Пример расчета уровня взрывоопасности технологической системы «РВС – ЛВЖ»

Исходные данные.регион расположения терминала – порт «Кавказ»;

o географическая широта местности, ψ = 40 ^о;

o число безоблачных дней в июле, N_с.дн = 23;

o среднемесячная температура окружающего воздуха для июля, t_f = 17,6 ^оС;

o максимальная суточная амплитуда колебаний температуры окружающего воздуха для июля, Dt_f-mах = 37 ^oC;

o диаметр РВС, d_р = 10,4 м;

o высота РВС, h_р = 9,0 м;

o уровень взлива ЛВЖ в РВС, h_ж = 3,74 м;

o наименование хранимой ЛВЖ – авиационное топливо ТС-1;

o нижний температурный предел распространения пламени, t_нп = 25 ^оС;

o плотность ЛВЖ, ρ_ж = 702кг∙м^-3;

o коэффициент теплоотдачи в сложном лучисто-конвективном теплообмене от оболочки, ограничивающей газовое пространство резервуара, в окружающий воздух, α_w-f = 10,7 Вт∙м^-2∙К^-1;

o приведенный коэффициент теплоотдачи от оболочки, ограничивающей газовое пространство резервуара, к поверхностному слою ЛВЖ, α_п.w-ж = 0,73 Вт∙м^-2∙К^-1;

o коэффициент теплоотдачи излучением от оболочки, ограничивающей газовое пространство резервуара, к ЛВЖ, α_w-ж = 5,3 Вт∙м^-2∙К^-1);

o коэффициент теплоотдачи от паровоздушной смеси к поверхностному слою ЛВЖ, α_п-ж = 5,3 Вт∙м^-2∙К^-1;

o коэффициент теплопроводности ЛВЖ, λ_ж = 0,11 Вт∙м^-1∙К^-1.

Расчет.Максимальная среднемесячная температура окружающего воздуха

t_f-max = t_f + Dt_f-mах/2 = 17,6 + 37 / 2 = 36,1 ^oC.

Площадь зеркала испарения ЛВЖ в РВС

f_ж = π d_р²/4 = 3,14 · 10,4² / 4 = 84,9 м².

Площадь оболочки, ограничивающей газовое пространство РВС

f_об = f_ж + π d_р (h_р – h_ж) = 84,9 + 3,14 · 10,4 (9,0 – 3,74) = 256,7 м².

Усредненное значение расчетного склонения солнца для июля месяца

ξ = 22,7 sin (295 - 30 №_м) = 22,7 sin (295 - 30 · 7) = 22,6 ^о.

Площадь оболочки, м², ограничивающей газовое пространство РВС, на которую воздействует солнечная радиация:

f_л = d_р (h_р –h_ж ) sin (ψ – ξ) + f_ж cos (ψ – ξ) =

= 10,4 (9,0 – 3,74) sin (40 – ξ) + f_ж cos (ψ – 22,6) = 97,4 м².

Плотность падающего теплового потока от солнца на площадку, нормальную к направлению солнечных лучей

Вт м^-2.

Тепловая нагрузка на резервуар от солнечной радиации

q_л = ε_w q_с f _л /f_об. = 0,7 · 911,8 · 97,36 / 256,7 = 242,1 Вт м^-2.

Продолжительность светового дня в июле месяце

τ_дн = 11,9 + 5,7 sin (267 - 27 №_м) = 11,9 + 5,7 sin (267 – 27 · 7) = 17,4 ч.

Показатель температурного поля в поверхностном слое ЛВЖ

м^-1.

Максимальная температура поверхностного слоя ЛВЖ в резервуаре,

=

^оС.

Параметр

.

Так как

0 < θ < 1,

то определяем продолжительность существования взрывоопасной концентрации внутри резервуара. Значение arcsin θ вычисляют в радианах.

Уровень взрывоопасности технологической системы в июле

.