ГОСТ Р 12.3.047-98; Страница 26

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 δ 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 Ма0, кг, мгновенно вовлекающуюся в облако для такого испарения, рассчитывают по формуле

Ма0 = ( l - δ) MgLg / ( Cp.a ( Ta - Tg ) + XwLw),                         (Г.1)

где Мg — масса выброшенного СУГ, кг;

Ср.a — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг·К);

Lg — удельная теплота парообразования СУГ, Дж/кг;

Ta — температура окружающего воздуха, К;

Тg  — температура кипения СУГ при атмосферном давлении, К;

Хw — массовая доля водяных паров в воздухе;

Lw — удельная теплота парообразования воды, Дж/кг.

δ определяют из соотношения

δ = 1 - ехр (- Сp.g (Ta - Tg) / Lg),                              (Г.2)

где Cp.g — удельная теплоемкость СУГ, Дж/(кг · К).

Г. 1.1.2 Принимают, что образовавшееся облако дрейфует по ветру со скоростью vd = 0,6νв (νв — 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:

dMa / dt = ρa π r2 a2 a3 νв Ri-1 + 2 ρa а1 (dr / dt) π r h,

dT / dt =((dMa / dt) Cp.a ( Ta - T ) + π r2 ( Tgr - T )1,333 ) / ( Ma Cp.a + Mg Cp.g ) ,              (Г.З)

dr / dt = a4 (gh (ρg.a - ρa) / ρg.a) 0,5,

где Ma — масса воздуха в облаке, кг;

ρa — плотность воздуха, кг/м3;

r — радиус облака, м;

а1, a2, a3, a4 — коэффициенты ( а1 = 0,7, а2 = 0,5, a4 = 1,07, a3 = 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

Ri = (5,88 h0,48 g / ( a32 νв2 )) ( ρg.a - ρa ) / ρa ;

h — высота облака, м;

Т— температура облака. К;

Тgr — температура земной поверхности. К;

ρg.a  — плотность паровоздушного облака, кг/м3.

Таблица Г.1— Классы устойчивости атмосферы по Паскуиллу