Оценка возможности возникновения каскадного режима развития аварии в местах пересечения технических коридоров магистральных газопроводов ООО "Газпром трансгаз Югорск"
Дипломная работа - Безопасность жизнедеятельности
Другие дипломы по предмету Безопасность жизнедеятельности
?бопровода на смежный с ним нижний трубопровод (рисунок 15).
Рисунок 2. Дистанционное воздействие факела при струйном орении
- аварийный трубопровод, 2 - смежный трубопровод, 3 - факел горящего газа
Рисунок 3. Тепловое воздействие при пожаре в котловане на верхний, смежный с аварийным трубопровод: 1 - аварийный трубопровод, 2 - смежный трубопровод, 3 - факел горящего газа
Рисунок 4. Воздействие встречных потоков горящего газа (пожар в котловане) из аварийного верхнего трубопровода на смежный с ним нижний трубопровод. 1 - аварийный трубопровод; 2 - смежный трубопровод; L -расстояние по вертикали между верхним и нижним трубопроводами
Условием реализации такого вида воздействия (рисунок 15) является полное или частичное освобождение нижнего трубопровода от грунта. Анализ особенностей взаимодействия двух встречных высокоскоростных (скорость доходит до 300 м/сек.) потоков газа показывает, что в зонах контакта возникают разнонаправленные потоки газа, воздействующие на грунт в котловане и обеспечивающие его вынос в окружающее пространство.
Условием возможности выноса является обеспечение скорости восходящих потоков свыше скорости витания частиц грунта, которая может быть определена из зависимости (1):
, (1)
где - критерий Архимеда;
- критерий Рейнольдса для условий витания;
? - плотность частиц грунта, кг/м3;
?с - плотность среды, кг/м3;
d - диаметр частиц, м;
g- ускорение силы тяжести, м/с2;
?- динамический коэффициент вязкости среды, ПатАвс;
при: d=3тАв10-3м; ?=2 700 кг/м3 (частицы кварца);
?с=0,42 кг/м3; ?=7,2тАв10-5 ПатАвс;
значение критерия Архимеда составит Ar=57 700;
тогда:
или
Таким образом, скорость витания группы самых крупных частиц пеiаного грунта (d=3мм) во много раз меньше, чем скорость восходящих турбулентных оттоков газа, образующихся при взаимодействии встречных струй. Такие условия обеспечат отрыв частиц от слоя грунта и их вынос из образующегося котлована.
Это обстоятельство подтверждают и данные о глубине образующихся при авариях магистральных газопроводов котлованах, представленные в разделе 2.2. Как видно из приведенных данных она достигает 8м, в то время как обычно отметка нижней образующей трубопровода оставляет 2,5-3,0м от поверхности грунта.
Нагрев смежных с аварийным трубопроводов осуществляется за iет теплообменных процессов.
Теплообмен - это самопроизвольный необратимый процесс распространения теплоты в пространстве, обусловленный разностью температур. Различают три элементарных способа переноса теплоты:
а) теплопроводность - перенос, обусловленный взаимодействием микрочастиц соприкасающихся тел (или частей одного тела), имеющих разную температуру;
б) конвекция - перенос вследствие пространственного перемещения вещества. Наблюдается в текучих средах и, как правило, сопровождается теплопроводностью. Процесс обмена теплотой между твердой поверхностью и жидкостью или газом путем и теплопроводности и конвекции одновременно называется конвективным теплообменом или теплоотдачей;
в) тепловое излучение - перенос посредством электромагнитного поля с двойным взаимным превращением теплоты в энергию поля и наоборот (радиационный теплообмен).
Анализ рассматриваемых вариантов показывает, что в первом случае реализуется в основном радиационно-конвективный теплообмен с последующим перераспределением тепла в стенке за iет теплопроводности. При этом конвективный теплообмен обусловлен обтеканием трубопровода раскаленными продуктами горения факела, а радиационный теплообмен происходит вследствие нахождения трубопровода в среде нагретых продуктов горения.
Во втором случае конвективная составляющая незначительна. Она зависит от расстояния прохождения факела от трубопровода и обусловлена вовлечением в движение окружающего факел воздуха, нагретого продуктами горения. Основной составляющей в этом случае является радиационный теплообмен.
В третьем и четвертом случаях, как и в первом, реализуется радиационно-конвективный теплообмен. Но, вследствие более низких скоростей движения продуктов горения, а также более низких температур горения из-за меньшей интенсивности взаимодействия газа с окружающим воздухом, интенсивность процессов, по-видимому, ниже, чем при непосредственном воздействии факела на смежный трубопровод.
При анализе рассматриваемых случаев следует также учесть, что в соответствии с принятой моделью факельного горения для условий разгерметизации магистральных газопроводов, горение газа происходит на значительном расстоянии (100-150м) от места истечения газа (разрыва). Это объясняется предварительным смешением газа с воздухом.
В рассматриваемых в настоящей работе случаях в это положение следует внести некоторые поправки. Так, в первом случае вследствие турбулизации, возникающей при обтекании смежного с аварийным трубопровода потоком газа будет происходить его интенсивное перемешивание с воздухом, что обеспечит горение смеси вблизи обтекаемой трубы.
Во втором случае возмущения, вносимые смежной с аварийной трубой существенно ниже, воспламенение газа в зоне, близкой к месту его истечения маловероятно, что вызывает необходимость учета длины участка факела, соответствующего расстоянию от места истечения до зоны воспламенения.
В третьем и ?/p>