И. 1 Интенсивность испарения W, кг/(с·м2), определяют по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ, при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле1)
W = 10-6 h 
pн, (И.1)
_______
1) Формула применима при температуре подстилающей поверхности от минус 50 до плюс 40 °С.
где h — коэффициент, принимаемый по таблице И.1 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;
М — молярная масса, г/моль;
pн — давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tр, определяемое по справочным данным, кПа.
Таблица И.1
| Скорость воздушного потока в помещении, | Значение коэффициента hпри температуре t, °С, воздуха в помещении | ||||
| м/с | |||||
| 0,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| 0,1 | 3,0 | 2,6 | 2,4 | 1,8 | 1,6 |
| 0,2 | 4,6 | 3,8 | 3,5 | 2,4 | 2,3 |
| 0,5 | 6,6 | 5,7 | 5,4 | 3,6 | 3,2 |
| 1,0 | 10,0 | 8,7 | 7,7 | 5,6 | 4,6 |
И.2 Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу паров испарившегося СУГ m СУГ, кг/м2, по формуле1)
, (И.2)
_______
1) Формула применима при температуре подстилающей поверхности от минус 50 до плюс 40 °С.
где М — молярная масса СУГ, кг/моль;
Lисп — мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Тж, Дж/моль;
Т0 — начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, соответствующая расчетной температуре tp, К;
Тж — начальная температура СУГ, К;
lтв — коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, Вт/(м · К);
а — эффективный коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, равный 8,4·10-8 м2/с;
t — текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;
число Рейнольдса (n— скорость воздушного потока, м/с; d — характерный размер пролива СУГ, м;
uв — кинематическая вязкость воздуха при расчетной температуре tр, м2/с);
lв — коэффициент теплопроводности воздуха при расчетной температуре tр, Вт/(м · К).
Примеры — Расчет параметров испарения горючих ненагретых жидкостей и сжиженных углеводородных газов
1 Определить массу паров ацетона, поступающих в объем помещения в результате аварийной разгерметизации аппарата.
Данные для расчета
В помещении с площадью пола 50 м2 установлен аппарат с ацетоном максимальным объемом Vaп = 3 м3. Ацетон поступает в аппарат самотеком по трубопроводу диаметром d = 0,05 м с расходом q, равным 2 · 10-3 м3/с. Длина участка напорного трубопровода от емкости до ручной задвижки l1 = 2 м. Длина участка отводящего трубопровода диаметром d = 0,05 м от емкости до ручной задвижки L2 равна 1 м. Скорость воздушного потока и в помещении при работающей общеобменной вентиляции равна 0,2 м/с. Температура воздуха в помещении tр=20 °С. Плотность r ацетона при данной температуре равна 792 кг/м3. Давление насыщенных паров ацетона рa при tр равно 24,54 кПа.
Расчет
Объем ацетона, вышедшего из напорного трубопровода, Vн.т составляет
м3,
где t — расчетное время отключения трубопровода, равное 300 с (при ручном отключении).
Объем ацетона, вышедшего из отводящего трубопровода V от составляет
Объем ацетона, поступившего в помещение
Va = Vап + Vн.т + Vот = 3 + 6,04 ·10-1 + 1,96 · 10-3 = 6,600 м3.
Исходя из того, что 1 л ацетона разливается на 1 м2 площади пола, расчетная площадь испарения Sр = 3600 м2 ацетона превысит площадь пола помещения. Следовательно, за площадь испарения ацетона принимается площадь пола помещения, равная 50 м2.
Интенсивность испарения равна:
Wисп = 10-6 · 3,5 
· 24,54 = 0,655 · 10-3 кг/(с · м2).
Масса паров ацетона, образующихся при аварийной разгерметизации аппарата т, кг, будет равна
т = 0,655 · 10-3 · 50 · 3600 = 117,9 кг.
2 Определить массу газообразного этилена, образующегося при испарении пролива сжиженного этилена в условиях аварийной разгерметизации резервуара.
Данные для расчета
Изотермический резервуар сжиженного этилена объемом Vи.р.э = 10000 м3 установлен в бетонном обваловании свободной площадью Sоб = 5184 м2 и высотой отбортовки Ноб = 2,2 м. Степень заполнения резервуара a = 0,95.
Ввод трубопровода подачи сжиженного этилена в резервуар выполнен сверху, а вывод отводящего трубопровода снизу.
Диаметр отводящего трубопровода dтp = 0,25 м. Длина участка трубопровода от резервуара до автоматической задвижки, вероятность отказа которой превышает 10-6 в год и не обеспечено резервирование ее элементов, L= 1 м. Максимальный расход сжиженного этилена в режиме выдачи Gж.э = 3,1944 кг/с. Плотность сжиженного этилена rж.э при температуре эксплуатации Тэк = 169,5 К равна 568 кг/м3. Плотность газообразного этилена rг.э при Тэк равна 2,0204 кг/м3. Молярная масса сжиженного этилена М ж.э = 28 · 10-3 кг/моль. Мольная теплота испарения сжиженного этилена Lиcn при Тэк равна 1,344 · 104 Дж/моль. Температура бетона равна максимально возможной температуре воздуха в соответствующей климатической зоне Tб = 309 К. Коэффициент теплопроводности бетона lб=1,5Вт/(м·К). Коэффициент температуропроводности бетона а = 8,4 · 10-8 м2/с. Минимальная скорость воздушного потока umin = 0 м/с, а максимальная для данной климатической зоны umax = 5 м/с. Кинематическая вязкость воздуха nв при расчетной температуре воздуха для данной климатической зоны tр = 36 °С равна 1,64 · 10-5 м2/с. Коэффициент теплопроводности воздуха lв при tр равен 2,74 · 10-2 Вт/(м · К).
Расчет
При разрушении изотермического резервуара объем сжиженного этилена составит
м3.
Свободный объем обвалования V об = 5184 · 2,2 = 11404,8 м3.
Ввиду того, что V ж.э < Vоб примем за площадь испарения Sисп свободную площадь обвалования Sоб, равную 5184 м2.
Тогда массу испарившегося этилена mи.э с площади пролива при скорости воздушного потока u = 5 м/с рассчитывают по формуле (И.2)
Масса mи.э при u = 0 м/с составит 528039 кг.
ПРИЛОЖЕНИЕ К
(рекомендуемое)