对581起油库事故的统计分析,其中有近三分之一的事故源于火灾和爆炸,对油库建筑与设备造成严重损坏,甚至人员伤亡。本文在总结与分析国内外学者研究成果的基础上,依据细水雾机理、数值模拟和含有添加剂细水雾的研究现状,开展了实验与模拟研究。细水雾机理与实验研究。得出了雾滴粒径随压力增大而较小;细水雾在运动的过程中,颗粒与颗粒会发生碰撞并粘合到一起,成为粒径较大的颗粒,随着距离的增加,颗粒发生碰撞的概率将会逐渐增大,在2.0MPa压力下细水雾颗粒粒径分布主要集中在100~200μm范围内,在该区间内颗粒比例随着高度的降低而降低;雾化面积随压力增大出现先增大后减少的趋势;实验结果表明喷头在离火源1.5m高度下,喷头与喷头之间距离为2.5m时的灭火效果较佳。在实验机理研究的基础上,对不同压力条件下单相流与二相流细水雾喷头、含有NaCl溶液的细水雾以及水滴粒径等因素做出了实验与数值模拟研究,得出:实验条件下,2.0MPa压力下细水雾抑制原油火的效果最佳;含有氮气的双相流灭火系统灭火效果>不含有氮气的单相流灭火系统灭火效果>二相流喷头>单相流喷头;对添加剂溶液细水雾实验研究发现,体积分数为2%左右的NaCl溶液细水雾溶液其灭火效果最佳;对不同粒径与通量细水雾模拟研究发现,细水雾粒径为100μm、通量为5L/min最符合实际灭火需求。依据实验研究最佳工作压力、喷头间距、细水雾粒径、雾通量等实验结果,对10万m~3浮顶油罐密封圈数值模拟的热值、喷头数量、流量、粒径进行模拟参数设置。模拟结果表明:在该参数设置下,细水雾能有效降低密封圈内火源的热释放速率;其温度和火焰传播速度最终都能被抑制,密封圈内氧气与氮气浓度都最终降至一个较低的水平。基于前几章对细水雾抑制油池火实验研究,结合目前石油储罐火灾应急的主要措施,提出了原油储罐在四种火灾情况下添加细水雾与氮气防护措施主要的火灾应急处置技术。