2.1 Масса паров легковоспламеняющейся жидкости при испарении со свободной поверхности

Масса паров ЛВЖ при испарении со свободной поверхности в резервуаре определяется по формуле:

mV = GV  E,кг

(1)

где: G_V - расход паров ЛВЖ, кг/с, который определяется по формуле:

GV = FR  W,

(2)

где: _E - время поступления паров из резервуара, с;

F_R - максимальная площадь поверхности испарения ЛВЖ в резервуаре, м²;

W - интенсивность испарения ЛВЖ, кг/(м²с) (определяется в соответствии с разделом VIII настоящего приложения).

2.2 Масса паров легковоспламеняющейся жидкости выходящих через дыхательную арматуру

В случае наполнения резервуара масса паров определяется по формуле:

,

(3)

где:

,

(4)

где: m_V - масса выходящих паров ЛВЖ, кг;

_V - плотность паров ЛВЖ, кг/м³;

Р_Н - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа, определяемое по справочным данным или через константы Антуана.

Р₀ - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101);

V_R - геометрический объем паровоздушного пространства резервуара (при отсутствии данных допускается принимать равным геометрическому объему резервуара), м³;

М - молярная масса паров ЛВЖ, кг/кмоль;

V₀ - мольный объем, равный 22,413 м³/кмоль;

t₀ - расчетная температура окружающей среды, ^ОС.

2.3 «Малое» дыхание дыхательной арматуры

Малое дыхание – это вытеснение паров наружу или подсос воздуха внутрь аппарата вызываемые изменением температуры газового пространства под влиянием изменении температуры внешней среды.

Пример решения задачи на определение массы горючих паров, выходящих наружу при “малом дыхании” аппаратов.

Пример:

Сколько паров пентана выбрасывается в атмосферу при одном «малом дыхании» резервуара объемом V = 300 м³, заполненном на 1/8, если ночная температура составляет t_Н = 2 ⁰С, дневная температура – t_Д =15 ⁰С, атмосферное давление Р = 790 мм рт. ст.

Решение:

Для определения количества паров, выбрасываемых в атмосферу при одном «малом дыхании» резервуара, необходимо (в соответствии с условием задачи):

1. Рассчитать молярный объем паров в резервуаре при t_Д = 15 ⁰С и Р = 790 мм рт. ст.:

м3/кмоль

где: Р₀ - атмосферное давление, мм рт. ст.: (допускается принимать равным 760 мм рт. ст.:);

V₀ - мольный объем, равный 22,413 м³/кмоль;

Р- атмосферное давление, мм рт. ст.;

Т₀ - температура (допускается принимать равным 273 К);

Т - температура (273 + t); К.

t - расчетная температура окружающей среды, ^ОС.

2. Рассчитать давление насыщенных паров пентана при ночной и дневной температуре окружающей среды по уравнению Антуана:

Из Приложения 2 определяются значения констант уравнения Антуана для пентана: А = 5,97208, В = 1062,555, С_А = 231,805.

При ночной температуре t_Н = 2 ⁰С давление насыщенных паров пентана будет составлять:

	кПа

При дневной температуре t_Д = 15 ⁰С давление насыщенных паров пентана будет составлять:

	кПа

3. Определить перепад давления ΔР_ПАР, кПа насыщенных паров за счет изменения температуры окружающей среды:

кПа

4. Определить разность массовых концентраций паров пентана ночью и днем.

Молярная масса пентана составляет М = 72 кг/кмоль. Для определения величины атмосферного давления (в кПа) используется переводной коэффициент:

кПа

Разность массовых концентраций паров пентана ночью и днем будет составлять:

кг/м3

где: М - молярная масса, кг/кмоль;

V_м - мольный объем паров, равный 22,413 м³/кмоль;

Р - давление, кПа;

5. Определить величину свободного объема резервуара над зеркалом горючей жидкости:

м3

где: ε – коэффициент заполнения емкости.

6. Количество паров пентана, выбрасываемых в атмосферу при одном “малом дыхании” резервуара будет составлять:

кг

Заключение: При отсутствии технических средств защиты потери пентана за одно “малое дыхание” резервуара составят 154,8 кг.