沸溢火灾是含水油品储罐在生产、储存过程中常见的一类事故。由于沸溢发生时辐射热量急剧增大,而经过长时间燃烧后喷溅出的油品会波及邻近的油罐造成二次灾害,所以,沸溢火灾被认为是油罐火灾中最严重的事故模式之一。沸溢事故一旦发生,将对人民生命和国家财产造成重大损失。然而,由于沸溢现象非常复杂,包含了燃烧、传热传质、湍流、相变和沸腾、蒸汽爆炸等多个方面的问题,目前,人们对沸溢火灾的机理尚未完全理解,有效地阻止沸溢火灾发生的对策措施亦不成熟。因此,了解沸溢火灾的特点和发生规律,在沸溢火灾发生前夕预报其发生,及时进行设备防护和人员撤离,这是在现有设备和技术条件下减少沸溢火灾损失的最佳途径之一。为此本文从以下几个方面进行了研究。通过对沸溢火灾的整个燃烧过程进行分析,可将过程分为三个基本过程:准稳定燃烧阶段、沸溢前兆期和沸溢发生阶段。因此,正确理解沸溢前兆现象的机理是探索沸溢发生的首要步骤。为此,本文开展了小尺度油罐火灾沸溢模拟试验,通过理论分析和数学推导,重点研究热区形成机理以及沸溢发生的条件,并探讨了油层深度、不同油品含水率等因素对沸溢火灾的影响。详细分析了沸溢火灾热波传播的规律,并研究了油品组分、含水率、液面高度和油罐开口面积对热波速度的影响。在油罐火灾的热平衡关系的基础上,推导了热层温度的计算公式。通过分析油水界面的传热特征,利用数学软件对试验数据进行处理,建立了沸溢发生时间的预测模型,并讨论了模型的计算误差。对油罐沸溢火灾进行了数值模拟。沸溢火灾是在开放环境下发生的有机可燃物质的剧烈燃烧,根据燃烧特点选择Fluent中湍流非预混燃烧k-ε-g模型进行模拟计算,并采用概率密度函数方法(PDF)对燃烧的产物组分和温度场进行模拟。采用离散坐标辐射(DO)模型和k-ε-g模型对流场和辐射进行模拟,并对油罐表面的热辐射和热流密度进行了模拟和计算。将模拟结果与实验结果进行了比较,两者基本吻合,并对存在差异的原因进行分析。结果表明,沸溢火灾的影响因素包括燃料类型、燃烧速度、液池大小、风速和储罐类型等。探讨了油罐火灾的模式,分析了沸溢火灾的热辐射量,并与稳定燃烧情况进