Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Расчет размеров взрывоопасных зон и избыточного давления взрыва ТВС при авариях с ЛВЖ




Читайте также:
  1. A. Расчетная часть
  2. III. Ограничение размеров ишемического поражения.
  3. IX. Обеспечение своевременных расчетов по полученным кредитам.
  4. LISA — что было до Большого взрыва?
  5. Pезюме результатов математических расчетов
  6. Solver options (Параметры расчета)
  7. V. Основы чрезвычайных ситуаций, вызванных авариями и катастрофами на пожаро- и взрывоопасных объектах экономики.
  8. V1: Анализ и расчет линейных цепей переменного тока
  9. V1: Анализ и расчет магнитных цепей
  10. V1: Основные определения и методы расчета линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока

3.2.1. Расчет размеров взрывоопасных зон при разгермектизации цистерны и проливе ЛВЖ.

Для расчета радиуса зоны используется формула /4/:

 

Хнкпр = 3,2 · К1/2 · [Рн / Снкпр]0,8 · [Мр/ (ρn · Рн)]0,33, м (3.9)

 

где К – коэффициент, принимаемый равным Т/14400;

Т – расчетная продолжительность поступления паров ЛВЖ в окружающее пространство (принимается равной времени полного испарения жидкости, но не более 14400 с по формуле (3.11));

Рн – давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;

Снкпр – нижний концентрационный предел распространения пламени, % (об);

Мр – масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 14400 с, кг;

ρn – плотность паров ЛВЖ, кг/м3.

3.2.2. Определение массы вещества в облаке ТВС при испарении ЛВЖ, а также параметров, входящих в формулу (3.9).

Масса испарившейся жидкости определяется по формуле:

 

Мр = Iр · T · Sр , кг (3.10)

 

где Iр – интенсивность испарения, (кг/см2);

Sр – площадь разлива, м2 (определяется по формулам, приведенным в разделе 3.3 Руководства).

Расчетная продолжительность поступления паров ЛВЖ в окружающее пространство определяется по формуле:

 

Т = М/( Iр · Sр) < 14400 с (3.11)

 

Интенсивность испарения определяется по формуле:

 

Iр = 10-6 · η · Мм0,5 · Рн (3.12)

 

где η – коэффициент, принимаемый по табл. 3.1;

Мм – молекулярная масса, кг/кмоль;

Рн – давление насыщенных паров, кПа.

 

Рн = 0,133 · 10 [А – (В/( СА + tр)] , кПа (3.13)

 

где А, В, /СА – константы уравнения Антуана, определяемые по Приложениям 14,15;

tр – расчетная температура воздуха 0 С.

Таблица 3.1

 

Скорость воздушного потока, м·с-1 Значение коэффициента η при температуре tв воздуха (0 С)
0,1 0,2 0,5 1,0 1,0 3,0 4,6 6.6 10,0 1,0 2,6 3,8 5,7 8,7 1,0 2,4 3,5 5,4 7,7 1,0 1,8 2,4 3,6 5,6 1,0 1,6 2,3 3,2 4,6

Плотность паров ЛВЖ определяется по формуле:

 

(3.14)

 

где V0 – мольный объем, равный 22,413 м3 кмоль-1.

Взрывоопасные концентрации паровоздушных смесей ЛВЖ над поверхностью пролитой жидкости образуются в том случае, когда расчетная температура воздуха меньше температуры вспышки паров ЛВЖ, значение которой приведено в Приложениях 14 и 15.



Расчет размеров взрывоопасных зон при разливе ЛВЖ проводится по формуле (3.9).

За начало отсчета взрывоопасной зоны принимаются внешние габаритные размеры цистерн, резервуаров, трубопроводов и т.п.

3.2.3. Определение радиусов зон избыточного давления при взрыве ТВС, образующейся при испарении ЛВЖ, проводится по следующим формулам /5/:

 

R1 = K1 · (0,45 · Mp)1/3 / [1 + (7066/ Mp)2]1/6, при Mp < 5 т. (3.15)

 

R1 = K1 · (0,45 · Mp)1/3, при Mp > 5 т. (3.16)

 

где R1 – радиус 1-го класса опасной зоны с заданным избыточным давлением на границе зоны, м (табл. П.3.1 в Приложении 3);

K1 – коэффициент взаимосвязи величины избыточного давления с радиусом опасной зоны (табл. П.3.1 в Приложении 3);

Mp – масса паров, испарившаяся с поверхности разлива ЛВЖ, кг.

Величину избыточного давления ΔP (кПа) при взрыве ТВС, образующихся при авариях цистерн с ЛВЖ определяется по формуле /4/:

 



ΔP = Ра · (0,8 · Мпр0,33/r + 3 · Мпр0,66/r2 + 5 · Мпр/r3) (3.17)

 

где Ра – атмосферное давление, кПа (101 кПа);

r – расстояние от геометрического центра облака ТВС, м;

Мпр – приведенная масса паров ЛВЖ, кг:

 

Мпр = (Qcr/Qо) · Мр · Kz , (3.18)

 

где Qcr – удельная теплота сгорания, кДж/кг (определяется по Приложениям 14 и 15);

Qо – константа, равная 4,52 · 103 кДж/кг;

Мр – масса паров ЛВЖ в окружающем пространстве, кг;

Kz – коэффициент участия горючего во взрыве, который допускается принимать равным 0,1.

3.2.4. Масса всего вещества пролитой ЛВЖ равна полному объему цистерны с учетом степени заполнения и определяется по формуле:

 

М = ρж · Vж · е, кг (3.19)

 

где ρж – плотность ЛВЖ, кг · м-3 (определяется по Приложению 12);

Vж – полная емкость цистерны, м3;

е – степень заполнения цистерны (принимается равной 0,85).

3.2.5. При разгерметизации запорной арматуры или образовании пробоин в нижней части цистерны масса пролитой ЛВЖ зависит от расхода жидкости через сливной прибор или образовавшуюся пробоину и времени ее истечения.

Расход ЛВЖ определяется по формуле:

 

G = 60 · υ· ρж · S0, кг · мин-1 (3.20)

 

где S0 – площадь сечения универсального сливного прибора или пробоины, м2;

υ – средняя скорость истечения ЛВЖ, м · с-1:

 

(3.21)

 

где μ – коэффициент расхода жидкости, учитывающей сужение струи и трение (принимается равным 0,3 для ЛВЖ);

g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м · с-2;

H- высота столба жидкости в цистерне (диаметр цистерны), м.

Полное время истечения ЛВЖ из цистерны согласно формулам (3.19) и (3.20) равно:



 

τ = М/G, мин.

 

3.2.6. Диаметр и площадь сечения сливного устройства равны 200 мм и 314 см2 соответственно. При частичной разгерметизации устройства они могут принимать меньшие значения.

Диаметры и площади сечений пробоин, образующихся при авариях, приведены в табл. П.7.7 и принимаются за расчетные, но они могут быть и других размеров в зависимости от сложившейся аварийной ситуации.

3.2.7. Расход ЛВЖ и время истечения из цистерны с полным объемом 61,2; 85,6; 140; 161,6 м3 (см. справочное пособие /44/) в зависимости от площади пробоин и сливного устройства приведены в таблице П.7.7 (Приложение 7).

Используя данные этой таблицы можно определить массу разлившейся ЛАЖ, площадь разлива, массу испарившейся жидкости и радиус взрывоопасной зоны в любой момент времени от начала аварии по формулам:

 

М (τ ) = G · τ (а)

 

где G = 60 · υ · ρж · S0 (определяется по формулам 3.19 и 3.20)

 

(b)

(c)

(d)

 

Приведенные формулы после перевода постоянных величин в их численные значения можно представить в упрощенном виде для расчета указанных параметров в зависимости от времени от начала аварии и до полного истечения нефтепродуктов из цистерн различной емкости и площади сечения пробоин и универсального сливного прибора.

К постоянным величинам, входящим в приведенные выше формулы (b), (c), (d), относятся ρж , f, Т и К.

Для каждого из видов нефтепродуктов значения величин Pн , Снкпр, ρж и Ip различны и определяются по справочным данным или расчетом.

Ниже приводятся значения постоянных величин для всех видов нефтепродуктов:

Ρж = 800 кг · м-3;

f = 5 м-1;

Т = 14400 с, при условии Т > 14400;

К = Т/14400 = 1.

С учетом приведенных постоянных величин формулы (b), (c) и (d) преобразуются к виду при τ < τист:

 

Sp (τ ) = (0,00625 · G) · τ (b1)

 

Mp(τ ) = (90 · Ip · G) · τ (c1)

 

 

Xнкпр = 14,13 · [(Pн / Снкпр)0,8 · (Ip · G/ ρп · Рн)0,33] · τ0,33 (d1)

 

3.2.8. Примеры расчетов по приведенным выше формулам изложены в Приложении 16 настоящего Руководства. Расход истекающей жидкости в табл. П.7.5 рассчитан при постоянной средней плотности для нефтепродуктов ρж, равной 800 кг · м-3. Погрешность в расчетах составляет не более 10% по отношению к истинным значениям плотности различных нефтепродуктов.

3.2.9. При частичной и полной разгерметизации сливного устройства происходит истечение, как правило, негорящих нефтепродуктов. При этом образуется зона взрывоопасной концентрации ТВС и при наличии источника зажигания возможен взрыв смеси паров ЛВЖ с воздухом в пределах указанной зоны.

3.2.10. При опрокидывании и соударении цистерн в момент аварий из образовавшихся пробоин происходит истечение воспламенившихся нефтепродуктов с распространением пламени по поверхности пролитой жидкости. При этом взрывоопасная зона ТВС не формируется.

 


Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 186; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.019 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты