泄漏源与扩散模式

第六章泄漏源与扩散模式很多事故是由于物料的泄漏引起的。因泄漏而导致事故的危害，很大程度上取决于有毒有害，易燃易爆物料的泄漏速度和泄漏量。物料的物理状态在其泄漏至空气中后是否发生改变，对其危害围也有非常明显的影响，泄漏物质的扩散不仅由其物态、性质所决定，又为当时气象条件、当地的地表情况所影响。6.1 常见泄漏源泄漏源分为两类：一是小孔泄漏：通常为物料经较小的孔洞，长时间持续泄漏。如反应器、管道、阀门等出现小孔或密封失效；二是大面积泄漏：在短时间，经较大的孔洞泄漏大量物料。如管线断裂、爆破片爆裂等。为了能够预测和估算发生泄漏时的泄漏速度、泄漏量、泄漏时间等，建立如下泄漏源模型，描述物质的泄漏过程：1. 流体流动过程中液体经小孔泄漏的源模式；2. 储罐中液体经小孔泄漏的源模式；3. 液体经管道泄漏的源模式；4. 气体或蒸汽经小孔泄漏的源模式；5. 闪蒸液体的泄漏源模式；6. 易挥发液体蒸发的源模式。针对不同的工艺条件和泄漏源情况，应选用相应的泄漏源模式进行泄漏速度、泄漏量、泄漏时间的求取。6.2 流体流动过程中液体经小孔泄漏的源模式系统与外界无热交换，流体流动的不同能量形式遵守如下的机械能守恒方程： （6—1）式中： P—— 压力， Pa；ρ—— 流体密度， kg/m ３；α—— 动能校正因子，无因次；α≈1 U —— 流体平均速度， m/s； g —— 重力加速度， g =9.81 m/s2； z —— 高度， m； F —— 阻力损失， J/kg； Ws —— 轴功率， J； m —— 质量， kg。对于不可压缩流体，密度 ρ 恒为常数，有： （6—2）泄漏过程暂不考虑轴功率，Ws =0，则有： （6—3）液体在稳定的压力作用下，经薄壁小孔泄漏，如图 6.1 所示。容器的压力为 p1，小孔直径为 d，面积为 A，容器外为大气压力。此种情况，容器液体流速可以忽略，不考虑摩擦损失和液位变化，可得到：式中，Q 为单位时间流体流过任一截面的质量，称为质量流量，其单位为 kg/s。考虑到因惯性引起的截面收缩以与摩擦引起的速度减低，引入孔流系数 C0，则经小孔泄漏的实际质量流量为： kg /s （6—7） 式中： Q——质量流量，kg / s；A——泄漏孔面积，m2；C0——孔流系数；p1——容器的压力，Pa；ρ——流体密度，kg / m ３。C0的取值：1、薄壁小孔( 壁厚 ≤ d / 2 )， Re>105 C0=0.612、厚壁小孔( d / 2 < 壁厚≤ 4d )，或在孔处伸有一段短管(见图 6.3...