【正文】 （77）式中，We為空氣卷吸系數(shù)，且假設(shè)空氣卷吸系數(shù)由下式確定： （78）式中，Ri為當(dāng)?shù)?Richardson數(shù)。 III、重氣云羽的軸向蔓延速度等于風(fēng)速。在泄漏源點，云羽半寬為高度的兩倍，即：bo＝2hO。不過，多數(shù)研究人員認(rèn)為，Vf的臨界值具有與V*相同的數(shù)量別。這些準(zhǔn)則覆蓋范圍很寬，從Vf＝＝V(假設(shè)摩擦速度V*＝V／15）。不同研究人員提出的重氣云擴(kuò)散階段終止時的臨界Vf值相差很大。由于云團(tuán)內(nèi)部浮力守恒，因此 （68）對上式進(jìn)行恒等變換，得到： （69）將式（69）代入Richardson數(shù)的定義式，得到： （70）從上式求出轉(zhuǎn)變點下風(fēng)向距離x，得到： （71）III、Vf準(zhǔn)則定義重氣云團(tuán)徑向蔓延速度Vf＝dr/dt。代入上式得到轉(zhuǎn)變點對應(yīng)的下風(fēng)向距離為： （67）II、 Ri準(zhǔn)則對于瞬間泄漏，定義Richardson數(shù)。ε準(zhǔn)則認(rèn)為，如果ε小于或等于某個臨界值(～)，重氣坍塌引起的擴(kuò)散將讓位于環(huán)境湍流引起的擴(kuò)散。它與時間、風(fēng)速之間的關(guān)系為： （61）將上式代入式(52)，得到： （62）將圓柱形重氣云團(tuán)的體積代入式(60)，可推導(dǎo)出 （63）隨著空氣的不斷進(jìn)入，重氣云團(tuán)的密度將不斷減小，重氣坍塌引起的擴(kuò)散將逐步讓位于環(huán)境湍流引起的擴(kuò)散。而是先采用量綱分析法求重氣云團(tuán)的體積和濃度，然后利用上式反推重氣云團(tuán)的高度。如果知道任意時刻重氣云團(tuán)高度的計算公式，利用上式就可計算任意時刻重氣云團(tuán)內(nèi)部危險物質(zhì)濃度。由于重氣云團(tuán)內(nèi)部危險氣體質(zhì)量守恒，因此，在重氣云團(tuán)擴(kuò)散過程中，下式存立： （59）式中，CO和C分別為初始時刻和t時刻重氣云團(tuán)內(nèi)部危險物質(zhì)濃度(kg/m3)。由于假設(shè)重氣云團(tuán)是圓柱體，初始高度等于初始半徑的一半，因此重氣云團(tuán)初始半徑的計算公式為： （57）隨著空氣的不斷進(jìn)入，云團(tuán)的高度和體積也將不斷變化。 圖2 重氣云團(tuán)盒子模型坍塌圓柱體的徑向蔓延速度由下式確定： （53）式中，為圓柱體的徑向蔓延速度(m/s)，r為圓柱體半徑(m)，h為圓柱體高度(m)，t為泄漏后時間(s)。III、重氣云團(tuán)中心的移動速度等于風(fēng)速。①盒子模型盒子模型使用如下假設(shè)：I、重氣云團(tuán)為正立的坍塌圓柱體，圓柱體初始高度等于初始半徑的一半。盒子模型用來描述瞬間泄漏形成的重氣云團(tuán)的運動，平板模型用來描述連續(xù)泄漏形成的重氣云羽的運動。 計算出泄漏源抬升高度以后，將泄漏源抬升高度與泄漏源實際高度相加就得到了泄漏源有效高度。事實上，它等于泄漏源實際高度加泄漏源抬升高度。表5 不同大氣穩(wěn)定度下的系數(shù)值穩(wěn)定度ABCDEFa0b0c0d0e0f0g0 式（49）和式（50）中泄漏源有效高度是指泄漏氣體形成的氣云基本上變成水平狀時氣云中心的離地高度。表4 Z0≤大氣穩(wěn)定度σy/mσz/mABCDEF(1+)1/2(1+)1/2(1+)1/2(1+)1/2(1+)1/2(1+)1/2(1+)1/2(1+)1/2(1+)1/2(1+)1/2 有效粗糙度Z0≥： 式中，σy0、σz0按表4中的數(shù)值取值。地面有效粗糙度長度如下表所示。對于連續(xù)泄漏，平均時間取10min。如果L/D≤2，一般認(rèn)為泄漏為純液體泄漏。 如果L／D12，先按前面介紹的方法計算純液體泄漏速率和兩相流泄漏速率，再用內(nèi)插法加以修正。 第二步，按下式計算兩相流的平均密度： （46） 式中，、和分別是兩相流、蒸氣和液體的密度（kg／m3）。具體計算方法如下： 第一步，按下式計算兩相流的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： （45）式中，MV為蒸發(fā)的液體占液體總量的比例，Tc是對應(yīng)于泄漏點壓力Pc的平衡溫度（K），T是對應(yīng)于泄漏點上流壓力P的平衡溫度（K），CP是液體的定壓比熱[J／（kg③兩相流泄漏模型Cude在1975年建議了兩相流泄漏關(guān)系式。 （44）上述考慮的為理想氣體的不可逆絕熱擴(kuò)散過程。對于很多氣體，臨界比值（P/Po）c r近似為2，也就是說儲壓近似等于大氣壓力的兩倍，此時流體泄漏的出口速度近似等于聲速。Perry等人用如下的關(guān)系式作為臨界流的判斷準(zhǔn)則：當(dāng)式（40）成立時，氣體流動屬音速流動；當(dāng)式（41）成立時，氣體流動屬亞音速流動。因此，計算出的泄漏速率是保守的最大可能泄漏速率。表2為常用的液體泄漏系數(shù)數(shù)據(jù)。泄漏系數(shù)Cd的取值通?？蓮臉?biāo)準(zhǔn)化學(xué)工程手冊中查到。液體出口速度可按下式計算： （38）式中，u為液體出口速度（m/s），其他符號如前。當(dāng)裂口不規(guī)則時，可采取等效尺寸代替；當(dāng)泄漏過程中壓力變化時，則往往采用經(jīng)驗公式。 （34）式中，為環(huán)境溫度下的飽和水蒸氣壓（N/m2），RH為相對濕度?？捎梢韵碌慕?jīng)驗公式來求取： （33）式中，pw為環(huán)境溫度下空氣中的水蒸氣壓（N/m2），r162。假定能量損失比為α，則大氣熱傳遞系數(shù)。⑤視角系數(shù)視角系數(shù)F的計算公式如下： （31）式中，r為目標(biāo)到火球中心的距離（m）?；鹎虮砻鏌彷椛淠芰縎EP由下式計算： （27）式中，F(xiàn)s為火球表面輻射的能量比，Ha為火球的有效燃燒熱（J/Kg）。③火球抬升高度火球在燃燒時，將抬升到一定高度。對單罐儲存，W取罐容量的50%；對雙罐儲存，W取罐容量的70%；對多罐儲存，W取罐容量的90%。大氣傳輸率τ按下式計算： （23）計算主要包括如下步驟。①火焰長度計算噴射火的火焰長度可用如下方程得到： （21）式中，L為火焰長度（m），HC為燃燒熱（J/kg），m為質(zhì)量流速（kg/s）。加壓的可燃物泄漏時形成射流，如果在泄漏裂口處被點燃，則形成噴射火。 （2）直接計算法在得到云團(tuán)中燃料的質(zhì)量的情況下，可按下式直接計算爆炸沖擊波超壓Δp。④將實際距離轉(zhuǎn)化為無因次距離： （17）式中，R為離爆炸點的實際距離(m)，為無因次距離(m)。②計算云團(tuán)中燃料的質(zhì)量： （15）式中，Wf 為云團(tuán)中燃料的質(zhì)量(kg)，W為泄漏的燃料的質(zhì)量(kg)，F(xiàn)為閃蒸系數(shù)。（1）TNT當(dāng)量法①確定閃蒸系數(shù)在熱力學(xué)數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上，用下式估算燃料的閃蒸部分。蒸氣云爆炸產(chǎn)生的沖擊波超壓是其主要危害。⑤視角系數(shù)的計算角系數(shù)V與目標(biāo)到火焰垂直軸的距離與火焰半徑之比s，火焰高度與直徑之比h有關(guān)。③計算火焰表面熱通量假定能量由圓柱形火焰?zhèn)让婧晚敳肯蛑車鶆蜉椛?，用下式計算火焰表面的熱通量? （3）式中，q0為火焰表面的熱通量（kw/m2），ΔHC為燃燒熱（kJ/kg），π為圓周率，f為熱輻射系數(shù)（），mf為燃燒速率（kg/m2s），其它符號同前。最小物料層厚度與地面性質(zhì)對應(yīng)關(guān)系見表1。①計算池直徑根據(jù)泄漏的液體量和地面性質(zhì)，按下式可計算最大可能的池面積。毒性的液化氣體如