Мгновенное испарение
Для расчета адиабаты Гюгонио ПД в области пересжатых и недосжатых режимов детонации, а также для определения параметров при отражении детонационных волн от более жестких преград, использовалась описанная выше система уравнений (6.31)-(6.33), (6.46)-(6.50). При этом задавался ряд значений давления Рмд < Р ^ Ротр где рмд — давление мгновенной детонации; ротр — давление отражения от жесткой стенки.
Оценим начальные параметры воздушной ударной волны при мгновенной детонации заряда ВВ. Для этого случая UH = 0 и, следовательно, уравнение (11.31) имеет следующий вид:
где с Н-, Рн — начальные скорость звука и давление в продуктах мгновенной детонации, с к, Рк — скорость звука и давление в точке сопряжения.
Уравнения энергии для случаев реальной и мгновенной детонации имеют вид
Из формулы (11.43) следует, что количество «остаточного тепла» в точке сопряжения при мгновенной детонации такое лее, что и при реальной детонации. Таким образом, для определения рк и г?к мы имеем систему уравнений, аналогичную (11.30):
Начальные параметры воздушных ударных волн при мгновенной детонации
Сопоставление данных табл. 11.5 и 11.2 показывает, что начальные параметры ударных волн в воздухе при мгновенной детонации существенно ниже, чем при реальной детонации. Это обстоятельство следует учитывать при расчетах, связанных с оценкой местного (бризантного) действия взрыва. Для оценки общего (фугасного) действия взрыва это менее существенно, поскольку, как показывают расчеты, уже на сравнительно небольших расстояниях от заряда происходит сглаживание полей мгновенной и реальной детонации.
Рассмотрим теперь возможности применения гипотезы мгновенной детонации для расчета начальных параметров ударной волны в воде (или какой-либо другой
Начальные параметры ударных волн в воде при мгновенной детонации зарядов
Из сопоставления данных табл. 11.8 и 11.6 видно, что начальные параметры ударных волн в воде, рассчитанные в предположении мгновенной детонации, ниже, чем при реальной детонации. Следовательно, при оценке местного действия взрыва в воде, так же как и в воздухе, применение гипотезы мгновенной детонации приводит к существенным ошибкам. Однако эту гипотезу можно использовать для оценки действия взрыва в дальней зоне.
где k — средний показатель адиабаты процесса расширения. Для типичных ВВ Q = 1 ккал/г, k = 5/4, итах ~ 11000м/сек. При гипотезе мгновенной детонации
При подаче жидкого этилена в систему полимеризации, температура в которой была около 20 °С, произошло мгновенное испарение этилена, температура кипения которого —103,9 °С, что привело к быстрому росту давления в аппарате и взрыву. Последствия аварии усугубились еще и тем, что в течение значительного периода в систему продолжал поступать этилен, так как вентили на этиленопроводе были обмерзшими и на их перекрытие было затрачено много времени.
При мгновенном парообразовании и диспергировании при раскрытии технологической аппаратуры на участках ниже уровня жидкости массовый выход ее в атмосферу больше; при этом мгновенное испарение и диспергирование будут протекать с внешней стороны в месте утечки. При разрывах жидкостных трубопроводов интенсивное испарение может происходить в самой трубе, что приводит к образованию двухфазного потока и снижению массовой скорости. Однако в любом случае скорость парообразования и эффективность диспергирования будут выше при раскрытии системы в области жидкой фазы по сравнению со случаями пробоя в области зоны над жидкостью.
мгновенное испарение легкокипящих углеводородов (С2—С+) в количестве около 20 400 т.
Интенсивность парообразования существенно увеличивается при разливах перегретых (относительно атмосферных условий) жидкостей. В зависимости от уровня перегрева на мгновенное испарение (при высвобождении внутренней энергии) будет накладываться испарение от теплопритока из окружающей среды.
Трагическим событием века могла стать'авария на железнодорожной станции Аннау (Туркмения, 1985). В составе грузового поезда, проходившего по железной дороге в жаркие дни, оказалось, как полагают, переполненная жидким хлором цистерна. В пути следования она нагрелась на солнце до температуры, при которой давление возросло до предела срабатывания предохранительного клапана, который также был неисправен. Утечка хлора через клапан продолжалась длительное время в пути следования поезда. Когда поезд с неисправной цистерной прибыл на станцию Аннау, там были пассажирские поезда. В районе станции создалась загазованность хлором, произошла паника среди пассажиров и населения. С большим трудом прибывшим на место аварии подразделениям гражданской обороны удалось установить заглушку на ответном фланце выходной части клапана. По сообщению очевидцев, установка заглушки производилась с большим риском, создавались условия, при которых мог произойти отрыв клапана по месту сварного соединения штуцера с оболочкой сосуда цистерны. При возможном отрыве штуцера могли произойти мгновенное испарение и выброс «15т хлора.
Вместо этого в горючую жидкость прогретый слой проникает со скоростью, значительно превышающей линейную скорость выгорания. Это явление иллюстрируется на рис. 5.6. Опасность возникает при пожарах, которыми охвачены крупные резервуары для хранения таких смесей, если прогретый слой проникнет на дно. резервуара и столкнется со слоем воды (которая почти всегда там имеется), то в таком случае может произойти мгновенное испарение воды, что вызовет выброс горячей горящей нефти; это явление называют вскипанием. О вероятных последствиях этого явления нетрудно догадаться [229], [416]. В . табл. 5.4 сопоставляются линейные скорости выгорания со скоростью проникания вниз прогретого слоя (иначе тепловой волны) для ряда нефтяных смесей.
Сосуды, работающие под давлением,— потенциальные источники возможных взрывов. В общем случае взрыв — это процесс освобождения большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени. В сосудах, работающих под давлением, имеет место частный случай взрыва — процесс быстрого освобождения энергии, происходящий в результате внезапного разрушения оболочки. При нарушении целостности оболочки вследствие резкого снижения давления происходит мгновенное испарение вещества, содержащегося в емкости, объем газа или пара быстро возрастает (при испарении воды в 700 раз), потенциальная энергия сжатой среды переходит в течение малого промежутка времени в кинетическую энергию осколков разрушенного сосуда и сжатого газа, а остатки сосуда подвергаются действию реактивной силы.
Наиболее опасной причиной резкого повышения давления в колонне может быть попадание в нее воды. Мгновенное испарение воды вызывает столь быстрое парообразование и повышение давления, что предохранительные клапаны, в силу своей инерционности, не успевают сработать, и может произойти раз-
Анализ гидродинамики мгновенного испарения включает в себя три аспекта, представляющих для нас значительный интерес. Таковыми являются: а) мгновенное испарение, сопряженное с полным разрушением сосуда под давлением; б) мгновенное испарение при утечке над уровнем жидкости в парожидкостной системе; в) мгновенное испарение при утечке ниже уровня жидкости в парожидкостной системе.
В промышленности есть ряд процессов, в которые мгновенное испарение входит как составная часть. Анализ и экспериментальные исследования этого процесса необходимы для технологических расчетов, которые включают расчеты котлов с быстрым разведением паров, систем однократной перегонки и однократного испарения. Автор не осведомлен о каких-либо работах, цель которых - дать всеобъемлющее рассмотрение явления мгновенного испарения, но ниже будут даны ссылки на соответствующие работы в конкретных областях.
5.5.2.3. МГНОВЕННОЕ ИСПАРЕНИЕ ПОСЛЕ ПОЛНОГО РАЗРУШЕНИЯ Под полным разрушением сосуда под давлением будем понимать его
 Читайте далее:
 Министерством электростанций
Министерством химического
Министерство энергетики
Максимальное избыточное
Многочисленные исследования
Многофазных замыканий
Многократного воздействия
Максимальное минимальное
Математической обработки
Моделирование эффективности технических
Модульных установок
Максимальное расстояние
Моногалоидных производных
Монтажных приспособлений
Монтажной организации
|
