Моделирование процессов с использованием дерева событий

при аварии на
нефтепроводе

1. Разгерметизация трубопровода; 2. образование «свища»; 3.образова-ние трещины; 4. «гильотинное» сечение; 5.истечение без воспламенения; 6. истечение с воспламенением; 7. образование первичного облака; 8. об-разование факела; 9.взрыв (горение) первичного облака (С1); 10.рассея-ние облака (С2); 11.ликвидация аварии (С3); 12. тепловое воздействие на соседние объекты (С4); 13. истечение с образование пролива; 14. воспла-менение струи; 15.тепловое воздействие на соседние объекты (С16) ; 16. ликвидация аварии (С17); 17.Воспламенение пролива (пожар разли-тия); 18. испарение с образованием ПВО; 19. тепловое воздействие на соседние объекты (С9); 20.ликвидация пролива (С10); 21.воспламенение ПВО; 22. Рассеяние ПВО (С11); 23. горение ПВО; 24. Взрыв ПВО; 25. прек-ращение горения ПВО (С12); 26. тепловое воздействие на соседние объекты (С13); 27. воспламенение ПВО (С14(; 28. рассеяние ПВО (С15).

С16

С17

Lp

4. Моделирование процессов истечения

полное сечение

З-н сохранения
массы

З-н сохранения
импульса

З-н сохранения
энергии

где: λ – коэффициент гидравлического сопротивления трения; ρ – плотность; τ – время; w- осредненная по сечению трубы скорость потока; Р – давление; e, i – удельные внутренняя энергия и энтальпия; d0 – внутренний диаметр трубы; α- коэффициент теплопередачи газа с окружающей средой; Т, Tср – температуры газа и окружающей среды.

4. Моделирование процессов истечения

сечение (продолжение)

Уравнения состояния для природного газа
(термодинамическое соотношение Бертло)

где Р* , Т* – «псевдокритические» значения температуры и давления (для смеси углеводородов);

– газовая постоянная.

w(0) = wкр = а;

,

При «мгновенном» аварийном разрушении газопровода «на полное сечение» в сечении разрыва формируются критические условия истечения.

где μ – коэффициент расхода; а – скорость звука,
Gкр – критический массовый расход.

сечение (продолжение)

Уравнение Белла

где G,Gн – соответственно текущий и начальный расход газа, кг/с;
- время с момента разрыва, сек;
Г- фактор инерционной задержки (~ 0,5);
- коэффициент сохранения массы;
- постоянная времени, сек.

Здесь Рн – давление газа в трубопроводе до разрыва, Па;
АР- площадь поперечного сечения разрыва, м2;
R – универсальная газовая постоянная, Дж/(кг.К);
Тн – температура в газопроводе до разрыва, к;
Z – коэффициент сжимаемости по условиям газа на срезе

сечение (продолжение)

L*

L*/2

Изменение расхода природного газа при разрыве на полное сечение газопровода
1 – расчет; 2 - эксперимент

давления

Допущения:
Критическое истечение «идеального газа» из сосуда с «толстой стенкой».
2.Интенсивность внешнего ТО >> интенсивности внутреннего ТО и Тw~ Tос;
3.

Тепловой поток от стенки сосуда к газу

(продолжение)

Изменение параметров состояния газа

где

энтальпия газа;
Р – давление,
G –массовый расход газа