泄漏与扩散

泄漏与扩散本章学习目标?1.了解化工企业中的常见泄漏源。?2.熟悉液体、气体和蒸气泄漏的泄漏速率计算方法。?3.掌握液体闪蒸率及两相泄漏速率的计算方法。?4.掌握液体蒸发(沸腾)速率的计算方法。?5.熟悉扩散模式及扩散影响因素。?6.熟悉高斯模型及扩散系数的计算方法。?7.了解重气云扩散的计算方法。?8.了解释放动量和浮力对扩散行为的影响。第一节常见的泄漏源?泄漏机理可分为大面积泄漏和小孔泄漏。?大面积泄漏是指在短时间内有大量的物料泄漏出来,储罐的超压爆炸就属于大面积泄漏。?小孔泄漏是指物料通过小孔以非常慢的速率持续泄漏,上游的条件并不因此而立即受到影响,故通常假设上游压力不变。?如图3-1所示为化工厂中常见的小孔泄漏的情况。对于这些泄漏,物质从储罐和管道上的孔洞和裂纹以及法兰、阀门和泵体的裂缝或严重破坏、断裂的管道中泄漏出来。?如图3~2所示为物料的物理状态是怎样影响泄漏过程的。对于存储于储罐内的气体或蒸气,裂缝导致气体或蒸气泄漏出来,对于液体,储罐内液面以下的裂缝导致液体泄漏出来。?如果液体存储压力大于其大气环境下沸点所对应的压力,那么液面以下的裂缝,将导致泄漏的液体的一部分闪蒸为蒸气,由于液体的闪蒸,可能会形成小液滴或雾滴,并可能随风而扩散开来。液面以上的蒸气空间的裂缝能够导致蒸气流,或气液两相流的泄漏,这主要取决于物质的物理特性。第二节液体泄漏?一、通过孔洞泄漏?对于某过程单元(表压为pg)上的一个小孔,当液体通过其流出时,认为液体高度没有发生变化。若小孔的面积为A,液体的流速为则液体通过小孔泄漏的质量流量(流速)Qm为:gmpACAuQ??20??u第一节液体经小孔泄露的源模式泄露形式容器内流速忽略,不考虑摩擦损失和液位变化考虑到因惯性引起的截面收缩及摩擦引起的速度减小,引入孔流系数C0。C0=实际流量/理论流量