ГОСТ Р 12.3.047-98. Приложение И

Приложение И

(рекомендуемое)

МЕТОД РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ИСПАРЕНИЯ ГОРЮЧИХ НЕНАГРЕТЫХ ЖИДКОСТЕЙ И СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ

И. 1 Интенсивность испарения W, кг/(с· м2), определяют по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ, при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле1)

W = 10-6h Image988.gifpн, (И.1)

_______1) Формула применима при температуре подстилающей поверхности от минус 50 до плюс 40 °С.

где h коэффициент, принимаемый по таблице И.1 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

М — молярная масса, г/моль;

pн — давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tр, определяемое по справочным данным, кПа.

Таблица И.1

Скорость воздушного потока в помещении, м/с Значение коэффициента h при температуре t, ° С, воздуха в помещении
10 15 20 30 35
0,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
0,1 3,0 2,6 2,4 1,8 1,6
0,2 4,6 3,8 3,5 2,4 2,3
0,5 6,6 5,7 5,4 3,6 3,2
1,0 10,0 8,7 7,7 5,6 4,6

И.2 Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу паров испарившегося СУГ m СУГ, кг/м2, по формуле1)

Image989.gif, (И.2)

_______1) Формула применима при температуре подстилающей поверхности от минус 50 до плюс 40 °С.

где М — молярная масса СУГ, кг/моль;

Lисп — мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Тж, Дж/моль;

Т0 — начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, соответствующая расчетной температуре tp, К;

Тж — начальная температура СУГ, К;

l тв — коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, Вт/(м · К);

а — эффективный коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, равный 8,4· 10-8 м2/с;

t — текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;

Image990.gif число Рейнольдса (n — скорость воздушного потока, м/с; d — характерный размер пролива СУГ, м;

u в — кинематическая вязкость воздуха при расчетной температуре tр, м2/с);

l в — коэффициент теплопроводности воздуха при расчетной температуре tр , Вт/(м · К).

Примеры — Расчет параметров испарения горючих ненагретых жидкостей и сжиженных углеводородных газов

1 Определить массу паров ацетона, поступающих в объем помещения в результате аварийной разгерметизации аппарата.

Данные для расчета

В помещении с площадью пола 50 м2 установлен аппарат с ацетоном максимальным объемом Vaп = 3 м3. Ацетон поступает в аппарат самотеком по трубопроводу диаметром d = 0,05 м с расходом q, равным 2 · 10-3 м3/с. Длина участка напорного трубопровода от емкости до ручной задвижки l1 = 2 м. Длина участка отводящего трубопровода диаметром d = 0,05 м от емкости до ручной задвижки L2 равна 1 м. Скорость воздушного потока и в помещении при работающей общеобменной вентиляции равна 0,2 м/с. Температура воздуха в помещении tр=20 ° С. Плотность r ацетона при данной температуре равна 792 кг/м3. Давление насыщенных паров ацетона рa при tр равно 24,54 кПа.

Расчет

Объем ацетона, вышедшего из напорного трубопровода, Vн.т составляет

Image991.gifм3,

где t — расчетное время отключения трубопровода, равное 300 с (при ручном отключении).

Объем ацетона, вышедшего из отводящего трубопровода Vот составляет

Image992.gif

Объем ацетона, поступившего в помещение

Va = Vап + Vн.т + Vот = 3 + 6,04 · 10-1 + 1,96 · 10-3 = 6,600 м3.

Исходя из того, что 1 л ацетона разливается на 1 м2 площади пола, расчетная площадь испарения Sр = 3600 м2 ацетона превысит площадь пола помещения. Следовательно, за площадь испарения ацетона принимается площадь пола помещения, равная 50 м2.

Интенсивность испарения равна:

Wисп = 10-6 · 3,5 Image993.gif · 24,54 = 0,655 · 10-3 кг/(с · м2).

Масса паров ацетона, образующихся при аварийной разгерметизации аппарата т, кг, будет равна

т = 0,655 · 10-3 · 50 · 3600 = 117,9 кг.

2 Определить массу газообразного этилена, образующегося при испарении пролива сжиженного этилена в условиях аварийной разгерметизации резервуара.

Данные для расчета

Изотермический резервуар сжиженного этилена объемом Vи.р.э= 10000 м3 установлен в бетонном обваловании свободной площадью Sоб = 5184 м2 и высотой отбортовки Ноб= 2,2 м. Степень заполнения резервуара a = 0,95.

Ввод трубопровода подачи сжиженного этилена в резервуар выполнен сверху, а вывод отводящего трубопровода снизу.

Диаметр отводящего трубопровода dтp = 0,25 м. Длина участка трубопровода от резервуара до автоматической задвижки, вероятность отказа которой превышает 10-6 в год и не обеспечено резервирование ее элементов, L= 1 м. Максимальный расход сжиженного этилена в режиме выдачи Gж.э= 3,1944 кг/с. Плотность сжиженного этилена r ж.э при температуре эксплуатации Тэк = 169,5 К равна 568 кг/м3. Плотность газообразного этилена r г.э при Тэк равна 2,0204 кг/м3. Молярная масса сжиженного этилена Мж.э= 28 · 10-3 кг/моль. Мольная теплота испарения сжиженного этилена Lиcn при Тэк равна 1,344 · 104 Дж/моль. Температура бетона равна максимально возможной температуре воздуха в соответствующей климатической зоне Tб = 309 К. Коэффициент теплопроводности бетона l б=1,5Вт/(м· К). Коэффициент температуропроводности бетона а = 8,4 · 10-8 м2/с. Минимальная скорость воздушного потока u min = 0 м/с, а максимальная для данной климатической зоны u max = 5 м/с. Кинематическая вязкость воздуха n в при расчетной температуре воздуха для данной климатической зоны tр = 36 ° С равна 1,64 · 10-5 м2/с. Коэффициент теплопроводности воздуха l в при tр равен 2,74 · 10-2 Вт/(м · К).

Расчет

При разрушении изотермического резервуара объем сжиженного этилена составит

Image994.gifм3.

Свободный объем обвалования Vоб = 5184 · 2,2 = 11404,8 м3.

Ввиду того, что Vж.э < Vоб примем за площадь испарения Sисп свободную площадь обвалования Sоб, равную 5184 м2.

Тогда массу испарившегося этилена mи.э с площади пролива при скорости воздушного потока u = 5 м/с рассчитывают по формуле (И.2)

Image995.gif

Масса mи.э при u = 0 м/с составит 528039 кг.


ОТДЕЛ 1.4  ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ
мкр. ВНИИПО, д. 12, г. Балашиха, Московская обл., 143903
Тел. (495) 524-82-21, 521-83-70     тел./факс (495) 529-75-19
E-mail: nsis@pojtest.ru

Материалы сборника могут быть использованы только с разрешения ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ
© ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ, 2009  Все права защищены

Комментарии (0)

    Введите сумму 8 + 7