Внутреннее давление в цистерне
Цистерны считаются невентилируемыми и первоначально содержат один компонент, который находится в термодинамическом равновесии со своими собственными парами в свободном пространстве (ALOHA не допускает наличие резервуаров, содержащих другие газы в свободном пространстве). Для емкостей, содержащих жидкость, внутреннее давление определяется температурой в резервуаре и устанавливается равным давлению паров жидкости. Танки, содержащие только газ, имеют дополнительную степень свободы, поэтому пользователь должен определить начальную температуру и давление в баке.
Фаза истечения из цистерны
Для емкостей, содержащих сжатые газы, или жидкостей, хранимых ниже их точек кипения, фаза вытекающего потока легко определяется из места разрыва. Однако для резервуаров, содержащих перегретые жидкости, определение фазы выходящего потока может быть затруднено, когда разрыв происходит в пространстве над головой. Когда разрыв или пересечение свободного пространства резервуара, содержащего жидкость, хранящуюся выше его нормальной точки кипения, давление быстро освобождается, вызывая быстрое испарение жидкости. Этот процесс может привести к образованию пузырьков по всей жидкости (гомогенное зарождение). Если газовые пузырьки генерируются быстрее, чем они могут подняться и выйти из жидкости, объем жидкости может набухнуть и заполнить бак. Разрыв в свободном пространстве может затем выпустить двухфазную смесь газа и жидкости, что приведет к большому выбросу. В большинстве случаев ALOHA предполагает, что любой разрыв в пространстве над резервуаром, содержащим жидкость, хранящуюся выше ее точки кипения, будет набухать, чтобы заполнить резервуар равномерной пузырьковой двухфазной смесью. Однако в ALOHA есть два химических вещества, для которых используется более совершенная модель для прогнозирования набухания: аммиак и хлор.
|
|
|
Аммиак и хлор обрабатываются иначе, чем другие газы, сжиженные под давлением. Вместо того, чтобы предполагать, что разрыв в свободном пространстве всегда приводит к наполнению сосуда однородной двухфазной смесью, ALOHA использует расчет рассогласования пара. Метод DIERS (Fisher et al., 1992) сравнивает поверхностную скорость пара с потоком дрейфа, чтобы определить, набухает ли жидкость для наполнения сосуда. Поверхностная скорость пара определяется как скорость выделения объема, деленная на площадь поперечного сечения сосуда, и может быть истолкована как скорость, с которой пробка пара должна проходить вверх через цилиндр, чтобы соответствовать скорости выпуска выходного отверстия. Дрейфовый поток кипящей двухфазной текучей среды может быть интерпретирован как объемный поток газовых пузырьков в кипящей жидкости относительно средней скорости потока жидкости (в ALOHA жидкость аппроксимируется как стационарная). На поверхности двухфазной жидкости дрейфовый поток можно рассматривать как поток газа через поверхность.
|
|
|
Поток дрейфа является продуктом двух терминов: скоростью подъема пузыря, 
и неизмеренной поверхностной скоростью испарения, 
. Эти два термина содержатся в эмпирических исследованиях и принимают различные формы в зависимости от режима потока. По данным Люнг (Люнг 1994), большинство однокомпонентных жидкостей выявляют собой неспокойный поток (CT). Измерения подвижности аммиака, произведенные Фауске и ассоциированными, и передаваемые нам Карлин (Карлин 1994), предполагают, что аммиак полагается как CT жидкость. Наше предположение о том, что хлор, как КТ, основывается исключительно на ожиданиях Люнг и не основывается на эмпирических данных. Для потока CT, скорость подъема марки определяется как
Где
— поверхностное натяжение,
— плотность жидкой фазы,
— плотность газовой фазы,
g — ускорение гравитации.
Неизмеренная скорость поверхностного испарения зависит от средней полости 2-фазной жидкости и определяется как
|
|
|
Где
α— средняя доля пустот,
— параметр корреляции (= 1.0 для консервативной оценки).
Если поверхностная скорость испарения больше, чем поток дрейфа (U𝛙), то, как прогнозируется, 2-фазная жидкость будет расти. Поскольку поток дрейфа зависит от средней пористой фракции, он варьируется в зависимости от степени отека и изменения объема жидкости. Если в момент, когда жидкость заполняет судно, дрейфовый поток все еще меньше поверхностной скорости испарения, то прогнозируется 2-фазное вентиляционное отверстие. Поскольку материал теряется, средняя часть жидкости меняется, и когда поверхностная скорость испарения становится меньше, чем поток дрейфа, прогнозируется прекращение 2-фазной вентиляции. Как правило, небольшие утечки ведут к выпуску газа и более крупные утечки ведут к 2-фазной вентиляции.
DIERS подход, описанный выше, был разработан для вертикально ориентированных цилиндров постоянного поперечного сечения с точкой релиза в верхней части цилиндра. Гролмес и Фишер (Гролмес и Фишер 1994) рекомендуют в качестве приемлемой аппроксимации моделировать сферические и горизонтально-цилиндрические суда как вертикальные цилиндры эквивалентного объема и высоты. ALOHA учитывает суда, разрывы которых ниже верхнего края судна, моделирующие эти системы как вертикальные баллоны с высотой, равные высоте фактического порта выхода, и объем, равный объему фактического судна, расположенного ниже уровня порта выхода.
|
|
|
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 127; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!