– уменьшение скорости движения при торможении струи м/с;

v – скорость распространения ударной волны м/с/

,

где: Е_ж – модуль упругости жидкости, Па;

Е – модуль упругости материала трубопровода, Па;

d – внутренний диаметр трубопровода, м;

– толщина стенки трубы.

.

.

Приращение давления на 0,484 МПа сверх нормы может привести к повреждению трубопровода и истечению нефти.

Определим общее количество нефти, выходящей при полном разрушении резервуара, при подаче ее по двум трубопроводам, а также количество испарившейся нефти и объём, в котором при этом может образоваться горючая концентрация.

Объём резервуара V = 2000 м³ , степень заполнения Е = 0,9, температура 25°С, диаметр трубопроводов D _тр = 100 мм, расход насосов q ₁ = 2,5 м^{3 .} ч^-1 , q ₂ = 0,5 м^{3 .} ч^-1 . Время отключения трубопроводов принимается равным 120 с, время испарения разлившейся жидкости 1 ч, расстояние от аппарата до задвижек на трубопроводах 10 м; 1 л горючей жидкости разливается на 1 м² . Нефть находится в аппарате при атмосферном давлении.

1. Количество горючих веществ, выходящих наружу при полном разрушении аппарата, определяют по формуле :

G _п = G _ап + G ^/ _тр + G ^// _тр ,

где G _п – количество веществ, выходящих из системы при полном разрушении аппарата, кг; G _ап – количество веществ, выходящих из разрушенного аппарата, кг; G ^/ _тр , G ^// _тр – количество веществ, выходящих из трубопроводов (соответственно) до момента отключения и после закрытия задвижек или других запорных устройств, кг.

2. Для аппаратов с жидкостями определяется по формуле :

G _П,Ж = ( V _АП ^. Е + åq_{i , H} t + åL_{i ,тр} ^. f_{i ,тр} ) r _{t ,ж} ;

где V_ап – внутренний объём аппарата 2000 м³ (по условию); Е = 0,9 – степень заполнения аппарата (по условию); q_{i , H} – расходы насосов q ₁ = 2,5 м^{3 .} ч^-1 , q ₂ = 0,5 м^{3 .} ч^-1 (по условию); L_{i ,тр} , f_{i ,тр} – соответственно длина 10 м (по условию) и сечение участков трубопровода (м² ) (от аварийного аппарата до запорного устройства), из которого происходит истечение жидкости; r _{t ,ж} – плотность жидкости 840 кг ^. м^-3 ; t - время отключения трубопроводов 120 с = 0,033 ч (по условию).

G _П,Ж = (2000 ^. 0,9 + 2,5 ^. 0,033 + 0,5 ^. 0,033 + 10 ^. 0,00785) ^. 840 = 1512149 кг.

Здесь (по условию).

3. Количество испарившейся жидкости определяется по формуле:

m = WF_И t,

где W – интенсивность испарения кг ^. с^{-1 .} м^-2 ; F_И – площадь испарения, принимается, что 1 л разливается на 1 м² ; t = 1 ч =3600 с – время испарения .

Интенсивность испарения определяется по формуле :

где h = 1 коэффициент, принимаемый по табл. 3 в зависимости от скорости и температуры воздуш ного потока над поверхностью испарения; Р_н – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_р определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 1.4. кПа ; М = 57 кг/моль молярная масса.

Давление насыщенного пара определяем по формуле :

170,2 кПа.

Определяем интенсивность испарения:

W = 10^{-6 .} 1=187,2 ^. 10^{-5 кг.} с^{-1 .} м^-2 .

Определяем объем вылившейся нефти:

= 1800000 л.

Тогда количество испарившейся жидкости равно:

m = 187,2 ^. 10^{-5 .} 1800000 ^. 3600 = 12130560 кг.

Определяем объём взрывоопасной концентрации по формуле:

,

где j_н,г,без – нижний концентрационный предел воспламенения кг ^. м^-3 , определяется по формуле :

,

где V_t – молярный объём паров при рабочих условиях м^{3 .} кмоль^-1 ; определяется по формуле

,

где V_O = 22,4135 м^{3 .} кмоль^-1 – молярный объём паров при нормальных условиях; Т₀ = 273,15К – температура при нормальных физических условиях (t₀ = 0⁰ C); Т_р = 25⁰ С – рабочая температура (по условию); Р₀ = 101,325 кПа – давление при нормальных условиях; Р_общ – общее давление в системе (по условию нефть находится в аппарате при атмосферном давлении 101,325 кПа). Значит:

24,45м³ ;

Тогда:

кг ^. м^-3 ,

Следовательно, объём взрывоопасной концентрации составит:

м³ .

6. Анализ характерных технологических источников зажигания

6.1. Тепловое проявление механической энергии

При ремонте и эксплуатации технологического оборудования имеет место высечение искр при использовании искрящего инструмента. Размеры искр удара и трения, которые представляет собой раскаленную до свечения частичку металла, обычно не превышающую размера 0,5 мм, а их температура находится в пределах температуры плавления металла. Температура искр, образующихся при соударении металла, способных вступить в химическое взаимодействие друг с другом с выделением значительного количества тепла, и может превышать температуру плавления.