МЕТОД РАСЧЕТА РАЗМЕРОВ ЗОН РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОБЛАКА ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ ПРИ АВАРИИ

Г.1. Сущность метода.

В настоящем приложении установлен порядок расчета изменения во времени концентрации газа в облаке при мгновенном выбросе и непрерывном истечении сжиженного углеводородного газа (СУГ), плотность которого больше плотности воздуха.

Г.1.1. Мгновенный выброс СУГ.

Г.1.1.1. Мгновенный выброс СУГ может происходить при повреждении резервуара или иного аппарата, в котором СУГ находится под давлением.

За счет внутренней энергии СУГ его массовая доля d мгновенно испаряется, образуя с капельками жидкости облако аэрозоля. За счет больших скоростей вихревых потоков происходит быстрое вовлечение в облако воздуха и быстрое испарение оставшейся части СУГ.

Массу воздуха М_{а 0}, кг, мгновенно вовлекающуюся в облако для такого испарения, рассчитывают по формуле

, (Г.1)

где М_g - масса выброшенного СУГ, кг;

С_p.a - удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг·К);

L_g - удельная теплота парообразования СУГ, Дж/кг;

T_a - температура окружающего воздуха. К;

T_g - температура кипения СУГ при атмосферном давлении. К;

Х_w - массовая доля водяных паров в воздухе;

L_w - удельная теплота парообразования воды, Дж/кг.

d определяют из соотношения

, (Г.2)

где С_p.g - удельная теплоемкость СУГ, Дж/(кг·К).

Г.1.1.2. Принимают, что образовавшееся облако дрейфует по ветру со скоростью v_d = 0,6 v_в (v_в - скорость ветра) и имеет в начальный момент форму цилиндра, высота которого равна его радиусу. С течением времени высота облака уменьшается, а радиус растет.

Изменение во времени радиуса, высоты облака и концентрации газа в нем в этой фазе (называемой фазой падения) определяется путем решения методом Рунге-Кутта (реализованным в виде стандартной программы на ЭВМ) системы обыкновенных дифференциальных уравнений:

,

,

, (Г.3)

где М_а - масса воздуха в облаке, кг;

r_а - плотность воздуха, кг/м³;

r - радиус облака, м;

а ₁, а ₂, а ₃, а ₄ - коэффициенты (а ₁ = 0,7, а ₂ = 0,5, а ₄ = 1,07, а ₃ = 0,3 для классов устойчивости А - В (классы устойчивости даны по Паскуиллу, таблица Г.1); 0,24 - для С - В; 0,16 - для E - F);

Ri - число Ричардсона, определяемое из соотношения ;

h - высота облака, м;

Т - температура облака, К;

Т_gr - температура земной поверхности, К;

r_g.a - плотность паровоздушного облака, кг/м³.

Таблица Г.1

Поиск по сайту: