ПРИЛОЖЕНИЕ И. И.1. Интенсивность испарения W, кг/(с·м2), определяют по справочным и экспериментальным данным

(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 формуле ¹⁾

, (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;

р_н - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_p, определяемое по справочным данным, кПа.

Таблица И.1

И.2. Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу паров испарившегося СУГ m_СУГ, кг/м², по формуле ¹⁾

_____________

¹⁾ Формула применима при температуре подстилающей поверхности от минус 50 до плюс 40 °С.

, (И.2)

где М - молярная масса СУГ, кг/моль;

L_исп - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Т_ж, Дж/моль;

Т ₀ - начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, соответствующая расчетной температуре t_р, К;

Т_ж - 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;

Re = - число Рейнольдса (v - скорость воздушного потока, м/с; d - характерный размер пролива СУГ, м; u _в - кинематическая вязкость воздуха при расчетной температуре t_p, м²/с);

l_в - коэффициент теплопроводности воздуха при расчетной температуре t_p, 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 V_ап = 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 L ₁ = 2 м. Длина участка отводящего трубопровода диаметром d = 0,05 м от емкости до ручной задвижки L ₂ равна 1 м. Скорость воздушного потока u в помещении при работающей общеобменной вентиляции равна 0,2 м/с. Температура воздуха в помещении t_p =20 °С. Плотность r ацетона при данной температуре равна 792 кг/м³. Давление насыщенных паров ацетона при t_p равно 24,54 кПа.

Расчет.

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

,

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

Объем ацетона, вышедшего из отводящего трубопровода V_от составляет

Объем ацетона, поступившего в помещение

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

Интенсивность испарения равна:

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 V_и.р.э = 10000 м³ установлен в бетонном обваловании свободной площадью S_об = 5184 м² и высотой отбортовки Н_об = 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 d_тp = 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 G_ж.э = 3,1944 кг/с. Плотность сжиженного этилена r_ж.э при температуре эксплуатации Т_эк = 169,5 К равна 568 кг/м³. Плотность газообразного этилена r_г.э при Т_эк равна 2,0204 кг/м³. Молярная масса сжиженного этилена М_ж.э = 28·10^-3 кг/моль. Мольная теплота испарения сжиженного этилена L_исп при Т_эк равна 1,344·10⁴ Дж/моль. Температура бетона равна максимально возможной температуре воздуха в соответствующей климатической зоне T_б = 309 К. Коэффициент теплопроводности бетона l_б = 1,5 Вт/(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 v_в при расчетной температуре воздуха для данной климатической зоны t_p = 36 °С равна 1,64·10^-5 м²/с. Коэффициент теплопроводности воздуха l_в при t_p равен 2,74·10^-2 Вт/(м·К).

Расчет.

При разрушении изотермического резервуара объем сжиженного этилена составит

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

Ввиду того, что V_ж.э < V_об примем за площадь испарения S_исп свободную площадь обвалования S_об,равную 5184 м².

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

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

Поиск по сайту: