備全部損壞1%死亡/10s100%死亡/1min25在無(wú)火焰、長(zhǎng)時(shí)間輻射下，木材燃燒的最小能量重大燒傷/10s100%死亡/1min有火焰時(shí)，木材燃燒，塑料熔化的最低能量1度燒傷/