Добавил:

fench Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Предмет:

Химия

Файл:

Методика оценки последствий аварийных выбросов опасных веществ. Методика Токси. Редакция 3.1 проект [2005]

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

16.08.2013

Размер:

885 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 73 4 5 6 7 > Следующая >>>

−T

tкип

= min

кип

п ×

2∆Hкип

(46)

F′

µ 10−6 (5,83

+4,1u0эфф

04 )pн

u0эфф4

где F' — площадь поверхности пролива, принимается равной площади обвалования, а при отсутствии обвалования или незначительной массе выброса определяется по формуле

Qж +Qжтр

(qвыб −q4′

−q4′′)min t′,

qвыб

F′ =

0,05ρж

(47)

+(qвыб −q4′отс

Qжотс. тр

−q4′′отс )min tотс′

qотс

отс

выб

0,05ρж

t′ = min{tкип, tотс,

tликвид,

tисп′

(48)

′

′′

′

(49)

tотс = min{tкип

−t , tликвид

−t , tисп

−t },

Fконт — площадь контакта с твердой поверхностью, эта площадь включает как боковую поверхность обвалования, так и подстилающую поверхность; при проливе на неограниченную поверхность Fконт = F';

(qвыб

−q4′′)

Qж

+Qжтр

−q4′

′

qвыб

tисп

F µ10−6 (5,83 +4,1u0эфф

04 )pн

при проливе в обвалование

0,05ρж

′

tисп

при проливе на неограниченную поверхность;

µ10−6

(5,83 +4,1u0эфф04 )pн

(qвыб −q4′ −q4′′)tотс +(qвыботс −q4′отс −q4′′отс )

QHжотс. тр

′′

qотс

выб

при проливе в обвалование

tисп

µ10−6 (5,83 +4,1u0эфф

04 )pн

0,05ρж

′′

при проливе на неограниченную поверхность;

tисп

µ10−6

(5,83 +4,1u0эфф

04 )pн

q4ж = min{qвыб,

q4′ + q4′′ + F

µ10−6 (5,83 + 4,1u0эфф4ж )pн},

(50)

q′

Cp (T4 −Tкип +

T4 −Tкип

)

= q

1−exp

−

(51)

выб

2∆Hкип

q4′′

= min{q4′, qвыб −q4′},

(52)

q4отс. выб = min{qвыботс , q4′отс + q4′′отс + F µ10−6 (5,83 + 4,1u0эффотс4

. выб )pн},

(53)

2 1

q′

= qотс

Cp (T4 −Tкип +

T4 −Tкип

)

1−exp −

4отс

выб

2∆Hкип

q4′′отс = min{q4′отс, qвыботс

−q4′отс},

µ10−6 (5,83 +4,1u0эффг4 )pн +0,8S ×

γ+1

P γ

γ−1

×min

P4ρ4

−

P4ρ4γ

γ −1

γ +1

′

отс. выб

′

отс. выб

либо

< tотс ,

либо

> tотс

+tотс

+t4 +t4

+tотс

+t4

> Qж

иQж

тр

отс. тр

q4г

µ10−6 (5,83 +4,1u0эффг4 )pн +0,8S ×

= F

γ+1

×min

)ρ

н(

p (T )

−

γ −1

)

кип)

(T )

γ+1

γ−1

pн(T4 )ρн(pн(T4 ),

Tкип)γ

γ +1

′

отс. выб

, T4 >Tкип

+tотс

+t4

> tотс , QH тр

= QH отс. тр

′

отс. выб

> tотс , Q

тр = Q

, T4

≤Tкип,

+tотс

+t4

отс. тр

(54)

(55)

(56)

2 2

max

µ10−6 5,83p

+0,8S ×

γ+1

P γ

2 γ−1

×min

2 γ −1 P4ρ4

−

P4ρ4γ

γ +1

′

отс. выб

< tотс

′

отс. выб

> tотс

либо

+tотс

+t4

+tотс +t4 +t4

и QHжтр > QHжотс. тр

µ10−6 5,83pн +0,8S ×

q4ги = Smax

γ+1

p (T

)ρ

(T )

×min

−

γ −1

(

кип )

)

γ+1

pн (T4 )ρн (pн (T4 ),

Tкип )γ

γ−1

γ +1

(57)

′

отс. выб

> tотс,

+tотс +t4

+t4

и QH тр

= QH отс. тр , и T4 ≥Tкип

′

отс. выб

> tотс,

и Q

тр = Q

, и T4 =Tкип

0, t +tотс +t4

+t4

отс. тр

q4и = F

µ10−6 (5,83 + 4,1u0эффи4 )pн +5,83Smax

µ10−6 pн,

(58)

qе

= 5,83S

max

µ10−6 p ,

(59)

где Smax— эффективная

площадь

эмиссии

из

разгерметизированного

оборудования

(определяется с учетом максимальной площади свободной поверхности в

оборудовании Sобор).

}

max

= min

{

обор

ρeu

еS

(

µ 5,83 10−6

(60)

0эфф4

н )

Qж +Qж

тр

t4ж = min

−t′,

tотс −t′

выб

отс. выб

′

QH отс. тр

= min tликвид −tотс

−t4

−t ,

−tотс

qотс

выб

(61)

(62)

2 3

Qж

+Qжтр

′

qвыб

+min t ,

qвыб

tисп =

µ10−6 (5,83 +4,1u0эффг4 )pн

(63)

Qжотс. тр

отс

отс. выб

ж ж

отс. выб отс. выб

qвыб

+min tотс′

−Q4 −q4 t4

−q4

qвыботс

µ10−6 (5,83 +4,1u0эффг4 )pн

tисп— длительность испарения пролива после окончания истечения жидкого ОВ при условии, что продолжается истечение газовой фазы.

Если пролив происходит в обвалование, то площадь пролива F совпадет с площадью обвалования, в противном случае площадь пролива определяется по следующей формуле:

Qж

+Qжтр

′

qвыб

+min t

qвыб

F =

0,05ρж

(64)

Qжотс. тр

отс

отс. выб

ж ж

отс. выб отс. выб

qвыб

+min tотс′ ,

−Q4 −q4 t4

−q4

qвыботс

0,05ρж

отс. выб

′

− t

′

tmax

при tотс − t4

− t4

− tотс

> tmax

(T4

)

Qг

+ min

Qжотс ,

(

Qж −Qж

тр

1− exp −

−Tкип +

T4 −Tкип

2∆H

отс

{ тр

тр

)}

кип

q4г − F

µ 10−6 (5,83 + 4,1u0эффг4 )pн

отс. выб

′

+tотс − t4

− t4

− tотс − t

− tж − tотс. выб − t′

− t′≤ tг

при t

отс

max

отс. выб

′

+ t

′

tотс > t4

+ t4

+ tотс

= min

− exp

Cp (T4 −Tкип +

)

(

T4 −Tкип

Qг

Qж

−Qж

−

тр

отс

тр

)

2∆Hкип

q4г − F

µ 10−6 (5,83 + 4,1u0эффг4 )pн

отс. выб

′

+ t

′

tотс ≤ t4

+ t4

+ tотс

′

отс. выб

(65)

minsum(tликвид, t , tотс, t4

, t4

исп

2 4

(

Cp (T4

−Tкип +

T4 −Tкип

)

Qг +

Qж +Qж

−Qж −Qж

тр

−exp

−

тр

)

2∆Hкип

tmax =

(66)

q4г − F

µ 10−6

(5,83 + 4,1u0эфф

г4 )pн

ги

отс. выб

′

ги

tmax

при tотс −t4

−t4

−tотс

−t

−t4

> tmax

Qг

+min

Qж

отс ,

Qж

−Qжтр

1−exp −

Cp (T4 −Tкип +

T4 −Tкип

)

2∆Hкип

отс

{ тр

(

тр

}

)

q4г − F

µ 10−6 (5,83 +4,1u0эффг4 )pн

отс. выб

′

+t4

−t4

−tотс −t

−t4

−t

−tотс. выб −t

′

−t′

−tг

≤ tги

при t

отс

max

t4ги = min

отс. выб

′

tотс > t4

+t4

+tотс

+t4

Cp (T4 −Tкип +

−Tкип

)

Qг

(

Qж −Qж

тр

)

−exp −

отс

тр

2∆Hкип

−t4

− F

µ 10

−6

(

5,83

≤ t

4,1u0эфф4U )pн

отс. выб

+t′ +t′

отс

′

отс. выб

min sum(tликвид, t , tотс, t4

, t4

, t4 )

tmaxги

= tmaxг

−t4г ,

Qж

+Qж

тр

′

qвыб

+min

qвыб

t4и =

µ10−6 (5,83 +4,1u0эффи4 )

pн

отс

отс. выб

Qжотс. тр

отс. выб

г г

qвыб

+min tотс′ ,

−Q4 −q4 t4

−q4

−q4t4

qвыботс

µ10−6 (5,83 +4,1u0эффи4 )pн

(Qтрж −QHжтр +Qж

−QHж )

qе

Cp (T4 −Tкип

T4 −Tкип

)

ги

= min

1−exp

−

−t

2∆Hкип

′

отс. выб

ги

min sum (tликвид,

)

tотс,

t4 ,

t4 , t4

, t4

2 5

(67)

(68)

(69)

(70)

		Q4	, T4	>Tкип		Tп >Tкип
выб	ρкип				или
выб	ρкип	′′ ′			или		(71)
ρ4	=	Q4 −q4t					(71)

	0 в остальных случаях,

qж

ρ4

= ρкип

(72)

q4′ + F

µ10−6 (5,83 + 4,1u0эфф4ж )pн

отс. выб

q4отс. выб

ρ4

= ρкип

(73)

q4′отс + F

µ10−6 (5,83 +4,1u0эффотс4

. выб )pн

ρг4 = ρги4

= ρ4

(74)

где ρ4 =

R T4

ρи4

= ρе4 = ρкип,

(75)

При отсутствии данных о начальных размерах первичного облака рекомендуется для цилиндрического облака принимать радиус равным высоте:

R4 = H4 = 3	Q4	,	(76)
	2πρвыб4

При отсутствии данных о начальных размерах вторичных облаков, формирующихся при наличии пролива, рекомендуется для облаков принимать полуширину вторичного облака равной полуширине пролива:

Bж	= Bотс выб = Bг = Bи = 0,5 F ,					(77)
4	4	4	4
	H4ж = q4ж / (2u0эффж4 B4жρж4 ),					(78)
H4отс выб = q4отс выб / (2u0эффотс4				выбB4отс выбρотс4	выб ),	(79)
	H4г = q4г / (2u0эффг4 B4гρг4 ),					(80)
	H4и = q4и / (2u0эффи4 B4иρи4 ),					(81)

При отсутствии данных о начальных размерах вторичных облаков, формирующихся в отсутствие пролива, рекомендуется для прямоугольного сечения шлейфа принимать полуширину равной высоте.

H ги = Bги					qги
			=		4			,	(82)
			=		2ρгиu		ги	,	(82)
4	4				2ρгиu		ги
					4 0эфф4
H е = Bе					qе
		=		4			.		(83)
		=		2ρеu			.		(83)
4	4			2ρеu		е
					4 0эфф4

2 6

3.РАСЧЕТ ПОЛЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ И ТОКСОДОЗЫ

3.1.Для условий, в которых происходит выброс, определяются характерный размер шероховатости поверхности zпов, класс устойчивости атмосферы, характеристика профиля

ветра αв, масштаб Монина-Обухова LМО, скорость поверхностного трения u* , скорость подмешивания воздуха uподмверх и коэффициент дисперсии в поперечном направлении σy .

3.1.1. Для условий, в которых происходит выброс, определяется характерный размер

шероховатости zпов . Если характерный размер шероховатости не может быть задан исходя из реальных метеорологических условий с приведением соответствующих обоснований, то он задается согласно приложения 8 (Таблица 1).

ВНИМАНИЕ. Если в результате расчета окажется, что вертикальный размер облака с требуемыми характеристиками меньше, чем характерный размер шероховатости, то это означает, что результаты расчетов по данной методике можно рассматривать лишь в качестве оценочных.

3.1.2.Для условий, в которых происходит выброс, определяется класс устойчивости атмосферы. Если класс устойчивости не может быть задан исходя из реальных метеорологических условий с приведением соответствующих обоснований, то класс устойчивости задается с использованием приложения 8 (Таблица 2) в зависимости от скорости ветра и интенсивности теплового потока у поверхности (инсоляция и облачность).

Для расчета наихудшего варианта принимается класс устойчивости - F и скорость ветра - 1 м/с.

3.1.3.Для характерного размера шероховатости zпов , класса устойчивости и скорости

ветра u10 на высоте z10 определяется коэффициент αв согласно Приложения 8 (Таблица 3). ВНИМАНИЕ. При проведении расчетов первоначально следует выбирать α для высоты до 20 м (первое из значений в таблице 3 Приложения 8). Если в результате расчета окажется, что вертикальный размер облака с требуемыми характеристиками больше 20 м, то следует провести новый расчет с измененным αв: если выброс до 50 м или выше 50 м. 3.1.4. Для характерного размера шероховатости zпов и класса устойчивости

определяется масштаб Монина-Обухова LМО. LМО =∞ для нейтральной устойчивости атмосферы (класс D). Для остальных условий устойчивости атмосферы масштаб МонинаОбухова определяется по формуле (84) с использованием Приложения 8 (Таблица 4).

LМО = kL zповp

3.1.5. Определяется характерная скорость трения:

		u* =	k u10			,
		u* =	(ln ((z10 + zпов )/ zпов )−ϕ)			,
где ϕ - задается, исходя из класса устойчивости атмосферы, согласно (86).
2 ln((1+ a)		/ 2)+ln((1+ a2 )/ 2)− 2 arctg(a)+		π	; для классов устойчивости A, B, C
ϕ = 0; для класса устойчивости D				2
ϕ = 0; для класса устойчивости D
−6,9	z / L	; для классов устойчивости E, F,
	МО

(84)

(85)

(86)

2 7

где a = (1−22 z0 / LМО )1/ 4 .

3.1.6Скорость подмешивания воздуха в облако через верхнюю границу определяется

взависимости от характеристик облака (эффективной плотности ρэфф , эффективной

высоты Hэфф , эффективной температуры Tэфф и эффективной теплоемкости облака Cp ) по следующей формуле (87):

uверх	=	k ut	,	(87)
		Φ(Ri* )
подм

(1+0,8 Ri* )1/ 2

> 0

Φ(Ri* )

(1+αв )

(1−0,6 Ri* )−1/ 2

≤ 0

(1+αв )

= g

(ρэфф − ρвозд )

Hэфф

возд

1/3

здесь, ut = u*2 + (b w* )2 ,

b=0,2,

w* =

g Eпов

Hэфф

ρэфф Tэфф Cp

, Eпов

(88)

(89)

- тепловой поток в облако,

описываемый ниже (104).
3.1.7 Коэффициент дисперсии в поперечном направлении σy	определяется по
следующей формуле (90)с помощью Приложения 8 (Таблица 5):
σy (x)=δ x (1+γ x)−1/2	(90)
где γ=0,0001 м-1, δ =δ600 (tav / 600)

3.2. Для каждого из этапов выброса по сценарию i–му определяются поля концентрации и максимальная концентрация на оси x.

Для первичного облака концентрация и размеры облаков при их прохождении вычисляется по формулам (91) - (107).

3.2.1. Состояние первичного облака в каждый момент времени характеризуется следующими параметрами:

cцi , Szi , Syi , ri , Eэффi , xцi , Qжi .

Кроме того, облако характеризуется такими параметрами, как ρэффi (или Vэффi ) и

Tэффi .

Перечисленные выше параметры дополняются еще четырьмя параметрами, которые рассчитываются на основе введенных выше переменных:

Rэффi , Hэффi , uэффi , Qсуммi .

Rэффi	= ri		+0,5		π Syi	(91)
Hэффi		1		1	Szi
	=		Γ			(92)
		β		β

2 8

Γ (1+α

)/ β

Szi

αв

(93)

эффi

Γ[1/ β]

=π R2

эффi

(94)

суммi

эффi

Схема первичного облака и основные геометрические параметры изображены на рис. 10 Приложения 2.

3.2.2. Распределение концентрации в облаке описывается зависимостью:

ci0 (x, y, z,t)

= cцi exp

−

при

(x − xцi )2 + y2 < ri

(95)

(x − xцi )2

+ y2 −ri

(x − xцi )

ci0 (x, y, z,t) = cцi exp

−

exp

−

, при

+ y2 ≥ ri2

(96)

3.2.3 Для определения

пространственного

распределения концентрации,

описываемой в п. 3.2.2. с помощью параметров (п. 3.2.1) используются следующие уравнения.

Сохранение массы выброшенного вещества Qi

Q = c

π R

2 H

эффi

(97)

цi

эффi

Изменение массы облака Qсумi

верх

(98)

dt Qсумi

=π Rэффi

ρвозд uподм +2 π Rэффi Hэффi ρвозд γподм dt Rэффi

Гравитационное растекание облака

возд

= uэффi

g Hэффi 1−

(99)

Rэффi

= CE

эффi

Боковое рассеяние выброса за счет атмосферной диффузии

uэффi

1/2

(ri +1/ 2 π

1/2

Syi )

Syi

(2 /π )

σy , при ri>0

(100)

Syi

или

Syi (x)= 21/2 σy (x + xt ), при ri=0

(101)

Сохранение энергии в облаке Еэфф i

верх

(102)

dt E'эффi = π

Rэффi

ρвозд uподм eвозд + 2 π Rэффi H эффi

ρвозд γподм dt Rэффi

eвозд +π

Rэффi

Eповi

Способ расчета удельного теплового потока от подстилающей поверхности в

облако Eповi

приведен в разделе 3.2.4 (104).

Положение центра облака xцi

= uэффi

(103)

dt xцi

2 9

Величины ρэффi (Vэффi ) Tэффi , используемые в вышеприведенных формулах, а также величина Qжi вычисляются согласно подходу, изложенному в Приложении 9.

3.2.4 Определение удельного потока энергии в облако от поверхности земли

max

, E

пов естi

пов вынуждi

пов расс

эффi

Eповi

(104)

, T

≤T

пов расс

эффi

пов вынуждi

Eпов вынуждi =1.22

ρэффi Cpi

(Tпов расс −Tэффi )

(105)

u10

Cpi =

((Qi

−Qжi ) Cp газ +Qжi Cp +(Qсуммi

−Qжi ) Cpвозд )

(106)

Qсуммi

−3

(Tповрас −Tэффi )2 2/3

1/3

Eпов естi = 3.5 10

(g )

0.5 (Tпов рас +Tэффi )

(107)

Для длительных выбросов концентрация и размеры облаков при их прохождении вычисляется по формулам (113) - (125).

3.2.5. Дрейф вторичного облака рассматривается для следующих шести стадий аварии (см. Приложение 3):

истечение жидкой фазы до отсечения аварийного участка; истечение жидкой фазы из аварийного участка после его отсечения (для

сценария 4); истечение газа при наличии пролива жидкой фазы и испарение с пролива;

истечение газа из разрушенного оборудования при отсутствии пролива жидкой фазы;

испарение с пролива при отсутствии истечения жидкости или газа из разрушенного оборудования;

испарение из емкости при отсутствии пролива.

Для каждой из этих стадий рассчитывается свое вторичное облако. При расчете

каждой из этих стадий задается свой расход опасного вещества в шлейфе qil :

qiж, qiотс. выб., qiг, qiги, qiи, qiе ,

свой начальный размер облака (полуширина Bil и высота Hil )

Biж, Biотс. выб., Biг, Biги, Biи, Biе и Hiж, Hiотс. выб., Hiг, Hiги, Hiи, Hiе.

Ранее эти величины для разных сценариев были рассчитаны по формулам (3), (7)- (9), (11), (12), (18)-(20), (29)-(30), (36)-(40), (50), (53), (56)-(59).

Состояние вторичного облака в каждом поперечном сечении характеризуется следующими параметрами:

cцli ; Szli ; Syil ; bil ; Eэффli , xпli , xзli , qжli .

Кроме того, облако характеризуется такими параметрами, как ρэффli (Vэффli ) Tэффli .

3 0

<<< < Предыдущая 1 23 / 73 4 5 6 7 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Химия

#
16.08.20139 Мб44Мазор Л. Методы органического анализа М. Мир, 1986.djvu
#
16.08.20137 Мб53Малыгин Е.Н. и др. - Новые информационные технологии в открытом инженерном образовании [2003].pdf
#
16.08.201312 Мб68Марри Р., Греннер Д., Мейес П. - Биохимия человека (Том 1) (1993)(ru).djvu
#
16.08.201314 Мб67Марри Р., Греннер Д., Мейес П. - Биохимия человека (Том 2) (1993)(ru).djvu
#
16.08.201312 Мб39Менделеев Д.И. Растворы 1959.djvu
#
16.08.2013885 Кб96Методика оценки последствий аварийных выбросов опасных веществ. Методика Токси. Редакция 3.1 проект [2005].pdf
#
16.08.2013342 Кб76Методичка. - Тепловые расчеты (2003).pdf
#
16.08.20134 Кб26Методы исследования целлюлозы. Рига, Зинатне 1981.djvu
#
16.08.20137 Мб26Мидгли Д., Торренс К. - Потенциометрический анализ воды (1980).djvu
#
16.08.20133 Мб231Морозов И.В. и др. - Окислительно-восстановительные процессы (2003).pdf
#
16.08.201317 Мб37Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия М.Мир 1974.djvu