Метод расчета размеров зон распространения облака горючих
газов и паров при аварии
Г.1 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), плотность которого больше плотности воздуха.
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 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 , кг, мгновенно вовлекающуюся в облако для такого испарения, рассчитывают по формуле
где - масса выброшенного СУГ, кг;
- удельная теплоемкость воздуха, Дж/кг·К);
- удельная теплота парообразования СУГ, Дж/кг;
- температура окружающего воздуха, К;
- температура кипения СУГ при атмосферном давлении, К;
- массовая доля водяных паров в воздухе;
- удельная теплота парообразования воды, Дж/кг.
определяют из соотношения
где - удельная теплоемкость СУГ, Дж/(кг·К).
Г.1.1.2 Принимают, что образовавшееся облако дрейфует по ветру со скоростью (
- 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: