Как найти площадь разлива

Пример 3

Определить площадь разлива ЛВЖ, радиус
взрывоопасной зоны и избыточное давление
взрыва при частичной аварийной
разгерметизации сливного устройства
площадью S₀ = 78,5 см² (d = 100 мм)
стандартной цистерны с полным объемом
61,2 м³ и при проливе всего количества
бензина АИ93, находящегося в цистерне.

Исходные данные
Внутренний диаметр цистерны Д, м………………………….	2,8
Степень заполнения цистерны…………………………………	0,85
Расчетная температура воздуха tр, 0 C…………………………	28
Нижний концентрационный предел распространения пламени Снкпр , % (об)……………………………………………..	1,1
Константы уравнения Антуана: А = 5,14031 В = 695,019 СА = 223,220
Теплота сгорания Q сг , кДж · кг-1 ……………………………	43641
Температура вспышки tсвп , 0 C…………………………………	37
Молярная масса Мм , кг · кмоль-1………………………………	95,3

Решение:

3.1. Согласно п.3.2.5 настоящего Руководства
расход бензина, средняя скорость и
полное время истечения при частичной
аварийной разгерметизации сливного
устройства определяются по формулам
(3.20) и (3.21):

=
2,22 м · с^-1 ;

G = 60 · 2,22 · 800 · 0,00785 = 840 кг · мин^-1;

τ _ист = М/G = 42000/840 =
50 мин.

где: М – масса бензина в цистерне.

М = 800 · 61,2 · 0,85 = 42000 кг.

3.2. Согласно п.3.3.4 настоящего Руководства
площадь разлива бензина, находящегося
в цистерне, определяется по формуле
(3.24):

S_p = f · e · V_ж , м² = 5 ·
0,85 · 61,2 = 260 м² .

3.3. Рост площади разлива бензина в
зависимости от времени определяется
согласно п.3.2.7 Руководства по формуле
(b¹):

S_p (τ) = (0,00625 · 840) · τ
= 5,25 · τ,

где коэффициент 5,25 представляет собой
скорость роста площади разлива, м²
· мин^-1.

По формуле (b¹) можно определить
площадь разлива в любой момент времени
от начала аварии:

τ = 10 мин, S_p =
5,25 · 10 = 52,5 м²,

τ = 30 мин, S_p =
5,25 · 30 = 157,5 м²,

τ = 50 мин, S_p =
5,25 · 50 = 262,5 м².

3.4. Для расчета радиуса взрывоопасной
зоны по формуле (3.9) необходимо сначала
определить массу испарившейся жидкости
по формуле (3.10), интенсивность испарения
по формуле (3.12), давление насыщенных
паров ЛВЖ по формуле (3.13) и плотность
паров ЛВЖ при расчетной температуре по
формуле (3.14).

Расчет перечисленных параметров
проводится в следующей последовательности.

3.4.1. Определяется масса пролитой ЛВЖ по
формуле (3.19):

М(τ) = ρ_ж
· V_ж · е = 800 · 61,2 · 0,85 = 42000 кг.

Масса пролитой ЛВЖ в зависимости от
времени истечения определяется по
формуле:

М(τ) = G · τ,
где τ < τ_ист
.

В нашем примере G = 840 кг · мин^-1 ,
поэтому:

М(τ) = 240 · τ.

На 50-ой минуте масса пролитой ЛВЖ равна
массе, находящейся в цистерне:

М(τ) = 840 · 50 = 42000 кг.

3.4.2. Определяется давление насыщенных
паров бензина по формуле (3.13):

Р_н = 0,133 · 10 ^{[5,14031 – (695,019/( 223,220 +
28)]} = 0,133 · 10^2,37 = 31Б2 кПа.

3.4.3. Определяется интенсивность испарения
паров бензина при неподвижной среде по
формуле (3.12):

I_р = 10^-6 · 1 · 95,3^0,5 ·
31,2 = 3,05 · 10^-4 кг · с^-1 · м^-2
.

3.4.4. Определяется расчетная продолжительность
поступления паров бензина в окружающее
пространство с полной площади разлива
по формуле (3.11):

Т = М/( I_р – S_р) = 42000/(3,05 · 10^-4
· 260) = 531645 с >14400 с.

Принимаем расчетное время испарения Т
= 14400 с, К = 1.

3.4.5. Определяется масса паров, поступившая
в окружающее пространство с полной
поверхности пролитого бензина, по
формуле (3.10):

М_р = I_р · T · S_р = 3,05 ·
10^-4 · 14400 · 262,5 = 1150 кг.

3.4.6. Определяется плотность паров бензина
при расчетной температуре по формуле
(3.14):

=
3,86 кг · м^-3

3.4.7. Определяется радиус зоны загазованности
(взрывоопасной зоны) при полной
разгерметизации цистерны по формуле
(3.9):

Х_нкпр = 3,2 · К^0,5 · [Р_н /
С_нкпр]^0,8 · [М_р/ (ρ_n
· Р_н)]^0,33 =

3,2 · 1^0,5 · [31,2 / 1,1]^0,8 · [1150/ (3,86
· 31,2)]^0,33 = 3,2 · 1 · 14,53 · 2,1 = 98 м.

3.4.8. Масса паров бензина, поступающая в
окружающее пространство в зависимости
от времени истечения, определяется
согласно п.3.2.6 по формуле (c¹):

M_p(τ ) = (90 · I_p
· G) · τ = (90 · 3,05 · 10^-4
· 840) · τ = 23 · τ,

где коэффициент 23 представляет собой
скорость поступления паров бензина в
окружающее пространство, кг · мин^-1
.

По формуле (c¹) можно оперативно
рассчитать количество паров бензина,
поступивших в облако ТВС в любой момент
времени от начала аварии:

при τ = 10 мин. M_p = 23 ·
10 = 230 кг,

при τ = 30 мин. M_p = 23 ·
30 = 690 кг,

при τ = 50 мин. M_p = 23 ·
50 = 1150 кг.

На 50-ой минуте масса паров бензина
соответствует массе, поступившей в
облако ТВС, рассчитанной по формуле
(3.10) с полной поверхности пролитого
бензина.

3.4.9. Радиус зоны загазованности изменяется
во времени в зависимости от количества
паров бензина, поступивших в облако.

В зависимости от времени размер
взрывоопасной зоны определяется согласно
п.3.2.6 по формуле (d¹):

X_нкпр = 14,13 · [(31,2/1,1)^0,8 · (3,05
· 10^-4 · 840) ^0,33 ] · τ^0,33
=

= (14,13 · 14,53 · 0,131) · τ^0,33
= 27 · τ^0,33 ,

где коэффициент 27 представляет собой
скорость роста радиуса взрывоопасной
зоны, м · мин^-1.

По формуле (d¹) можно оперативно
рассчитать радиус взрывоопасной зоны
в любой момент времени от начала аварии:

при τ = 10 мин. X_нкпр =
27 · 10^0,33 = 58 м,

при τ = 30 мин. X_нкпр =
27 · 30^0,33 = 83 м,

при τ = 50 мин. X_нкпр =
27 · 50^0,33 = 98 м.

На 50-ой минуте радиус взрывоопасной
зоны соответствует размеру зоны при
проливе всего количества бензина,
рассчитанного по формуле (3.9) (см. п.3.4.7
настоящего раздела).

По приведенным выше формулам для данного
примера можно построить графики
зависимости рассмотренных параметров
от времени истечения бензина из цистерны:

S_р(τ ) = 5,25 · τ,
м²

M(τ ) = 840 · τ,
м

M_p(τ ) = 23 · τ,
кг

X_нкпр(τ ) = 27 ·
τ^0,33, м

3.4.10. По приведенной методике можно
рассчитать перечисленные выше параметры
обращающихся на объектах железнодорожного
транспорта ЛВЖ в цистернах существующих
моделей. Полученные расчетные данные
(графики) можно использовать в качестве
приложений к оперативным планам
ликвидации аварий и тушения пожаров.

3.5. Величина избыточного давления ΔP
при взрыве ТВС, образовавшихся в
результате аварии цистерны с бензином,
определяется по формулам (3.17) и 3.18) в
следующей последовательности.

3.5.1. Рассчитывается величина приведенной
массы паров бензина при проливе всего
количества бензина, находящегося в
цистерне:

М_пр = (Q_cr/Q_о) · М_р ·
K_z = (43641/4520) · 1150 · 0,1 = 1110 кг.

3.5.2. Определяется величина избыточного
давления на границе взрывоопасной зоны
(r – 98 м):

ΔP = 101 · (0,8 · 1110^0,33/98
+ 3 · 1110^0,66/98² + 5 · 1110/98³)
= 12,12 кПа.

Рассчитанные по формуле (3.17) величины
избыточного давления на различных
расстояниях от геометрического центра
облака приведены в приведенной ниже
таблице:

r, м	10	20	50	98	300
ΔP, кПа	952	189	33,3	12	3,00

3.6. Величина избыточного давления взрыва
на границе взрывоопасной зоны в начальной
стадии аварии или в любой момент времени
от ее начала рассчитывается в указанной
в п.3.5 настоящего примера последовательности,
но с учетом массы паров бензина,
поступивших в облако ТВС в заданное
время.

Например, при τ = 10 мин от
начала аварии:

M_p = 23 · 10 = 230 кг,

X_нкпр = 27 · 10^0,33 = 58 м,

M_пр = (43641/4520) · 230 · 0,1 = 223 кг,

ΔP = 101 · (0,8 · 223^0,33/58
+ 3 · 223^0,66/58² + 5 · 223/58³) =
12,1 кПа.

Величины избыточного давления взрыва
на 10-ой и 50-ой минутах от начала аварии
равны. Это объясняется тем, что радиус
зоны загазованности увеличивается
пропорционально расходу бензина из
сливного устройства, площади разлива
и массе поступающих паров ЛВЖ в окружающее
пространство.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Ликвидация разлива нефти

В понятие разлива нефти также входят выброс любых веществ в результате переработки нефти, аварии танкеров, а также аварии на скважинах, нефтяных платформах, буровых установках и т.п. Ликвидация последствий аварийного разлива нефти может занимать от нескольких дней до нескольких лет. Несвоевременное принятие мер по предупреждению разлива нефти, может привести к глобальным катастрофам.

По результатам исследований, выявлены следующие основные причины разлива нефти на российских предприятиях. На несанкционированную врезку приходится около 49 % аварий, 24 % приходится на повреждения, полученные в результате проведения земляных работ. Аварии по причине брака строительных работ составляют 8 %, 11 % составляют аварии по причине заводского брака. На коррозию приходится 5%, а на все остальные – 3%.

Основными методами по ликвидации аварийного разлива нефти являются:

1. Физико-химические (сорбция, промывка, дренирование).
2. Механические (сбор нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, выемка почв).
3. Биологические (фитомедиация, биоремедиация).

Сорбционная очистка воды является одним из самых эффективных. Главным преимуществом этого метода заключается в том, что очистка возможна практически до любой остаточной концентрации, также к его преимуществам можно отнести быстрота и управляемость процесса. Основными сорбентами, которые используют при ликвидации разлива нефти – торф, опилки, графит, лигнин. Биологические методы очистки считаются самыми экологически безопасными, так как способствуют систематических и аварийных разливов нефти до нормативных показателей. Одной из современных технологий является биокомпостирование. Данный метод основан на процессе разложения углеводородов специальной микрофлорой до воды, окиси углерода. Процесс биокомпостирования осуществляется на специальных площадках, оформляемых в грядах-буртах и состоящих из таких материалов, как опилки или торф. Высокая эффективность достигается за счет поддержания тепло-влажностного режима компоста, содержание кислорода и т.п. Весь процесс занимает 2 – 4 месяца. Существует три основных стадии ликвидация аварийного разлива нефти на воде:

«Разлив нефти. Определение площади разлива нефти» 👇

1. Установка ограждений, нефтеловушек, нефтеуловителей, которые препятствуют дальнейшему распространению нефти по поверхности почвы или воды.
2. Распыление сорбентов, которые способствуют естественному рассеиванию нефти и нефтепродуктов.
3. Механический сбор нефтепродуктов. Для организации этого процесса используют скимеры (специальные агрегаты для сбора нефти).

Ликвидация разливов на земле отличается от той, которую проводят на воде. Однако, если загрязнение является комплексным (пострадали вода и почва) используют универсальные схемы.

Расчет основных параметров разлива нефти

Площадь разлива нефти зависит от ряда условий: плотности нефти, вязкости нефти, ландшафтных условий места аварии, климатических условий и т.п. Например, объем нефтепродуктов при разрушении топливораздаточных колонок, переливе резервуаров из-за несрабатывания клапанов защиты, разрыве шланга топливораздаточных колонок, при сливе топлива самотеком и т.п. рассчитывается по формуле:

$Q_т = Q_o • T_a $

где, $Q¬_о$ – расход нефти в исправном нефтепроводе при работающих насосах; $Т_а$ – время остановки прокачки.

Объем нефтепродуктов, которые вылились после остановки прокачки находится по формуле:

$Q_{cт} = п • R^2 • L $

где, $п = 3,14$; $R$ – внутренний радиус поврежденного участка нефтепровода или шланга; $L$ – длина участка, на котором произошла авария.

В этом случае суммарный объем нефти и нефтепродуктов, попавших в окружающую среду, рассчитывается по формуле:

$Q_{сум} = Q_{т1} + Q_{ст}$

где $Q_{т1}$ – объем нефтепродуктов, которые вылились до остановки прокачки; $Q_{ст}$ – объем нефтепродуктов, которые вылились после остановки прокачки.

Тогда площадь разлива рассчитывается по формуле:

$S = Q_{сум} • К_{зр}$

где, $Q_{сум}$ – суммарный объем разлившихся нефтепродуктов; $К_{зр}$ – эмпирический коэффициент (табличное значение).

Еще одной формулой для определения площади разлива нефти может быть:

$S = f_p • V_ж ,$

где, $f_р$ – коэффициент разлития; $V_ж$ – объем нефтепродуктов, которые проливается при разгерметизации нефтепровода.

Коэффициент разлития зависит от свойств поверхности, на которой произошел разлив, а также от количества растворителей. В случае разлива нефти или нефтепродуктов из-за перелива из резервуара площадь может рассчитываться по формуле:

$S = f • X • Vh ,$

где, $f$ – коэффициент разлития; $Х$ – коэффициент использования резервуара; $Vh$ – номинальная вместимость резервуара.

Расчет категории помещения. Определение площади розлива ЛВЖ с учетом вязкости Количество просмотров – 9224 (ссылка на эту тему)

Maklyak Участник форумов Сейчас отсутствует При расчете категории помещения смесевой возникла проблема с расчетом площади розлива жидкости. В помещении находятся бочки 180 кг  с пигментом (пигмент – 1 %, Нитроцеллюлоза – 20 %, этилацетат – 70 %). Вязкость пасты 50 секунд по DIN4. Т.е. некорректно на мой взгляд будет брать площадь розлива  из расчета 1 л на 1 м2 площади. Но прямой зависимости площади розлива от вязкости я не нашла. Может кто-то сталкивался с расчетом площади розлива ЛВЖ с учетом вязкости. Эта же величина площади розлива ЛВЖ учитывается при моделировании опасных факторов пожара в программе, площадь поверхности разлившейся краски очень сильно влияет на время блокирования. Инженер (Великий Новгород, Россия)

Artchem Куратор подраздела “Химия, нефтехимия и топливная промышленность” Сейчас отсутствует Если Вы читали о розливе 1 л. на 1 м2, то не могли не заметить в этом же пункте что для вязких жидкостей считается розлив 1 л. на 0,5 м2 (при отсутствии справочных данных). п. А1.2г Приложения А СП 12.13130.2009 Впервые эти цифры появились в     СН 463-74 “Указания по определению категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности” по видимому на основании научных исследований и без изменений переписываются во всех последующих нормативах по категорированию. —– добавлено 15 Февраля 2017 года, 18:08 —– Если хочется наукообразия смотрите вложение. Это из книги Иванова Е.Н. “Пожарная защита открытых технологических установок”, первое что нашлось. Руководитель отдела реализации проектов (Санкт-Петербург, Россия)

Земский Куратор Сейчас отсутствует возникла проблема с расчетом площади розлива Имеется ещё один источник информации о площади растекания : бензина, керосина, дизтоплива, масла-это книгаХ.И Исхакова и др. “Пожарная безопасность автомобиля”, М. Транспорт, 1987г, 88с. Предлагается определять площадь растекания Sт по формуле: Sn=Sо Кs V,где Sо-Коэфф. растекаемости для бензина 17,2; для керосина 18,7; для дизтоплива 3,5; Ks-Коэфф., учитывающий материал поверхности( для бензина на бетоне 0,3; для керосина на бетоне 0,5; для дизтоплива на бетоне 0,5; для масла на бетоне 1,3.) V-объём жидкости (по-видимому в литрах, хотя указано к куб.м) Получается, что1л  бензина на бетоне разольётся на площади 1,75кв.м. а не на 1кв.м как рекомендовано в  СП12. Кандидат химических наук (Ногинск, Россия)

Андрей 37 Методика определения площади аварийного разлива нефтепродукта приведена в: 1.Рекомендациях по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории. Разработаны “ВНИИПИНЕФТЬ”и ВНИИПО, 1997. 2.Методике оценки последствий аварий на пожаровзрывоопасных объектах. –М.: МЧС Российской Федерации,1994. 3.Временном методическое руководство по оценке экологического риска деятельности нефтебаз и автозаправочных станций. Результаты расчетов по указанным методикам отличаются друг от друга и весьма существенно. ? (Санкт-Петербург, Россия)

Сейчас Вы – Гость на форумах «Проектант». Гости не могут писать сообщения и создавать новые темы.
Преодолейте несложную формальность – зарегистрируйтесь! И у Вас появится много больше возможностей на форумах «Проектант».