基于传感网络的油罐区火蔓延与火反演技术研究

• 作 者: 王熙康
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 池火 火蔓延 燃烧速率 热辐射 蔓延时间预测

随着中国工业技术水平的发展,石油的需求量在逐年增加,大量大型油灌区雨后春笋般得产生。大型油罐区的建设使得石油存储安全问题也已经变得越来越重要。油罐燃烧后,火势的蔓延会带来更大的人员和经济损失,因此对蔓延问题的研究刻不容缓。本文主要针对油罐区的火险蔓延相关问题进行研究,研究油罐区着火后实时火情蔓延问题和油罐罐区火情发展的仿真问题。本文提出了油罐罐区火焰蔓延模型,可以解决两个问题。一是在实时条件下,根据油罐罐区传感器网的温度数值,对油罐火蔓延情况给出准确的判断；二是通过软件仿真,根据池火燃烧模型求解各个油罐着火状态与火场蔓延发展状况的仿真。该模型是网络拓扑模型,将油罐看为一个节点,油罐的燃烧有多个状态,其燃烧程度也随着时间的变化而变化。油罐之间的边代表油罐之间的热辐射关系,计算时,边权关系计算油罐接受到的热辐射,从而对油罐蔓延情况进行判断。油罐罐区火焰蔓延模型有三个子模型构成：油罐燃烧模型、燃烧热辐射模型、蔓延判断与估计模型。其中,油罐燃烧模型是对油罐燃烧状态的估计和计算,并对燃烧产生的热辐射进行求解,前者是通过基于SVM进行建模求解,后者根据池火燃烧的物理学公式。燃烧热辐射模型是根据辐射拓扑关系和池火辐射物理模型构建的物理模型。蔓延判断与估计模型,解决油罐燃烧状态的判断、蔓延时间和蔓延状态估计。本文通过小尺寸的正庚烷燃烧实验对文章的模型进行研究和探讨。