氨气泄漏事故模拟计算

氨气泄漏事故模拟计算氨气气体从管道裂口泄漏的速度与其流动的状态有关。当下式(1)成立时，气体流动属音速流动；当下式(2)成立时，气体流动属亚音速流动。当下式成立时，气体流动属音速流动： (1)当下式成立时，气体流动属亚音速流动： (2)式中：P——容器内介质压力，Pa;P0——环境压力，Pa;k——气体的绝热指数，既定压比热容 Cp 与定容比热容 Cv 之比。气体呈音速流动，其泄漏量为： (3)气体呈亚音速流动，其泄漏量为： (4)式中： Q—气体泄漏速率，kg/s； Cd—气体泄漏系数，裂口形状为圆形取 1.00，三角形取 0.95，长方形取0.90； A—裂口面积，m2；M—气体相对分子量； T—气体的存储温度，K；R—气体常数(8.314 J/mol·K)； ρ—气体密度，kg/m3； Y—气体膨胀因子，可按下式(5)计算。Y= (5)1、推断气体的流动状态 查得，氨气的绝热指数k=1.32，P0=101kPa=101000Pa，P=2.2MPa=2200000Pa，根据(1)、(2)式判别，经计算： P0/p=101000/2200000=0.045 [2/(k/+1)]k(k-1)=[2/(1.32+1)]1.32(1.32-1)=0.542 符合 P0/p≤[2/(k/+1)]k(k-1)，即气体泄漏呈音速流动。 2、计算泄漏量 气体呈现音速流动，按(3)式计算泄漏量。各数据取值Cd=1.00，A=1.5×10-5m2，P=2200000 Pa，M=17.03，k=1.32，T=290.1 K，R=8.314 J/mol·K。将上述数据代入(3)式： Q=CdAP =1.09(kg/s) 常温常压下，氨气的密度 ρ=0.7714 kg/m3，于是 Q =1.09/0.7714=1.41 m3/s，连续泄漏量可按：Vg=Qt=1.41t(m3)进行计算。3、 损害范围的计算假设氨气以半球形向地面扩散，气体泄漏扩散半径为： 式中：C——氨气的危险浓度：吸入 5 min 的致死浓度是 0.5 %。计算吸入 5 min 致死的半径为： R=(1.41×5×60÷0.005)1/3=43.73(m)