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两相流状态的确定和泄压尺寸

张贴者 The 福斯克Team 上08.29.13

Dr. Hans Fauske, D.Sc., Regent Advisor, 福斯克&Associates,LLC(FAI)

可以降低对容器两相流态的一级评估及其对泄压尺寸的影响,从而确定所讨论的系统是否表现出泡沫行为。非反应性和反应性系统均是如此,需要在与泄压排放过程和压力相符的条件下进行评估。

与经常争论的降压技术相反,简单的 确定在低(近大气压)和较高压力释放条件下的主导状态特征的方法是图1中所示的ARSST流态检测器(Fauske,2000)。

图1

图1:非泡沫和泡沫行为的图示

在发生火灾时,流动状态表征和泄压尺寸的重要性在图3中进行了说明,并且与包括非反应性和反应性条件(Fauske, 2006).


图3a示出了在非泡沫行为的情况下的所有蒸气排放,而图3b示出了在泡沫行为的情况下的两相排放,其中进入泄压装置的空隙率约为0.99。尽管有高空隙率的泡沫进入排气管路,但所需的排气面积是非泡沫行为所需面积的几倍,所有其他条件均保持不变。

图2图2:说明泡沫行为

检测器采用小型浸没式加热器和位于测试单元上方干舷空间中的热电偶(TC2)。 TC2温度应远高于样品的预期温度(TC1)。检测器的工作原理很简单:如果沸腾或分解后的流动状态是泡沫状的,则检测器将被润湿并迅速冷却,如图2所示。如果流动状态是非泡沫状的,则检测器热电偶TC2将继续测量远远超过样品温度TC1的温度。

图3图3:说明着火情况下的非泡沫和泡沫行为

进一步说明了流态表征的重要性和 泄压尺寸 在图4中显示了过程容器的示意图,它与反应性蒸气系统(回火反应)有关。

图4a示出了在非泡沫行为的情况下以搅动湍流状态为特征的两相排气,而图4b示出了在泡沫行为的情况下以气泡流状态为特征的两相排气。在几乎充满液体的处理容器的情况下,泡沫情况下的通风面积要求约为非泡沫情况下的通风面积的两倍,所有其他条件均保持不变(Fauske,2006)。还可以得出结论,对于非泡沫情况,防止两相流动所需的液体填充分数可能要比泡沫情况高得多。

图4图4:说明过程容器中的非泡沫和泡沫行为

最后,对于气态分解系统(非回火反应),经验表明,对于泡沫行为,排气面积可以基于在峰值反应条件下的所有排气量而没有反应物损失(Fauske,2006)。在非泡沫行为的情况下,排气面积可以再次基于峰值反应条件下的所有气体排放,潜在的反应物质量损失由搅动的湍流状态决定(Fauske,2006),从而导致较小的排气面积,其余所有条件仍然存在相同。

参考文献

汉斯·福克斯(Hans K. Fauske),2000年,“非反应性和反应性化学品的合适尺寸的通风口”,《化学工程进展》,2000年2月。

Hans K. Fauske,2006年,“二十年后重新审视DIERS用于反应系统的两阶段方法论”,《过程安全进展》,第1卷。 25,第3号,2006年9月。

获取更多资讯,请联系 1-877-FAUSKE-1或[email protected]

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话题: 泄放, 两相流, 泄压, 反应系统, 阿斯特, 流态, 化学的, 测试

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