受限空间海洋平台舱室火灾模拟研究现状
时间:2023-02-01 22:08 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 1 受限空间火灾模型 受限空间火灾模型虽然在火灾安全工程的领域中有了成功的初步应用，但是其研究目前仅仅处于发展阶段。通过建立确定性模型，包括专家系统、场模型、区域模型、网模型以及场区网的混合模型[6]，来对火灾的发生、发展与烟气传播规律进行研究，主要原理是通过场模型和区域模型来进行火灾特性的研究。87296 场模型的理论依据有质量守恒（连续性方程）、动量守恒、能量守恒（能量方程）、化学反应定律（热力学状态方程）等，以此构成了闭合方程组进行计算模拟。场模型理论上存在解析解，但在大多数情况下，难以求得严格解析解。通常是基于计算流体力学（CFD)方法给出特定条件下方程的数值解。场是多种状态参数（如速度、温度与组份浓度）的空间分布。场模型就是一种描述火灾发展过程的数学方程集合，主要是通过计算状态参数（如速度、温度与组份浓度）的空间分布随着时间的变化。论文网 根据哈佛大学的 Emmons 教授提出的区域模拟的思想，利用分层思想，认为可以将一个区域划分成为更多的小区域，一般是上下两个区域。然后开始对于每个区域进行假设，认为其内部的物理状态参数均匀分布，而物质的质量和能量交换是以区域、边界、火源为起点，认为这两个量只发生在火源与区域、区域与边界、区域与区域之间。以此假设为前提，根据质量守恒定律、能量守恒定律可以推导出表述各个区域中相关参数之间关系的一组常微分方程，通过方程来求解区域、边界、火源之间量的交换[7]。 2 对海洋平台火灾的研究 海洋平台上的设施造价昂贵、结构排布紧凑，一旦不慎发生了火灾将导致火势迅速蔓延，再加上平台上可能有大量聚集的油气，十分可能导致爆炸并且生成大量的浓烟和各种有毒的气体，为施救人员的营救和逃离带来极大不便总结特点如下： （1）烟雾很大，其中混杂的有害有毒气体较多。因为可燃材料较多，一旦火灾发生后，将导致复杂的化学反应，释放出大量的二氧化碳、氮化物、一氧化碳及氯化氢等各种有害气体和烟雾。不仅会阻碍人们的视线，而且会对平台上的人员直接构成生命安全威胁，同时会影响到施救人员疏散人员、搜寻火源、抢救物资等各个措施展开。 （2）火势蔓延迅速，极易形成立方体性燃烧。当平台发生火灾时，火势会沿着各种线路、管道、机器设备、走道、楼梯等各个路径迅速向上下以及四周蔓延，导致很小的火势能够在短时间内幅散为大面积、多层次的立方体性燃烧。 （3）火势蔓延扩散后将导致作战环境十分复杂。海洋钻井平台作为会移动的海上固定物，经常性的受一些自然条件的因数影响。而火灾的扑救工作同样会在水面展开，所以肯定会受到风向、水向、潮汐等各种外部自然因素的影响，导致消防艇不能及时或者准确的接近，从而实施有效的救援。并且海洋平台上的走廊、通道窄小，火灾发生之后，大量设备以及物品会散落甲板各处，使本就狭隘的通道更加的狭窄。假如平台舱室的间隔板被烧塌或者楼梯被烧毁而形成障碍，那么将会更为严重地阻碍施救节奏，从而增加了难度。 （4）火灾损失极易惨重，导致群死群伤。因为海洋钻井平台房间众多、空间狭隘、门窗密集、可燃物密布，而且每层建筑内部都是打通的，密集着各个通风管道，良好的通风条件会使发生火灾后使火势迅速蔓延导致到处冒烟，甲板上的各个走廊将会到处充满火焰以及大量烟气，强力的烟气对流使火势失去控制，威胁起居舱室、控制舱室、储油舱室、机械舱室等各个命脉。大火失控后，各个精密仪器设备和开采出的油气都将毁于一旦，导致平台报废，人员也被大火围困无法逃离，导致重大的人员伤亡、巨大的财产损失以及对周围海洋环境的特大污染。 (责任编辑：qin) |