Якщо апарат працює під надлишковим тиском, тоді

Швидкість витікання речовин

Для апаратів із рідинами швидкість витікання рідини через отвір у трубопроводі або корпусі апарата при постійному тиску визначають за формулою:

,

де g - прискорення сили тяжіння, ;

- приведений напір, під дією якого відбувається витікання рідини через отвір, м.

Рис.1. Витікання рідини при локальному пошкодженні апарату: а – при відсутності надлишкового тиску а апараті; б – при наявності надлишкового тиску в апараті; 1 – корпус апарату; 2 – горюча рідина; 3 – витратний трубопровід; 4 – живильна лінія; 5 – контрольно-запобіжні пристрої.

Якщо витікання відбувається з ємкості тільки під тиском стовпа рідини (самопливом), тоді

,

де Н - висота стовпа рідини, м.

,

де - надлишковий тиск середовища в апараті над поверхнею рідини, Па ( Па. Тут - абсолютний робочий тиск середовища в апараті, Па);

- густина рідини при робочій температурі, .

Швидкість витікання перегрітих парів і газів через отвір залежить від режиму витікання. Витікання газу або пари під тиском через отвір супроводжується їхнім політропічним розширенням і відбувається зі звуковою або дозвуковою швидкістю в залежності від тиску навколишнього середовища Р_с, куди відбувається витікання, і робочого тиску Р_р в апараті і визначається по такими формулами:

Швидкість витікання перегрітих парів і газів через отвір залежить від режиму витікання і визначається за такими формулами:

· для докритичного режиму витікання, коли Р_С > Р_КР:

;

· для критичного режиму витікання, коли Р_С £ Р_КР:

,

де: Р_С - тиск навколишнього середовища, в яке здійснюється витікання газів, Па (як правило, Р_С = Р_атм); Р_КР - критичний тиск, який визначається з виразу: ,

де: k - показник адіабати; значення k для різних парів і газів приведені в довідниках; R - газова стала.

Певну пожежну небезпеку являють собою апарати, що працюють під вакуумом. При локальних ушкодженнях таких апаратів відбувається підсмоктування повітря з наступним утворенням ВНК, що за певних умов можуть займатися.

Кількість повітря, що підсмоктується Q_П через нещільності і пошкодження в апаратах, які працюють під розрідженням, визначають за формулою:

,

де: a - коефіцієнт витрат повітря, рівний 0,7; Р_В - величина розрідження (вакууму), Па; чисельні значення величин розрідження Р_В і надлишкового тиску Р_С середовища в апараті пов’язані співвідношенням: Р_В + Р_С = 1× 10⁵ Па; t_P - температура середовища в апараті, ^оС; t - тривалість аварійного режиму, с; r_п - густина повітря, яке підсмоктується в апарат при температурі t_п, кг/м³; t_п - температура повітря, яке підсмоктується, ⁰С.

При повному руйнуванні вважають, що всі речовини виходять назовні, а також їх витікання продовжуватиметься з трубопроводів до моменту їх від’єднання.

Висновок: Таким чином, при локальних пошкодженнях технологічних апаратів кількість рідини, що виходить назовні, залежатиме від ряду чинників – перерізу отвору, густини речовини, тривалості витікання тощо.

Дата добавления: 2014-11-09