ГОСТ Р 12.3.047—2012
Приложение Г
Метод расчета размеров зон распространения
облака горючих газов и паров при аварии
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).
Г.1 Мгновенный выброс СУГ
Г.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 S мгновенно испаряется, образуя с капельками жидко
сти облако аэрозоля. За счет больших скоростей вихревых потоков происходит быстрое вовлечение в облако
воздуха и быстрое испарение оставшейся части СУГ.
Массу воздуха Мм . кг. мгновенно вовлекающуюся в облако для такого испарения, рассчитывают по формуле
где Мд — масса вьйрошенного СУГ. кг;
Сра — удельная теплоемкость воздуха. Дж/(кг К);
Lg — удельная теплота парообразования СУГ. Дж/кг:
Тл — температура окружающего воздуха. К:
Тд — температура кипения СУГ при атмосферном давлении. К;
Хм — массовая доля водяных паров в воздухе;
Ц, — удельная теплота парообразования воды. Дж/кг;
3 — массовая доля мгновенно испарившегося СУГ.
S определяют из соотношения
( 1 - Д ) - Ц , - ^
■в - С р а -<Га-Г,) + Х „ L„-
(Г.1)
5 = 1 - ехр
(Г-2)
где Ср9 — удельная теплоемкость СУГ. Дж/(кг • К).
Г.1.2 Принимают, что образовавшееся облако дрейфует по ветру со скоростью и,, = 0,6и„ (v„ — 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
<ШЛ2
- g - = лхг з2а3ивRi(Г.З)
d r( т г ) ’ Ср* ‘
(Т>
-
Т)
* я’ 2 •- 7‘)’333
df МаСра + МдСр д
«
"IРв-«J
Г
dr _
4
( 9* (/>9 а - Д,> Г
’
гдеМ. — масса воздуха в облаке, кг;
Ра
— плотность воздуха, кг/м3;
— радиус облака, м;
а,. а2. а3. а4 — коэффициенты (а, = 0.7. а2 = 0.5, а4= 1,07. а3 = 0.3 для классов устойчивости А—В (классы устойчи
вости даны по Паскуиллу, таблица Г.1); 0.24 — для С—В; 0,16 — для Е—F);
Ri— число Ричардсона, определяемое из соотношения
Ri = (5.88ft0*8д/(а\ V*)) {Рда _ Ра) / Ра;
h — высота облака, м;
Т — температура облака. К;
Тд, — температура земной поверхности. К;
Рда — плотность паровоздушного облака, кг/м3.
22