化学工程安全新闻

进一步澄清非平衡和平衡闪烁流动

写道 Marc Cramer. | 02.24.20

由Hans K. Fauske,D.Sc.,Emeritus总裁兼Regent Advisor,Fauske& Associates, LLC

对于最多的化学反应性系统 紧急释放 涉及两相流。通常需要非平衡条件,以便将用于闪烁流的质量通量与局部出口条件相关联。出口区域的上游,如果排气管道具有足够长度,则闪光过程将接近均衡条件。对于小于约100mm的流量长度(非平衡状态),闪光流量随着长度的减小而强烈增加,随着长度接近零(孔流)而接近所有液体流动。

 

非平衡闪烁

如果所有液体都存在于停滞条件(无蒸汽),则广泛的数据表明,大约100mm的简单长度标准表征了用于接近平衡闪光流的停留时间(〜1ms)要求,这是通过平衡速率良好描述的型号(ERM)(FAUSKE,1985):

其中λ是蒸发的潜热,VFG是液体蒸汽特异性体积的变化,T是温度,C是液体特异性的热量,全部在停滞条件下评估。相反,作为流动路径长度接近零的最大非平衡质量磁通量

其中P是停滞测量压力,ρ是液体停滞密度。考虑到这一点

确定所有液体停滞条件的相关速度和长度要求约100mm(饱和液体和过硫化液)。

 

平衡闪烁流动

如果液体 - 蒸气(空隙率α>0.1)在停滞条件下存在,满足约1ms的停留时间所需的长度L(mm)

在案例中α<0.1在停滞状态下,长度增加到L(0.1 /α),导致长度要求与100mm不同。换句话说,100mm长度要求仅与所有液体停滞条件相关。

 

长度要求100毫米

值得注意的是,大约100 mm的简单长度标准是基于反映从大约2巴至约68巴拉的停滞压力的大变化的数据。考虑到eq。 (2)这表示速度为约14.6MS-1至134m S-1的大变化。这提出了这个问题,为什么有一个相对恒定的长度标准约为100毫米,即使具有相关的高速的高压放电?

回顾在没有任何停滞条件(XO = 0)的情况下的任何蒸汽的情况下,对停留时间的参考与成核(蒸汽气泡可以生长的位置)有关。与蒸气的停滞条件相比(xo>0)如果停留时间涉及蒸发,并且已经存在成核位点(蒸气)。

注意,在68巴拉,相对于大气压的过热是185°C,而2巴拉仅为20°C,表明比率为9.25。观察到这种过热比率与速度的比率密切相关,134 / 14.6 = 9.18。

由于对与成核相关的停留时间的效果相同的效果,相对恒定的长度标准不敏感于停滞压力(以及速度相关的变化)的变化。

FAUSKE被评为网络上的十大化学工程博客之一!订阅以下并及时了解最新的救济系统设计,可燃灰尘等等。

 

参考

汉斯K. Fauske,1985年,“闪烁流量或:应急发布的一些实用指南”,工厂/运营进展(1985年7月)。