事故泄漏源模型研究与分析

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1、事故泄漏源模型研究与分析!潘旭海,蒋军成(南京工业大学机械工程学院,江苏南京!"###$)摘要:对事故泄漏发生发展的过程、机理及泄漏源形式进行了研究与分析。按泄漏源形式与特征的不同,将泄漏模型分为渗漏、泄漏和泄压元件泄放%种泄漏类型。依据泄漏动态过程、物质特性及泄漏机理等的不同,对每类泄漏源分别讨论了多种事故泄漏模式,对各种模式发生的条件、特征进行了细致的阐述,给出了各种模式下的泄漏源强量化模型。关键词:事故泄漏;源模型;临界流;两相泄漏中图分类号:&’#()文献标识码:*文章编号:"##+,+-%(+!##!)#",#"#-,#)在化工、石油化工及相关行业中,易燃、易漏后液体的蒸发扩散。

2、如环境温度决定了泄漏爆及有毒有害物质在生产、储存和运输过程中介质与环境的热交换程度和介质的过热程度,经常发生泄漏事故。事故的发生不仅会导致巨防液堤的存在与否决定了泄漏液体的蔓延程大的经济损失,而且还会造成严重的人员及环度,即决定了所形成液池的最大面积,它将直接境生态的毒性伤害和污染。更为严重的是可能影响蒸发速率。另外,环境温度对液池蒸发速会继而发生火灾或爆炸等次生灾害,使得灾害率也有一定影响。损失与破坏进一步加剧。开展事故泄漏过程和泄漏可分为大孔泄漏.*/(.012*3245642泄漏源模型研究,可以理论描述事故泄漏发生/272892)和有限孔泄漏:*/(:0;0521*3245642/2

3、<发展的动态过程,提供物质的泄漏速率、总泄漏["]。前者主要是指运输事故、超压爆72892)两种量及理化性态等许多有用的定量化信息,提供炸等原因造成存储容器或设备的大面积破裂,事故后果及严重度的事前分析,对于新工艺设在短时间内有大量介质泄漏出来;后者主要包计的评估、现有工艺过程的改造及过程系统的括安全阀的泄压排放,管道或容器上由于腐蚀安全性评价具有指导意义。或疲劳形成的裂纹或孔洞而导致泄漏,管道的断裂以及静密封技术本身所存在的问题等原因"泄漏动态过程导致的阀门、法兰、泵的渗漏等。泄漏介质的储存状态各种各样。如常压储!泄漏源模型存、加压储存、冷冻储存等,这些对泄漏机理都有很大的影响。对于气体

4、或蒸气,泄漏以喷射泄漏源模型根据泄漏源位置、形式与特征的形式进行。对于处于过热状态的液体,当泄漏不同,可将其分为密封元件的渗漏模型、储罐或管位置处于液相部分时,泄漏液体会发生部分闪道的泄漏模型和泄压元件的泄放模型%种类型。蒸;当泄漏位置处于气相空间时,会导致蒸气流!="渗漏模型或两相流,严重时会发生爆炸。建国以来化工系统所发生的重大泄漏事故对于液体泄漏和两相流泄漏,泄漏处的周案例[!],大部分是由于密封失效、密封件设计或围环境直接影响到泄漏时两相流的闪蒸率及泄安装不合理造成的。流体的密封通常是靠密封!收稿日期:!##",#),"$基金项目:国家自然科学基金重点项目资助(>?=!$$%)""

5、#)、教育部骨干教师资助计划项目万方数据作者简介:潘旭海("$++,),男,河南许昌人,博士研究生,研究方向为过程安全模拟与仿真。">&南京工业大学学报第#*卷!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!面间的相互紧密接触以增加流动阻力来实现的,式中:"%$%%%,"(%)#$%#%%#,)为常数。#"#"但由于不可能实现密封面间的完全吻合和密封(!)多孔介质模型件毛细孔的完全阻塞,流体就可能通过密封件与多孔介质模型认为非金属垫片可近似看作被密封件间的间隙或通过密封件本身内部的孔各向同性的多孔介质,其流道由多

6、个弯弯曲曲、隙渗漏[!]。根据流体的渗漏通道不同,可将渗漏半径大小不等的毛细管组成。气体通过多孔介模型分为平行圆板模型、三角沟槽模型和多孔介质可分为层流流动和分子流流动,其流率为层质模型!种。流流率和分子流流率之和。研究表明毛细管半(")平行圆板模型径"随垫片残余应力#的增大而减小,存在"$平行圆板模型将流体介质通过密封点处的泄(*#%+)的关系。这样就可以得到气体通过垫片漏简化为介质通过间隙高度为!,由内径""处流的泄漏率方程:至外径"处的定长、层流流动,其体积泄漏率为:#$(,&(!)#%+#%(%%%))(,&()(/&#%$#-#".#$!(%%%)!!&&!’(("&")(").

7、)"&#%+.(%%%)(*)$#"#"##"式中:!为介质粘度,%#,%"分别为垫片内、式中,,#、,.、+#、+.为常数,其值可由实外侧的压力。验得到,#+,为-.泄漏率,%-$(%#)%")&#,.(#)三角沟槽模型是气体相对分子质量,/为气体绝对温度。三角沟槽模型认为,在正常的密封情况下,#/#泄漏模型垫片与法兰面的间隙由许多三角沟槽所组成,物质存储形式的多种多样、漏源的大小、形设’为三角沟槽的深度,#为三角沟槽

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