液體泄露模式及其計(jì)算(化工安全)

化工安全河南城建學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)第7章泄漏源及擴(kuò)散模式化工、石油化工火災(zāi)爆炸、人員中毒事故很多是由于物料的泄漏引起的。導(dǎo)致泄漏的原因可能是腐蝕、設(shè)備缺陷、材質(zhì)選擇不當(dāng)、機(jī)械穿孔、密封不良以及人為操作失誤等。第7章泄漏源及擴(kuò)散模式充分準(zhǔn)確判斷泄漏量的大小，掌握泄漏后有毒有害、易燃易爆物料的擴(kuò)散范圍，對(duì)明確現(xiàn)場(chǎng)救援與實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)控制處理非常重要。因泄漏而導(dǎo)致事故的危害很大程度上取決于有毒有害、易燃易爆物料的泄漏速度和泄漏量。泄漏速度快，則單位時(shí)間內(nèi)的泄漏量就大；泄漏速度慢，單位時(shí)間內(nèi)的泄漏量就小。第7章泄漏源及擴(kuò)散模式常壓下為液態(tài)的物料泄漏后四處流淌，同時(shí)蒸發(fā)為氣體擴(kuò)散；常溫下加壓壓縮、液化儲(chǔ)存的物料一旦泄漏至空氣中會(huì)迅速膨脹、氣化，迅速擴(kuò)散至大范圍空間，如液化石油氣、液氨、液氯的泄漏，顯然其危害范圍加大。第7章泄漏源及擴(kuò)散模式泄漏物質(zhì)的擴(kuò)散不僅由其物態(tài)、性質(zhì)所決定，又為當(dāng)時(shí)氣象條件、當(dāng)?shù)氐牡乇砬闆r所影響。第7章泄漏源及擴(kuò)散模式大面積泄漏大面積泄漏是指在短時(shí)間內(nèi)有大量的物料泄漏出來，儲(chǔ)罐的超壓爆炸就屬于大面積泄漏小孔泄漏

小孔泄漏是指物料通過小孔以非常慢的速率持續(xù)泄漏，上游的條件并不因此而立即受到影響；故通常假設(shè)上游壓力不變。7.1常見的泄漏源上圖顯示的是化工廠中常見的小孔泄漏的情況。對(duì)于這些泄漏，物質(zhì)從儲(chǔ)罐和管道上的孔洞和裂紋，以及法蘭、閥門和泵體的裂縫和嚴(yán)重破壞或斷裂的管道中泄漏出來。第7章泄漏源及擴(kuò)散模式圖中顯示物料的物理狀態(tài)是怎樣影響泄漏過程的對(duì)于存儲(chǔ)于儲(chǔ)罐內(nèi)的氣體或蒸汽，裂縫導(dǎo)致氣體或蒸汽泄漏出來。對(duì)于液體，儲(chǔ)罐內(nèi)液面以下的裂縫導(dǎo)致液體泄漏出來。第7章泄漏源及擴(kuò)散模式7.2液體經(jīng)小孔泄漏的源模式根據(jù)機(jī)械能守恒，液體流動(dòng)的不同能量形式遵守如下方程：式中：P是壓強(qiáng)，Pa是液體密度，kg/m3z是高于基準(zhǔn)面的高度，m；F是靜摩擦損失項(xiàng)，J/kg；是液體平均瞬時(shí)流速，m/sg是重力加速度，m/s2函數(shù)代表終止?fàn)顟B(tài)減去初始狀態(tài)Ws是軸功，J；m是質(zhì)量，kg；第7章泄漏源及擴(kuò)散模式②對(duì)于塞流，③對(duì)于湍流趨向于1.0取1.0是無量綱速率修正系數(shù)，其取值如下：①對(duì)于層流，取0.5第7章泄漏源及擴(kuò)散模式7.2液體經(jīng)小孔泄漏的源模式對(duì)于不可壓縮的液體：當(dāng)液體通過裂縫流出時(shí)，單元過程中的液體壓力轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。流動(dòng)著的液體與裂縫所在壁面之間的摩擦力將液體的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)為熱能，使液體的流速降低。第7章泄漏源及擴(kuò)散模式假設(shè)：表征壓力為PG，外部大氣壓為1ATM，則軸功為0；液位無變化，摩擦損失由流出系數(shù)C1來近似代替7.2液體經(jīng)小孔泄漏的源模式第7章泄漏源及擴(kuò)散模式7.2液體經(jīng)小孔泄漏的源模式定義新的流出系數(shù)：液體通過小孔泄露的質(zhì)量流率Qm為：第7章泄漏源及擴(kuò)散模式C0是從小孔中流出液體的雷諾數(shù)和小孔直徑的復(fù)雜函數(shù)。經(jīng)驗(yàn)取值：對(duì)于鋒利的小孔和雷諾數(shù)大于3000時(shí)，C0近似取0.61；對(duì)于圓滑的噴嘴，C0近似取1；對(duì)于與容器連接的短管，C0近似取0.81；當(dāng)流出系數(shù)不知道或不能確定時(shí)，C0取1.0以使計(jì)算結(jié)果最大化。7.2液體經(jīng)小孔泄漏的源模式液體通過小孔泄露的質(zhì)量流率Qm為：第7章泄漏源及擴(kuò)散模式下午1點(diǎn)，工廠的操作人員注意到輸送苯的管道中的壓力降低了。壓力被立即回復(fù)為690KPA。下午2:30，管道上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)直徑為6.35MM的小孔并立即進(jìn)行了修補(bǔ)。請(qǐng)估算流出來的苯的總質(zhì)量。苯的比重為0.8794。例7-1第7章泄漏源及擴(kuò)散模式