泄漏后液体的扩散

如前所述,泄漏物质的特性多种多样,而且还受原有条件的强烈影响,但大多数物质从容器中泄漏出来后,都将发展成弥散的气团向周围空间扩散。对可燃气体如果遇到引火源会着火。这里仅讨论气团原形释放的开始形式,即液体泄漏后扩散、喷射扩散和绝热扩散。关于气团在大气中的扩散属环境保护范畴,在此不予考虑。

1  液体的扩散

液体泄漏后立即扩散到地面,一直流到低洼处或人工边界,如防火堤、岸墙等,形成液池。液体泄漏出来不断蒸发,当液体蒸发速度等于泄漏速度时,液化中的液体量将维持不变。
如果泄漏的液体是低挥发度的,则从液池中蒸发量较少,不易形成气团,对厂外人员没有危险;如果着火则形成池火灾;如果渗透进土壤,有可能对环境造成影响。如果泄漏的是挥发性液体或低温液体,泄漏后液体蒸发量大,大量蒸发在液池上面后会形成蒸气云,并扩散到厂外,对厂外人员有影响。

 A液池面积

如果泄漏的液体已达到人工边界,则液池面积即为人工边界围成的面积。如果泄漏的液体未达到人工边界,则可假设液体的泄漏点为中心呈扁圆柱形在光滑平面上扩散,这时液池半径r用下式计算:

(1)瞬时泄漏(泄漏时间不超过30s)时:

6-11瞬时泄漏的液池半径

 

(2)连续泄漏(泄漏持续10min以上)时:

6-12连续泄漏10分钟以上的液池半径

 

 

 

式中  r——液池半径,m;     m——泄漏的液体量,kg;     g——重力加速度,g=9.8m/s2;     t——泄漏时间,s。

B  蒸发量

液池内液体蒸发按其机理可分为闪蒸、热量蒸发和质量蒸发3种,下面分别介绍:

(1)闪蒸:过热液体泄漏后由于液体的自身热量而直接蒸发称为闪蒸。发生闪蒸时液体蒸发速度Q可由下式计算:

6-13闪蒸时液体蒸发速度

 

 

式中  Fv——直接蒸发的液体与液体总量的比例;
m——泄漏的液体总量,kg;
t——闪蒸时间,s。
(2)热量蒸发:当Fv<1或Qt<m时,则液体闪蒸不完全,有一部分液体在地面形成液池,并吸收地面热量而气化称为热量蒸发,其蒸发速度Q按下式计算:

6-14热量蒸发的蒸发速度

 

 

 

式中
A1——液池面积,m2;
To——环境温度,K;
Tb——液体沸点,K;
H——液体蒸发热,J/kg;
L——液池长度,m;
α——热扩散系数,m2/s,见表6-2所示;
K——导热系数,J/(m·K),如表6-2所示;

表6-2某些地面的热传递性质

 

 

 

 

 

 

t——蒸发时间,s;   Nu——努塞尔(Nusselt)数。
(3)质量蒸发:当地面传热停止时,热量蒸发终了,转而由液池表面之上气流运动使液体蒸发称为质量蒸发。其蒸发速度Q为:

6-15质量蒸发的蒸发速度

 

 

 

式中  
α——分子扩散系数,m2/s;     
Sh——舍伍德(Sherwood)数;     
A——液池面积,m2;     
L——液池长度,m;
ρ1——液体的密度,kg/m3。

Bookmark the permalink.

Comments are closed.