重大危险源泄漏封堵技术.docx
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重大危险源泄漏封堵技术
重大危险源泄漏机理及泄漏状态研究()
重大危险源泄漏事故形式多种多样,机理非常复杂,特别是对于氯气、氨气与液化石油气等低沸点化学物质,为了贮存和运输的方便,通常以液化、高压、低温等形式存储于储罐等高压容器中,当储存容器发生失效时,有毒有害物质泄漏至大气中,会导致人员的中毒及环境的污染,如果发生火灾或爆炸事故后果则更严重,因此,对有毒有害易燃气体储罐泄漏机理和进行事故模拟研究对企业的安全生产和在事故条件下的应急救援有一定的指导意义,本论文的研究结论也将是安全环保部门掌握此类事故后果及其影响以及导致的环境污染状况的参考,也是解决事故处理和污染危害的重要依据,从环境保护、应急救援和工业安全的角度来说都有着现实的意义[20]。
()
本论文根据对重大泄漏事故的统计,对事故原因分析研究,主要总结了15种泄漏模式,根据泄漏模式的不同,然后选择适合的事故泄漏模型进行模拟计算,对液氯、液氨和液化石油气等储罐及管道泄漏后的泄漏率计算进行分析,目的就是为了得出应急处理处置的最佳区段,帮助企业安全部门优化配置应急救援资源,对建立应急救援系统、减少人员伤亡、减少财产损失具有一定的实际指导意义[21,22]。
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(1)设计方面的原因:
表现为所设计的管道密封结构或选用的管子和密封材料与所输送介质的压力、温度、性质或环境条件不相适应。
如果设计人员缺乏封堵技术和泄漏防治的知识,对管道泄漏如何预防考虑不周,将造成先天性的缺陷和难以修理的麻烦。
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(3)安装方面的原因:
管道安装的好坏,对泄漏与否有直接的影响。
在安装中必须遵守操作工艺规程,譬如拧紧螺栓必须按一定的次序进行。
螺纹装配要对中,聚四氟乙烯生料带缠绕要注意螺纹方向和圈数等。
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影响泄漏量的因素:
()
以`平面法兰的泄漏为例,来研究影响界面泄漏量的各种因素。
从流体力学的理论来看,流体在界面间隙中的流动,近似于平行平面间的流动,由于间隙小,泄漏速度不大,可按层流来考虑。
其泄漏量可用
(1)间隙的大小:
结合面间隙的大小是产生泄漏最主要的因素,由式(2-1)可见,泄漏量与间隙大小成三次方的比例关系,即间隙增大一佰,泄漏量就会增大七倍。
(2)内外的压差:
泄漏量与内外压力差成正比,内外压差越大,泄漏就越严重。
(3)介质的粘度:
设备泄漏量好与介质粘度成反比,粘度越小的介质,泄漏也越严重。
(4)密封的长度:
在填料密封中,填料长度越长,越不容易泄漏;在平面密封中,垫片宽度虽有一定影响,但不甚显著。
(5)环境的温度:
在一般情况下,温度升高时,液态介质粘度变小,气态介质分子运动加剧(转化为压力升高),都会使泄漏量增大。
(6)材料的性能:
密封材料的性能包括材料的致密性、回弹性、压缩性、柔软性、耐磨损、耐臭氧、耐老化.耐腐蚀抗介质浸蚀、抗辐照、耐高温或低温以及机械加工性能等。
这些性能决定了材料的适用范围,间接影响泄漏量的大小。
(7)轴与孔的偏心距:
在轴与孔配合处,偏心距的大小直接影响间隙的大小,偏心距越大,轴与孔配合处一侧的间隙越大,则介质泄漏量也越大。
(8)被密封介质的因素:
除了前述的粘度以外,液态介质的腐蚀件、浸润性、辐射性.导热性以及气态介质的分子大小等,都对管子本身和密封材料的耐用程度有影响,也间接影响泄漏量。
(9)振动和冲击:
振动和冲击能使金属管产生和扩展疲劳裂纹,使密封垫片松弛失效等,会导致泄漏和增大泄漏量。
总之,影响管道泄漏量的因素还很多。
但对某一类管网或管道的某一部位来说,哪个因素对其泄漏量影响最大,则要作具体分析。
例如,()
重大危险源泄漏机理研究
泄漏可分为大孔泄漏WAR(WideApertureRelease)和有限孔泄漏LAR(LimitedApertureRelease)[56]。
前者主要是指运输事故、超压爆炸等原因造成存储容器或设备的大面积破裂,在短时间内有大量介质泄漏出来;后者主要包括安全阀的泄压排放,管道或容器上由于腐蚀或疲劳形成的裂纹或孔洞而导致泄漏,管道的破裂以及密封结构本身所存在缺陷等原因导致的阀门、法兰、泵的渗漏等。
根据泄漏源位置、形式与特征的不同,可将危险源泄漏模型分为密封元件的渗漏模型、储罐泄漏模型、管道泄漏模型和泄压元件的泄漏模型等四种类型[43]。
建国以来化工系统所发生的重大泄漏事故案例,大部分是由于密封失效、密封件设计或安装不合理造成的。
流体的密封通常是靠密封面间的相互紧密接触以增加流动阻力来实现的,但由于不可能实现密封面间的完全吻合和密封件毛细孔的完全阻塞,流体就可能通过密封件与被密封件间的间隙或通过密封件本身内部的孔隙渗漏[21,57]。
根据流体的渗漏通道不同,可将渗漏模型分为平行圆板模型、三角沟槽模型、多孔介质模型和圆环间隙模型等四种[43]。
(1)平行圆板模型
平行圆板模型将流体介质通过密封点处的泄漏简化为介质通过间隙高度为,由内径处流至外径处的定长、层流流动,其体积泄漏率见式(2-2)[16,21]:
(2-2)
式中,为介质粘度,分别为垫片内外侧的压力。
(2)三角沟槽模型
三角沟槽模型是在正常的密封情况下,垫片与法兰面的间隙由许多三角沟槽所组成,设为三角沟槽的深度,为三角沟槽的底宽,为流道的长度(通常为垫片的宽度),为介质密度,则体积泄漏率见式(2
式中,,,为常数。
(3)多孔介质模型
多孔介质模型是非金属垫片可近似看作是各向同性的多孔介质,气体通过多孔介质可分为层流流动和分子流流动,其流率为层流流率和分子流流率之和。
研究表明细管半径随垫片残余应力的增大而减小,存在的关系。
这样就可以得到气体通过垫片的泄漏率(流率)方程,见式(2-5):
(2-5)
式中,、、、为常数,可由实验得到,为泄漏率,,是气体相对分子质量,为气体绝对温度。
(4)圆环间隙模型
作往复运动的轴与密封件之间的间隙可以看做轴对称的环形间隙。
设为环形间隙高度,为环隙的周向长度,为壁面运动速度,则体积泄漏率见式(2-6)[58-60]。
(2-6)
式中,为压力差对总流的贡献,称之为压力流;是由于运动表面引起的剪切流对总流的贡献,简称为剪切流。
危险源储罐的泄漏模型
储罐壁上的腐蚀、疲劳裂纹或孔洞是主要的泄漏通道,在碰撞、容器超压等非正常情况下极可能导致泄漏。
(1)气体泄漏
比如对于高压,低温的气体储罐,如果处于满装状态,罐内不存在气相空间,此时即使少许裂缝出现,由于少量液体的泄漏也会引起内压的迅速下降而处于过热状态,液体全部汽化,从而最终导致灾难性破裂。
如果储罐没有满装,当破裂处位于气相空间时,在破裂面积较大的情况下,高压蒸气通过裂缝或孔洞喷出,储罐内压急剧下降,直到环境的常温压力。
由于内压急剧下降,气液平衡遭到破坏,储罐内流体处于过热状态,过热状态的液体为了再次恢复平衡,内部会均匀地产生沸腾核,同时产生大量气泡,液体体积急剧膨胀,最终也导致蒸气爆炸。
对于以上两种情况,泄漏量可按存储介质瞬间全部泄漏计算。
若裂口面积不大,即使有蒸气喷出,但由于储罐内压下降不急剧,液体不会达到过热状态,因此不会发生蒸气爆炸。
气体或蒸气不同于液体,它属于可压缩流体。
当气体或蒸气以较高速度(>0.3)流动时,其在流动过程中的动能变化和物理性质的变化(尤其是密度的变化)就必须加以考虑。
对于节流泄放,气体或蒸汽的压缩能绝大部分用来克服摩擦阻力;而对于自由泄放,则绝大部分转化为动能[43]。
限于篇幅,这里只考虑较为简单的自由泄放模型。
据机械能守恒原理,得到气体或蒸气通过孔洞泄漏的泄漏率如公式(2-7)。
(2-7)
式中,为泄漏系数,为泄漏率(),为泄漏通道截面积(),为热容比,为理想气体常数,
(2-8)
其中,泄漏系数的确定直接影响气体泄漏速度的计算。
通常泄漏系数的取值范围在0.6~1.0之间[61]。
具体分类泄漏系数取值参考如表2-2所示。
对于常压气体储存,由于交通事故或系统超压导致储罐大面积开裂或超压爆炸,可认为气体瞬间全部泄放。
物质存储形式的多种多样、漏源的大小、形状、位置以及泄漏介质本身物理特性的同决定了泄漏形式的多样性和复杂性。
泄漏分析框图如图2-2所示。
影响危险源泄漏的因素主要有介质的相态(如,气态或液态)、储存条件(如,压力液化储存、冷冻液化储存、常态液体储存和常态气体储存)、弥散限制(如,泄漏源周围有无防液堤)和泄放形式(如,连续泄漏、瞬时泄漏和有限时间泄漏)[21,62]。
图2-2泄漏分析框图
Fig.2-2Leakageanalysisdiagram
(2)液体泄漏
对于低温高压液化储罐,当裂口处位于液相空间时,尽管液体流出并可能发生闪蒸,但由于液体的流出阻力大,内压下降速度缓慢,储罐内过热液体不会发生蒸气爆炸。
闪蒸所需能量来自于过热液体中所储存的能量,即,为过热液体的质量,是液体的热容,是降压前液体的温度,是降压后液体的沸点。
当远远小于液体的蒸发热时可认为泄漏的液体不会发生闪蒸,此时的瞬时泄漏率如下式(2-9)[63]。
(2-9)
式中,为泄漏处与液面之间的距离(),为重力加速度()。
当大于时,泄漏出来的液体发生完全闪蒸,此时应按气体泄漏处理。
当小于时,按两相流模型处理[64,65]。
(2-10)
式中,是两相混合物的平均密度(),是两相混合物在储罐内的压力(),是临界压力(),一般假设。
可由下式(2-11)求得[21]:
(2-12)
危险源管道泄漏模型
若腐蚀、疲劳裂纹出现在流体输送管道上或者由于碰撞等原因导致管道断裂,同样会引起流体的泄漏,具体可分为以下四种情况:
气体或蒸气沿管道泄漏;
气体或蒸气通过管道上的孔洞泄漏;
液体沿管道泄漏;
液体通过管道上的孔洞泄漏。
其中第二种情况与上述气体或蒸气通过容器壁上的孔洞泄漏相类似,第四种情况与液体通过容器壁上的孔洞泄漏类似,所以只说明三种情况。
(1)气体或蒸气沿管道泄漏
气体或蒸气沿管道流动可分为绝热流动和等温流动。
绝热流动适合于蒸气流快速流过绝热管道,而等温流动适合于流经保持恒温的非绝热管道。
真实的流动是介于两者之间的。
对于绝热流动,随着流体的向前流动,压力下降并转化为动能,流体流速不断增加。
气体或蒸气沿管道泄漏的质量流率按照式(2-13)计算[56]。
(2-13)
式中,为单位面积上的质量流率(),和分别为管道内压和发生泄漏处的环境压力(),和则分别表示管道内的温度和泄漏处的温度()。
对于等温流动,假设流体流速远远低于音速,其单位面积上的质量流率为下式(2-14)。
(2-14)
式中,为管道内任一点处的压力(),音速马赫数,为流体温度()。
(2)液体沿管道的泄漏
液体沿管道泄漏的驱动力主要是压力梯度,而液体与管壁之间的摩擦阻力则导致液体流速的下降、压力的降低以及热能的增加。
对于不可压缩液体,其在管道中的流动可由机械能守恒定律来描述,如公式(2-15):
(2-15)
为质量(),为重力加速度(),和分别为静摩擦损失项()和轴功()。
(3)液体通过管道上孔洞的泄漏
对于有限孔径的泄漏,可认为轴功为零,标高的变化也是可忽略的,泄漏中的摩擦损失可被泄漏系数,常数来近似代替[21,66]。
根据方程式(2-15)确定从孔洞中泄漏的液体的平均泄漏速率方程如式(2-16)。
(2-16)
式中,泄漏系数是从孔洞中泄漏出的流体的雷诺数和孔洞直径的复杂函数。
通常情况下,对于尖角型孔洞和雷诺数大于30000,泄漏系数取值0.61;对于较圆的泄漏通道,泄漏系数可近似取1;对于与容器连接的短管节(即长度与直径之比小于3),泄漏系数取值0.82;当泄漏系数不能确定时,可取值1.0,以使所计算的流量达到最大值。
危险源泄压元件的泄漏模型
泄压元件可分为三类,即安全阀、减压阀和安全减压阀。
其中,安全阀主要用于气体、蒸汽或蒸气的泄压系统,减压阀主要用于液体的泄压系统,而安全减压阀则用于液体和蒸气的泄压系统。
(1)安全阀泄漏模型
安全阀的作用是当压力容器内的压力超过其允许值时,安全阀能自动泄漏工作介质,使容器内压力降低到限定值,从而保证压力容器安全运行。
安全阀泄漏量可按式(2-17)计算:
(2-17)
式中,为安全阀泄漏量(),为气体特性系数,为安全阀最小排气截面积(),为气体在操作压力和温度下的压缩系数,为气体的摩尔质量(),为气体的温度(),为流量系数,与阀的结构有关。
上式表明,在容器操作条件下和不更换安全阀的情况下,安全阀的泄漏量随着容器内气体压力的增大而增大,但实际情况并非如此。
事实上,安全阀的泄漏量存在一个最大值,达到此值后容器内压力再升高也不会影响其泄漏量。
这种现象与气体或蒸气通过小孔泄漏相似[67]。
因此,安全阀的最大泄漏量可参考方程式(2-8)来计算。
(2)减压阀泄漏模型
减压阀泄漏同液体通过孔洞泄漏类似,因而其泄漏量可参照式(2-16)计算。
(3)安全减压阀泄漏模型
安全减压阀泄漏同两相流泄漏模型类似,其泄漏量可参照式(2-10)计算。
状态分析说明
1
存储状态
危险性介质是液相存储还是气相存储,从某种意义上初步决定了泄漏的基本形式。
2
存储条件
是加压液化储存、低温液化储存、还是常态储存,存储条件影响泄漏状态。
3
填充程度
对于加压或低温液化储存来说,存储容器填充程度至关重要,填充程度高,容器一旦出现裂纹或孔洞,将会导致容器内液化气体迅速闪蒸,最终可能导致容器超压爆炸;若容器填充程度低,则容器内液化气体是否闪蒸由裂纹或孔洞的具体位置和泄漏面积的大小决定。
4
泄漏位置
对于填充程度低的加压或低温储存,若泄漏源位于气相空间,容器内压有可能急剧下降,导致液体处于过热状态。
迅速发生闪蒸,引发超压爆炸,若泄漏源位于液相空间,则形成两相流泄漏或蒸气泄漏,具体由泄漏介质的存储状态和环境条件决定。
5
泄漏面积
有效泄漏面积的大小将直接影响泄漏速率。
6
流动限制
对液相或两相泄漏,泄漏后液体的流动是否受阻,即周围是否存在防液堤,这将决定液池面积,进而影响液池内液体的蒸发速率。
7
泄漏形式
瞬时泄漏、连续渗漏、连续泄漏。
泄漏形式的不同会直接影响到泄漏介质在空间和时间上的浓度分布泄漏物质本身的理化特性对泄漏也有一定影响。
以液氨储罐泄漏为例,液氨储罐破裂后的泄漏扩散,如果储罐的气相空间出现微小裂纹,泄漏面积远远小于液氨液面面积,泄漏以气体形式发生,由于氨的相对分子质量为17,密度小于空气的密度,扩散过程采用高斯模型进行模拟;当液氨储罐气相空间出现较大孔洞时(如灾难性破裂),由于闪蒸,液氨以微小雾滴的形式弥散于氨蒸气中,形成重气云团,此类扩散应采用重气扩散模型描述;当裂口面积与液氨液面面积之比处于上述两者之根据7种主要影响因素,泄漏后所形成的云团同样也夹带液氨雾滴,但云团密度的大小具有不确定性,要视裂口大小和当时的具体情况而定。
泄漏模式的机理分析
根据危险源的七种主要影响因素,结合1990年以来我国煤化工系统所发生的重大、典型泄漏事故的剖析,总结出15种泄漏模式[20,26],每种泄漏模式的产生机理、条件见表2-4。
表2-4泄漏模式及产生机理、条件表
Tab.2-4Leakagemodeandproducemechanism,conditionstable
序号
泄漏模式
产生机理
产生条件
1
高填充程度下加压液化气瞬时泄漏
内压迅速下降,液体处于过热状态,液体迅速汽化,容器灾难性破裂,在大气环境下迅速闪蒸为蒸气
容器壁上的微小裂纹
2
低填充程度下加压液化气气相空间小孔连续性气体泄漏
内压下降不剧烈,液体不处于过热状态,只是气相空间的蒸气泄漏
一般情况下,裂口的有效面积远小于容器内液体水平横截面积
3
低填充程度下加压液化气气相空间大孔瞬时泄漏
内压迅速下降,液体处于过热状态,内部均匀产生大量气泡,体积膨胀,发生蒸气爆炸;为了维持气液平衡,大量雾化液滴存在,形成重气云团
裂口面积较大,其面积与容器内液体水平横截面积之比大于0.01
4
低填充程度下加压液化气气相空间有限孔瞬时泄漏
泄漏后云团处于重气云团和非重气云团之间,视具体泄漏介质而定
面积之比介于上述两种模式之间
5
低填充程度下加压液化气液相空间完全闪蒸连续性气体泄漏
泄漏液体与外界环境接触,发生闪蒸
过热液体本身所储存的热量大于液体完全闪蒸,所需热量液体的过热程度相对较大
6
受限低填充程度下加压液化气液相空间部分闪蒸两相流泄漏
泄漏液体与外界环境接触,发生闪蒸;未闪蒸的液体形成液池;自由流动受限,液池最大面积一定
泄漏液体完全闪蒸所需热量大于过热液体本身储存的能量,液体的过热程度相对较小
7
不受限低填充程度下加压液化气液相空间部分闪蒸两相流泄漏
泄漏液体与外界环境接触,发生闪蒸;未闪蒸的液体形成液池;液体自由流动,最大液池面积根据最小液池厚度确定
泄漏液体完全闪蒸所需热量大于过热液体本身储存的能量
8
受限常态液体有限时间泄漏
液体的自由流动特性;自由流动受限,泄漏后所形成的液池最大面积一定
液体流动的驱动力逐渐减小至零。
储罐壁上由于腐蚀孔洞、裂纹造成液体在势能作用下泄漏,而随着液体的泄漏势能逐渐减小
9
不受限常态液体有限时间泄漏
液体的自由流动特性;泄漏后液体自由流动,最大液池面积根据最小液池厚度确定
液体流动的驱动力逐渐减小至零。
10
常态液体连续泄漏
密封面间不能完全吻合,密封件毛细孔不能完全阻塞
密封本身技术问题;密封失效;密封件两边压差大于额定压差。
密封失效造成液体连续渗漏
11
受限常态液体连续泄漏
液体的自由流动特性;自由流动受限,泄漏后所形成的液池最大面积一定
腐蚀孔洞、腐蚀或疲劳裂纹;碰撞、撞击造成容器、管道破裂或管线断裂。
12
不受限常态液体连续泄漏
液体的自由流动特性;泄漏后液体自由流动,最大液池面积根据最小液池厚度确定
输送常态液体的管线受外力打击或碰撞而断裂,大量液体沿管线泄漏
13
常态气体连续泄漏
气体的自由扩散特性
容器内部超压,容器瞬间粉碎性破裂
14
常态气体有限时间泄漏
气体的自由扩散特性
促使气体泄漏的驱动力逐渐或瞬间减小至零。
系统压力升高时,安全阀跳起,造成一段时间的泄漏,随着系统压力的下降,安全阀自动关闭
15
常态气体连续性泄漏
气体的自由扩散特性,密封面间不能完全吻合,密封件毛细孔不能完全阻塞
腐蚀孔洞、腐蚀或疲劳裂纹;碰撞、撞击造成容器、管道破裂或管线断裂
影响泄漏因素的很多,根据泄漏发生的机理,突出重点影响因素,总结了七种在泄漏事故中出现频率高的泄漏影响因素,并结合煤化工企业发生的重大、典型泄漏事故,总结出15种泄漏模式、产生机理及条件,对此类事故产生后采取应急封堵措施以及预防具有现实指导意义。
管道流体动力学模型分析
在煤化工建设中,为了扩大应用范围,需要对相应的管道进行相关的液流特性分析,在尽量结合实际工况的情况下,通过动力学分析方法,对管道中的流体特性进行分析,能够给实际的设计提供有效的分析数据。
通过计算流体动力学(ComputationalFluidDynamics,简称CFD)对其泄漏压力和泄漏流量进行分析,为封堵装置提供相应的性能参数[50]。
流体流动要受物理守恒定律的支配,基本的守恒定律包括;质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律。
如果流动包含有不同成分的混合或相互作用,系统还要遵守组分守恒定律。
如果流动处于湍流状态,系统还要遵守附加的湍流输运方程。
控制方程是这些守恒定律的数学描述。
本文主要对流体控制方程进行总体的论述。
(1)管道中的流体动力学基本控制方程
基本守恒方程包括质量守恒定律、动量守恒定律以及能量守恒定律,以下将对这三种定律进行简单的阐述[50,69]。
质量守恒方程
任何流动问题都必须满足质量守恒定律。
该定律可表述为:
单位时间内流体微元体中质量的增加,等于同一时间间隔内流入该微元体的净质量。
按照这一定律,可以得出质量守恒方程(也称连续性方程):
(2-18)
引入矢量符号:
,式(2-18)变为式(2-19)。
(2-19)
式中:
是密度(),是时间(秒),是速度矢量,是速度矢量在三方向的分量()。
式(2-18)、(2-19)是瞬态三维可压缩流体的质量守恒方程。
若流体不可压,密度为常数,则有式(2-20)。
(2-20)
若流动处于稳定状态,则密度不随时间变化,则有式(2-21).
(2-21)
动量守恒方程
动量守恒定律也是任何流动系统都必须满足的基本定律。
该定律可表述为:
微元体中流体的动量对时间的变化率等于外界作用在该微元体上的各种力之和。
该定律实际上是牛顿第二定律。
按照这一定律,可导出三方向的动量守恒方程,见式(2-22)~式(2-24)。
(2-22)
(2-23)
(2-24)
式中,是流体尾单元体上的压力();是因分子粘性作用而产生的作用在微元体上的粘性应力的分量();是微元体上的体力(),若体力只有重力,且轴垂直向上,则。
根据粘性应力的相关定义,带入粘性应力的相关定义式,则可以得到,对于流体微元体的动量方程见式(2-25)~(2-27):
(2-25)
(2-26)
(2-27)
式中,,是是动量守恒方程的广义源项,,,,而一般而言是小量,所以可以忽略。
能量守恒方程
能量守恒定律是包含有热交换的流动系统必须满足的基本定律。
该定律可表述为:
微元体中能量的增加率等于进入微元体的净热流量加上体力与面力对微元体所做的功。
该定律实际是热力学第一定律。
以温度为变量的能量守恒方程,见式(2-28)。
(2-28)
式(2-28)还可以改写为式(2-29):
(2-29)
其中,是比热容(),为温度(),为流体的传热系数,为流体的内热源及由于粘性作用流体机械能转换为热能的部分,有时简称为粘性耗散项()[70]。
(2)管道中的流体组分守恒方程
在一个特定系统中,可能存在质的交换,或者存在多种化学组分,每一种组分都需要遵守组分质量守恒定律。
对于确定的系统而言,组分质量守恒定律可表述为:
系统内某种化学组分质量对时间的变化率,等于通过系统界面净扩散流量与通过化学反应产生的该组分的生产率之和。
根据组分质量守恒定律,可写出组分质量守恒方程[50,71,72],见式(2-30)。
(2-30)
式中,为组分的体积浓度(),是该组分的质量浓度(),为组分的扩散系数(),为系统内部的单位时间内单位体积通过化学反应产生的该组分的质量,即生产率()。
上式左侧第一项、第二项、右侧第一项和第二项,分别称为时间的变化率、对流项、扩散项和反应项。
各组分质量守恒方程之和就是连续方程,因为,因此,如果共有个组分,那么只有个独立的组分守恒方程。
将组分守恒方程各项展开,式(2-30)可改成式(2-31)。
(2-31)
危险源管道泄漏状态分析方法
根据危险源的泄漏的情况,在实际中的泄漏情况大致可以分为:
管道、连接器、过滤器、阀门、压力容器或反应器、泵、压缩机、储罐、加压或冷冻气体容器等。
而本文主要针对管道的情况加以分析和说明。
管道泄漏的工况主要包括管道、法兰和接头,其典型的泄漏孔的尺寸分别取管径的20%~100%。
同时管道泄漏根据泄漏口形状的差异也会一定的变化。
当发生泄漏的设备的裂口是规则的,而且裂口尺寸及泄漏物质的有关热力学、物理化学性质及参数已知时,可根据流体力学中的有关方程式计算泄漏量。
当裂口不规则时,可采取等效尺寸代替;当遇到泄漏过程中压力变化等情况时,往往采用经验公式计算。
对于管道泄漏问题,以归结为薄壁小孔问题(小孔的通流长度与孔径之比时)。
其泄漏速度可用式(2-9)计算。
泄漏系数可结合表2-2计算。
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