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 М_а0, кг, мгновенно вовлекающуюся в облако для такого испарения, рассчитывают по формуле

, (Г.1)

где М_g- масса выброшенного СУГ, кг;

С_p.a- удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг·К);

L_g- удельная теплота парообразования СУГ, Дж/кг;

T_a- температура окружающего воздуха. К;

T_g- температура кипения СУГ при атмосферном давлении. К;

Х_w- массовая доля водяных паров в воздухе;

L_w- удельная теплота парообразования воды, Дж/кг.

 определяют из соотношения

, (Г.2)

где С_p.g- удельная теплоемкость СУГ, Дж/(кг·К).

Г.1.1.2. Принимают, что образовавшееся облако дрейфует по ветру со скоростью v_d= 0,6v_в(v_в- 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:

,

,

, (Г.3)

где М_а-масса воздуха в облаке, кг;

_а- плотность воздуха, кг/м³;

r- радиус облака, м;

а₁,а₂,а₃,а₄- коэффициенты (а₁= 0,7,а₂= 0,5,а₄= 1,07,а₃= 0,3 для классов устойчивости А - В (классы устойчивости даны по Паскуиллу,таблица Г.1); 0,24 - для С - В; 0,16 - дляE-F);

Ri- число Ричардсона, определяемое из соотношения;

h- высота облака, м;

Т- температура облака, К;

Т_gr- температура земной поверхности, К;

_g.a- плотность паровоздушного облака, кг/м³.

ТаблицаГ.1