58
Метод устанавливает зависимость безопасной площади разгерметизации от объема оборудования или помещения и максимально допустимого давления внутри него, давления и температуры технологической среды, термодинамических и термокинетических параметров горючей смеси, условий истечения, степени турбулентности.
Т.2 Формулы для расчета безопасной площади разгерметизации технологического оборудования с газопаровыми смесями
Т.2.1 Безопасную площадь разгерметизации технологического оборудования с газопаровыми смесями определяют по следующим безразмерным критериальным соотношениям:
, (Т.1)
для сосудов, рассчитанных на максимальное относительное давление взрыва 1 <
? 2 (при одновременном выполнении условия pm > 2р') в знаменателе формулы (Т.1) сомножитель (
— 1) отсутствует, и
, (Т.2)
для сосудов, выдерживающих давление взрыва в диапазоне относительных значений 2 <
<
В формулах (Т.1) и (Т.2) приняты следующие обозначения (индексы i, и, е, т относятся соответственно к начальным параметрам, параметрам горючей смеси, характеристикам горения в замкнутом сосуде, максимальным допустимым значениям):
— относительное максимально допустимое давление в сосуде, которое не приводит к его деформации и (или) разрушению;
рm — абсолютное максимально допустимое давление внутри сосуда, которое не приводит к его деформации и (или) разрушению. Па;
рi — абсолютное начальное давление горючей смеси в аппарате, при котором происходит инициирование горения, Па;
р' — абсолютное давление в пространстве, в которое происходит истечение, в момент достижения максимального давления взрыва внутри аппарата (атмосфера, буферная емкость и т.п.), Па;
— относительное максимальное давление взрыва данной горючей смеси в замкнутом сосуде;
рe — абсолютное максимальное давление взрыва данной горючей смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении смеси рi, Па;
Еi — коэффициент расширения продуктов сгорания смеси;
χ — фактор турбулентности, представляющий собой в соответствии с принципом Гуи-Михельсона отношение действительной поверхности фронта пламени в аппарате к поверхности сферы, в которую можно собрать продукты сгорания, находящиеся в данный момент времени внутри сосуда.
Комплекс подобия W представляет собой с точностью до постоянного множителя произведение двух отношений — эффективной площади разгерметизации к внутренней поверхности сферического сосуда равного объема и скорости звука в исходной смеси к начальной нормальной скорости пламени:
, (Т.3)
где
— число «пи»;
μ — коэффициент расхода при истечении свежей смеси и (или) продуктов сгорания через устройство взрыворазрежения (предохранительная мембрана, клапан, разгерметизатор и т.п.);
F — площадь разгерметизации (сбросного сечения), м2;
V — максимальный внутренний объем сосуда, в котором возможно образование горючей