第三章 泄漏及扩散925
第一节 常见的泄漏源
• 泄漏机理可分为大面积泄漏和小孔泄漏。 • 大面积泄漏是指在短时间内有大量的 物料泄漏出来，储罐的超压爆炸就属于大面 积泄漏。 • 小孔泄漏是指物料通过小孔以非常慢 的速率持续泄漏，上游的条件并不因此而立 即受到影响，故通常假设上游压力不变。
• 如图3-1所示 为化工厂中常 见的小孔泄漏 的情况。对于 这些泄漏，物 质从储罐和管 道上的孔洞和 裂纹以及法 兰、阀门和泵 体的裂缝或严 重破坏、断裂 的管道中泄漏 出来。
例3-1
• 下午1点，工厂的操作人员注意到输送苯的管道
中的压力降低了。压力被立即回复为690kPa。下 午2:30，管道上发现了一个直径为6.35mm的小孔
并立即进行了修补。
• 请估算流出来的苯的总质量。苯的比重为0.8794。
例3-1
• 解：下午1点观察到的压力降低是管道上出现 小孔的象征。假设小孔在下午 1点到2:30之间， 即90分钟内，一直存在。小孔的面积为
3.14 6.3510 5 3 . 17 10 A 4 4 苯的密度为： 0.8794 1000 879.4
2
d
3 2
Qm AC 0 2 Pg
3.17105 0.61 2 879.4 1 6.9 105
674kg / s
二、通过储罐上的孔洞泄漏
• 如图3～2所示 为物料的物理 状态是怎样影 响泄漏过程 的。对于存储 于储罐内的气 体或蒸气，裂 缝导致气体或 蒸气泄漏出 来，对于液 体，储罐内液 面以下的裂缝 导致液体泄漏 出来。
• 如果液体存储压力大于其大气环境下沸点所 对应的压力，那么液面以下的裂缝，将导致 泄漏的液体的一部分闪蒸为蒸气，由于液体 的闪蒸，可能会形成小液滴或雾滴，并可能 随风而扩散开来。液面以上的蒸气空间的裂 缝能够导致蒸气流，或气液两相流的泄漏， 这主要取决于物质的物理特性。
3-23
（势能变化忽略）
定义孔流系数： 泄漏后密度发生变化 可压缩流体
令
• 对于许多安全性研究，都需要通过小孔流出蒸气 的最大流量。引起最大流速的压力比为：
•
pckoked 2 /( 1) ( ) p0 1
3-24
• 塞压pchoked是导致孔洞或管道流动流量最大 的下游最大压力。当下游压为小于pchoked 时，①在绝大多数情况下，在洞口处流体的 流速是声速；②通过降低下游压力，不能进 一步增加其流速及质量流量。这种类型的流 动称为塞流、临界流或声速流。
•
气体和蒸气的泄漏，可分为滞流和自由 扩散泄漏。 • 对滞流泄漏，气体通过孔流出，摩擦损 失很大，很少一部分来自气体压力的内能会 转化为动能， • 对自由扩散泄漏，大多数压力能转化为 动能，过程通常假设为等熵。滞流泄漏的源 模型，需要有关孔洞物理结构的详细信息， 在这里不予考虑，自由扩散泄漏源模型仅仅 需要孔洞直径。
容器内流速忽略， 不考虑摩擦损失和 液位变化
考虑到因惯性引起的截面收缩及摩擦引起的速度减小，引入孔流系数C0。 C0=实际流量/理论流量
C0约为1
薄壁小孔C0约0.61 厚壁小孔或孔外伸有一段短 管C0约0.81
通常情况下C0难以求取，为保持足够的安全余量，可取1.
• 流出系数Co为： • ①对于锋利的小孔和雷诺数大于30 000， Co近似取0．61; • ②对于圆滑的喷嘴，流出系数可近似取l； ③对于与容器连接的短管（即长度与直径 之比小于3），流出系数近似取0. 81; • ④当流出系数不知道或不能确定时，取1.0 以使计算结果最大化。
• 对于空气泄漏到大气环境(pchoked =101.3 kPa)，如 果上游压力比101. 3/0. 528=191.9 kPa大，则通 过孔洞时流动将被遏止，流量达到最大化。在过 程工业中，产生塞流的情况很常见。 • 把式(3-24)代入式(3-23)，可确定最大流量： • M 2 ( 1) /( 1) • (Qm )choked C0 Ap0 RgT0 ( 1) (3-25) • 式中M -----泄漏气体或蒸气的相对分子质量; • To ------漏源的温度，k； • Rg——理想气体常数。
•
小孔(面积为A)在液面以下hL处形成，储 罐中的表压为pg，外界表压为0， • 且储罐中液体流速为0，则瞬时质量流量 Qm。为： pg Qm u A AC0 2( ghL )
忽略阻力项
通过孔流系数C0修正
第三节气体或蒸气泄漏
• • 一、通过孔洞泄漏 对于流动着的液体来说，其动能的变 化经常是可以忽略不计的，物理性质（特别 是密度）是不变的。而对流动着的气体和蒸 气来说，这些假设仅仅在压力变化不大 (p1/p2<2)、流速较低（小于0.3倍声音在气 体中的传播速度）的情况下有效。由于压力 作用使气体或蒸气含有的能量在其从小孔泄 漏或扩散出去时转化为动能，随着气体或蒸 气经孔流出，其密度、压力和温度发生变 化。
第三章 泄漏与扩散
本章学习目标
• 1．了解化工企业中的常见泄漏源。 • 2．熟悉液体、气体和蒸气泄漏的泄漏速率计 算方法。 • 3．掌握液体闪蒸率及两相泄漏速率的计算方 法。 • 4．掌握液体蒸发（沸腾）速率的计算方法。 • 5．熟悉扩散模式及扩散影响因素。 • 6．熟悉高斯模型及扩散系数的计算方法。 • 7．了解重气云扩散的计算方法。 • 8．了解释放动量和浮力对扩散行为的影响。
• 对于自由扩散泄漏，假设可以忽略潜能的变化， 没有轴功，则质量流量的表达式为：
Qm C0 Ap0 2M p 2 / p ( 1) / ( ) ( ) RgT0 1绝压），Pa； • p——环境压力（下游压力），Pa； • γ——气体的绝热指数（热容比）
第二节液体泄漏
• 一、通过孔洞泄漏 • 对于某过程单元（表压为pg）上的一个小孔， 当液体通过其流出时，认为液体高度没有发生 变化。若小孔的面积为A，液体的流速为 u 则 液体通过小孔泄漏的质量流量（流速）Qm为：
Qm u A AC 0 2 p g
第一节 液体经小孔泄露的源模式
泄露形式
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第三章 泄漏与扩散925
•
•
•
•
•
A-------小孔面积
•
T-------初始温度
•
Cp------液体的热容
•
ΔHv------液体的蒸发热
•
vfg-----液体的比容，m3/kg.
• 在闪蒸蒸气喷射时会形成一些小液滴，这些
小液滴很容易就被风带走，离开泄漏发生
第五节液体蒸发
• 饱和蒸气压高的液体蒸发较快，蒸发速率更一般
第六节扩散方式及影响因素
•
1．扩散方式
• 物质泄漏后，会以
烟羽（如图3-7所
示）或烟团（如图
3～8所示）两种方
式在空气中传播、 扩散。泄漏物质的
最大浓度是在释放
发生处（可能不在 地面上），由于有
毒物质与空气的湍
流混合和扩散，其
•
2．影响因素
• 影响有毒物质在大气中扩散的因素有以 下几个方面。
• (1)风速。随着风速的增加，图中的烟 羽会又长又窄，物质向下风向输送的速度变 快了，但是被大量空气稀释的速度也加快 了。
第三章 泄漏与扩散
本章学习目标
• 1．了解化工企业中的常见泄漏源。 • 2．熟悉液体、气体和蒸气泄漏的泄漏速率计
算方法。 • 3．掌握液体闪蒸率及两相泄漏速率的计算方
法。 • 4．掌握液体蒸发（沸腾）速率的计算方法。 • 5．熟悉扩散模式及扩散影响因素。 • 6．熟悉高斯模型及扩散系数的计算方法。 • 7．了解重气云扩散的计算方法。 • 8．了解释放动量和浮力对扩散行为的影响。
• 对于中性稳定度，地面上方的空气暖和，风 速增加，减少了输入的太阳能或日光照射的 影响，空气的温度差不影响大气的机械湍 流。对于稳定的大气情况，太阳加热地面的 速度没有地面的冷却速度快，因此地面附近 的温度比高处空气的温度低，这种情况是稳 定的，因为较高密度的空气位于较低密度空 气的下面，浮力的影响抑制了机械湍流。
有毒物质泄漏及中性浮力扩散模型
情况1: 地面瞬时点源的烟囱，坐标系固定在 释放点，风速u恒定，风向仅沿x方向
2 Qm 1 x-ut y2 z 2 C x, y, z, t exp 2 2 3/2 2 y z 2 X y z X *
情况4：位于地面Hr高处的瞬时点源的烟团， 坐标系位于地面并随烟团移动
2 2 2 z-Hr z+Hr Qm 1 y 1 1 （5-17） C x, y, z, t exp exp exp 2 (2 )3/2 x y z 2 2 z z y *
1 y Qm Dtid x, y, 0 exp y z u 2 y
* 2 2 1 Hr （5-20） 2z
情况5：位于地面Hr高处的瞬时点源的烟团， 坐标系位于地面的释放点
1 x-ut 2 C x, y, z, t 使用移动坐标系的烟团方程[式（5-54）式（ ~ 5-56）] exp 2 X
*
Dtid x, 0, 0
Qm*
(5-7)
y y
C 2 ln C
x, 0, 0, t x, y, 0, t
（5-8） 过程如下。
பைடு நூலகம்
情况2: 地面上的连续稳态源的烟囱，风向沿x轴，风 速恒定为u
1 y2 z 2 Qm C x, y, z exp 2 2 y z u 2 z y
①F.A.Gifford,”Use of Routine Meteorological Observations for Estimating Atmospheric Dispersion,” Nuclear Safety(1961)，2(4):47. ②F.A.Gifford,”Turbulent Diffusion-Typing Schemes；A Review，” Nuclear Safety(1976)，17(1):68. ③强烈的日光照射是指英国盛夏正午期间的充足的阳光。弱的日光照射是指严冬时 期类似的情况。④夜间是指日落前1h至破晓后1h这一段时间。⑤这些数值是作者自己 补充进去的，以使该表格完整。⑥对于白天或夜晚的多云情况以及日落前或日出后数 小时的任何天气情况，不管风速有多大，都应该使用中等稳定的等级D。 注：稳定度等级 A-极度不稳定；B-中度不稳定；C-轻微不稳定；D-中性稳定；E-轻 微稳定；F-中度稳定
基于一种改进的高斯模型研究危险气体短时泄漏后扩散规律
定、 弱不稳定 、 中性条件 、 弱稳定 和中等程度稳定 。
２ 模 型扩散标 准差 的计算
表１ 用Ｋ ｌ ｕ ｇ方法计算大气扩散标准差时所需参数
注： ｒ ｏ １ ３ １ ＂ ｙ 叮 分另 ｑ 为ｘ ． ｙ 、 ｚ 方 向扩散标准差。且 ｙ （ ｘ ）＝Ｒ 。 ｘ 、 Ｏ ＂ ｘ （ ｘ ） ＝ｏ ｒ ｙ （ ｘ ） 和ｏ ｒ ｔ （ ｘ ）＝Ｒ ｘ 。
ｃ— ｅ 卜
操作失误或其他原因可能导致上述物质发生短时间 泄漏 ， 并对周围居民和环境造成极大 的危害¨ 。日
常生 活 中 ， 由此类 易燃 易爆 物 质 泄漏 造 成 惨 重 损 失
的案例在 国内外屡见不鲜 Ｊ 。因此 ， 为了避免此类 事故的发生 ， 有必要进行相应 的风险评估工作 。
和理论依据 。
关键词 ： 改进 ； 高斯扩散模型 ； 短时间排放
中图分类号 ： ｘ ５ １ １
在天 然气 、 液 化石油 气 等石 油化 工行 业 中 ， 由于
为有效源高（ 排放高度与抬升高度之和） ， ｍ； 、 Ｙ 、 ＝ 为 空间点各方向的坐标 ， ｍ； 其 中， 为气体在时间 ｔ 内 的向下游传输 的距离 ， 标准差 是关于 的函数。 假 定 短 时排放 源 释放 的烟片是 由无数 个 首尾 相 接 的小 烟 团叠 加后 的结 果 ， 则 一段 时 间 内泄 漏 源 释 放气 体 的质量 为 ： ｄ Ｍ＝ ｑ （ ｔ ‘ ） ‘ （ ０ ≤￡ ‘ ≤ ｔ ， ） （ ２ ） 式中： ｔ 为任一烟团释放的时间， ｓ ； ｔ ｒ 为烟团释放的 总时间 ， ｓ ； ｇ （ ￡ ） 为其释放率， ｇ ／ ｓ 。 将（ ２ ） 式代人（ １ ） 式并积分可得某一时刻 ， 污染 物在 扩散 空 间一点 的浓 度为 ：
２ 模 型扩散标 准差 的计算
表１ 用Ｋ ｌ ｕ ｇ方法计算大气扩散标准差时所需参数
注： ｒ ｏ １ ３ １ ＂ ｙ 叮 分另 ｑ 为ｘ ． ｙ 、 ｚ 方 向扩散标准差。且 ｙ （ ｘ ）＝Ｒ 。 ｘ 、 Ｏ ＂ ｘ （ ｘ ） ＝ｏ ｒ ｙ （ ｘ ） 和ｏ ｒ ｔ （ ｘ ）＝Ｒ ｘ 。
ｃ— ｅ 卜
操作失误或其他原因可能导致上述物质发生短时间 泄漏 ， 并对周围居民和环境造成极大 的危害¨ 。日
常生 活 中 ， 由此类 易燃 易爆 物 质 泄漏 造 成 惨 重 损 失
的案例在 国内外屡见不鲜 Ｊ 。因此 ， 为了避免此类 事故的发生 ， 有必要进行相应 的风险评估工作 。
和理论依据 。
关键词 ： 改进 ； 高斯扩散模型 ； 短时间排放
中图分类号 ： ｘ ５ １ １
在天 然气 、 液 化石油 气 等石 油化 工行 业 中 ， 由于
为有效源高（ 排放高度与抬升高度之和） ， ｍ； 、 Ｙ 、 ＝ 为 空间点各方向的坐标 ， ｍ； 其 中， 为气体在时间 ｔ 内 的向下游传输 的距离 ， 标准差 是关于 的函数。 假 定 短 时排放 源 释放 的烟片是 由无数 个 首尾 相 接 的小 烟 团叠 加后 的结 果 ， 则 一段 时 间 内泄 漏 源 释 放气 体 的质量 为 ： ｄ Ｍ＝ ｑ （ ｔ ‘ ） ‘ （ ０ ≤￡ ‘ ≤ ｔ ， ） （ ２ ） 式中： ｔ 为任一烟团释放的时间， ｓ ； ｔ ｒ 为烟团释放的 总时间 ， ｓ ； ｇ （ ￡ ） 为其释放率， ｇ ／ ｓ 。 将（ ２ ） 式代人（ １ ） 式并积分可得某一时刻 ， 污染 物在 扩散 空 间一点 的浓 度为 ：
半导体工艺与制造技术习题答案(第三章)
4.从原子扩散的角度举例说明氧化增强扩散和氧化阻滞扩散的机理。
氧化增强扩散机理：硅氧化时，在 Si-SiO2 界面附近产生了大量的间隙 Si 原子，过剩的间 隙 Si 原子可以和替位 B 相互作用，从而使原来处于替位的 B 变为间隙 B。当间隙 B 的近邻 晶格没有空位时，间隙 B 就以间隙方式运动；如果间隙 B 的近邻晶格出现空位时，间隙 B 又可以进入空位变为替位 B。这样，杂质 B 就以替位-间隙交替的方式运动，其扩散速度比 单纯的替位式扩散要快。 氧化阻滞扩散 机理： 用锑代替硼的扩散实验表明，氧化区正下方锑的扩散结深小于保护区 下方的扩散结深，说明在氧化过程中锑的扩散被阻滞。这是因为控制锑扩散的主要机制是空
3.杂质原子的扩散方式有几种？它们各自发生的条件是什么？
答：杂质原子的扩散方式主要有替位式和间隙式两大类。其中替位式分为交换式和空位式。 交换式是由于相邻两原子有足够高的能量，互相交换位置；空位式是由于有晶格空位，相邻 原子能够移动过来。间隙式分为挤出机制和 Frank-Turnbull 机制，挤出机制中，杂质原子踢 出晶格位置上的原子，进入晶格位置；Frank-Turnbull 机制中，杂质原子以间隙的方式进行 扩散运动，遇到空位可被俘获，成为替位杂质。
菲克第二定律表达式为：
针对不同边界条件求出该方程的解，可得出杂质浓度 C 的分布，即 C 与 x，t 的关系。
6.分别写出恒定表面源扩散和有限表面源扩散的边界条件、初始条件、扩散杂质 的分布函数，简述这两种扩散的特点。
答：（1）恒定表面源扩散 边界条件： 初始条件： 扩散杂质的分布函数，服从余误差分布
特点： 杂质分布形式：表面杂质浓度 Cs；时间、温度与扩进杂质总量； 结深：温度、时间与结深； 杂质浓度梯度：Cs 越大或 D 越小的杂质，扩散后的浓度梯度将越大。
氧化增强扩散机理：硅氧化时，在 Si-SiO2 界面附近产生了大量的间隙 Si 原子，过剩的间 隙 Si 原子可以和替位 B 相互作用，从而使原来处于替位的 B 变为间隙 B。当间隙 B 的近邻 晶格没有空位时，间隙 B 就以间隙方式运动；如果间隙 B 的近邻晶格出现空位时，间隙 B 又可以进入空位变为替位 B。这样，杂质 B 就以替位-间隙交替的方式运动，其扩散速度比 单纯的替位式扩散要快。 氧化阻滞扩散 机理： 用锑代替硼的扩散实验表明，氧化区正下方锑的扩散结深小于保护区 下方的扩散结深，说明在氧化过程中锑的扩散被阻滞。这是因为控制锑扩散的主要机制是空
3.杂质原子的扩散方式有几种？它们各自发生的条件是什么？
答：杂质原子的扩散方式主要有替位式和间隙式两大类。其中替位式分为交换式和空位式。 交换式是由于相邻两原子有足够高的能量，互相交换位置；空位式是由于有晶格空位，相邻 原子能够移动过来。间隙式分为挤出机制和 Frank-Turnbull 机制，挤出机制中，杂质原子踢 出晶格位置上的原子，进入晶格位置；Frank-Turnbull 机制中，杂质原子以间隙的方式进行 扩散运动，遇到空位可被俘获，成为替位杂质。
菲克第二定律表达式为：
针对不同边界条件求出该方程的解，可得出杂质浓度 C 的分布，即 C 与 x，t 的关系。
6.分别写出恒定表面源扩散和有限表面源扩散的边界条件、初始条件、扩散杂质 的分布函数，简述这两种扩散的特点。
答：（1）恒定表面源扩散 边界条件： 初始条件： 扩散杂质的分布函数，服从余误差分布
特点： 杂质分布形式：表面杂质浓度 Cs；时间、温度与扩进杂质总量； 结深：温度、时间与结深； 杂质浓度梯度：Cs 越大或 D 越小的杂质，扩散后的浓度梯度将越大。
4 材料科学基础习题库-第4章-扩散
4 材料科学基础习题库-第4章-扩散4材料科学基础习题库-第4章-扩散4材料科学基础习题库-第4章-扩散第四章--蔓延1．在恒定源条件下820℃时，钢经1小时的渗碳，可得到一定厚度的表面渗碳层，若在同样条件下．要得到两倍厚度的渗碳层需要几个小时?2．在不能平衡蔓延条件之下800℃时，在钢中渗碳100分钟可以获得最合适厚度的渗碳层，若在1000℃时必须获得同样厚度的渗碳层，须要多少时间（d0=2.4×10m／sec：d1000℃=3×10m／sec）?4．在制造硅半导体器体中，常使硼扩散到硅单品中，若在1600k温度下．保持硼在硅单品表面的浓度恒定(恒定源半无限扩散)，要求距表面10-3cm深度处硼的浓度是表面浓度的一半，问需要多长时间（已知d1600℃=8×10cm/sec；当-122-122-112erfcx2dt=0.5x时，2dt≈0.5）？5．zn2+在zns中扩散时，563℃时的扩散系数为3×10-14cm2/sec;450℃时的扩散系数为1.0×10-14cm2/sec，求：1）蔓延的活化能和d0；2）750℃时的扩散系数。
6．实验册的相同温度下碳在钛中的扩散系数分别为2×10-9cm2/s(736℃)、5×10-9cm2/s(782℃)、1.3×10-8cm2/s(838℃)。
a)恳请推论该实验结果与否合乎d=d0exp(-∆g)rt，b)请计算扩散活化能（j/mol℃），并求出在500℃时的扩散系数。
7．在某种材料中，某种粒子的晶界扩散系数与体积扩散系数分别为dgb=2.00×10-10exp（-19100/t）和dv=1.00×10-4exp(-38200/t)，就是求晶界扩散系数和温度扩散系数分别在什么温度范围内占优势？8.若想说道蔓延定律实际上只要一个，而不是两个？9.要想在800℃下使通过α－fe箔的氢气通气量为2×10-8mol/(m2·s),铁箔两侧氢浓度分别为3×10-6mol/m3和8×10-8mol/m3，若d=2.2×10-6m2/s,试确定：（1）所须要浓度梯度；（2）所需铁箔厚度。
第7章 化学品泄露与扩散模型 - 2
100
向运动较小。
0
图7-9 昼间和夜间空气温度随高度的变化，
-1
1
3
5
7
9
11
温度梯度影响空气的垂直运动
温度 摄氏度
7. 3 扩散方式及扩散模型
7.3.1 扩散方式及其影响因素 稳定度划分：不稳定、中性和稳定 划分标准：对地面加热速度与地面散热速度相对快慢 （1）加热速度＞地面散热速度 地面附近的空气温度比高处的空气温度高，地表附近空气的密度小，上层空 气密度大，密度小的空气在这种浮力作用下上升，导致大气不稳定。[晴天上 午9、10点后，肉眼会观测到地表升腾；春秋早晨水雾消散]。F浮＞F重 （2）加热速度=散热速度。热量对大气扰动很小，但很难长久保持。F浮=F重 （3）加热速度＜散热速度。地面附近的温度比高处空气的温度低，地表附近 空气密度大于高处空气的密度。F浮＜F重。重力影响抑制了大气机械湍流。
• 求解液体蒸发比例，有：
fv mv / m 1 exp Cp (T0 Tb ) / Hv
(7-60) (7-61)
7.2.3 液体闪蒸
【例7-6】闪蒸计算 • 1 kg饱和水储存在温度为177°C的容器中，容器破裂，压力下降到
1atm，计算水的蒸发比例。 • 解：
• 对于100◦C下的液体水： Cp=4.2 kJ/(kg·◦C )； △Hv=2252.2 kJ/kg
预测的Ma1 式子左边的值
0.20 -8.48
0.25 -0.007
• 根据最近一次预测的Ma1值计算结果接近于零，因此由式（728）：
7.2.2 气体或蒸气泄露
• 由式（7-35）和式（7-36）得：
7.2.2 气体或蒸气泄露
• 为确保是塞流，管道出口处的压力必须小于340kPa，由式（7-38） 计算单位面积质量流量：
泄露扩散模型
Q AC0 2 gz0
2 pg
gC02 A2
A0
t
储罐
（2.15）
根据式（2.15）可以求出不同时间的泄漏质量流量。 【例 3-2 】如图 3-7 所示为某一盛装丙酮液体的储罐，上部装有呼 吸阀与大气连通。在其下部有一泄漏孔，直径 4cm，已知丙酮的密度为 800kg·m-3 （1）最大泄漏量； （2）泄漏质量流量随时间变化的表达式； （3）最大泄漏时间； （4）总泄漏量随时间变化的表达式。 图 2.7
附件 弯头 90° 附件描述 标准（r/D=1）的，带螺纹的
K1
K
0.40
800
7
标准（r/D=1）的，用法兰连接/焊接 长半径（r/D=1.5） ，所有类型 斜接的（r/D=1.5） ：1. 焊缝（90°） 2. 焊缝（45°） 3. 焊缝（30°） 4. 焊缝（22.5°） 5. 焊缝（18°） 标准（r/D=1）的，所有类型 45° 长半径（r/D=1.5） 斜接的：1. 焊缝（45°） 2. 焊缝（22.5°） 标准（r/D=1）的，带螺纹的 180° 标准（r/D=1）的，用法兰连接/焊接 长半径（r/D=1.5） ，所有类型 标准的，带螺纹的 长半径，带螺纹的 作弯头 用 标准的，用法兰连接/焊接 短分支 带螺纹的 用法兰连接/焊接 短分支 附件 闸阀、 球 阀、 旋塞 阀 球心阀 阀门 隔膜阀、 蝶阀 全尺寸， 1.0 缩减尺寸， 0.9 缩减尺寸， 标准的 斜角或 Y 形 Dam（闸坝）类型 提升阀 止回阀 回转阀 倾斜片状阀 附件描述
Pg
10m 4m A0
储罐上的小孔泄漏
3）液体经过管道泄漏的泄漏量计算 如图 2.8 所示，在化工生产中，通常采用圆形管道输送液体，沿管道的压力梯度是液体
电子教案与课件：《化工安全概论(第三版)》 第七章 化学品泄漏与扩散模型
9
Q (kg/s)
0.9
1.5 0.8
2.0
0.7
1.5
1.0
0.6
Q (kg/s)
Q (kg/s)
1.0
0.5
0.5 0.4
0.5 0.3
0.0
0.0
0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
2
4
6
8
10
0
2
4
6
8
10
d (cm)
t (h)
P (atm)
泄漏时间、小孔半径和系统压力对泄漏速率的影响
液体通过小孔泄漏的质量流量Qm: Qm uA ACo 2 gcPg
Qm =mass flow rate in kg/s A =cross-sectional area in m2 r =density in kg/m3 gc=gravitational constant = 1 m.kg/(N.s2) Pg=Pa
消除溢出和释放的危险程度。
事故后果分析
在毒物释放模型预测的基础上，可以有各种各样 的选择，例如： 1. 制定周围社会的紧急反应计划； 2. 进行工程修改以消除释放源； 3. 将潜在的释放围起来，增加适当的排泄洗涤器 或其他的蒸气排放设备； 4. 减少有害物质的贮存量以减少释放量； 5. 增加区域监测仪器，检测释放量，准备隔断阀 和工程控制器来消除溢出和释放的危险程度。
由以上方程得出平均流出速率: u C1
2g c Pg
定义新的流出系数定义为:Co C1
平均流出速率:
u Co
2gc Pg
流ห้องสมุดไป่ตู้系数C0为：对于锋利的小孔和雷诺数大 于30000的情况，C0近似取0.61；对于圆滑的 喷嘴，流出系数可近似取1；对于与容器连接 的短管(即长度与直径之比小于3)，流出系数 近似取0.81；当流出系数不知道或不能确定时 ，取1.0使计算结果最大化。
Q (kg/s)
0.9
1.5 0.8
2.0
0.7
1.5
1.0
0.6
Q (kg/s)
Q (kg/s)
1.0
0.5
0.5 0.4
0.5 0.3
0.0
0.0
0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
2
4
6
8
10
0
2
4
6
8
10
d (cm)
t (h)
P (atm)
泄漏时间、小孔半径和系统压力对泄漏速率的影响
液体通过小孔泄漏的质量流量Qm: Qm uA ACo 2 gcPg
Qm =mass flow rate in kg/s A =cross-sectional area in m2 r =density in kg/m3 gc=gravitational constant = 1 m.kg/(N.s2) Pg=Pa
消除溢出和释放的危险程度。
事故后果分析
在毒物释放模型预测的基础上，可以有各种各样 的选择，例如： 1. 制定周围社会的紧急反应计划； 2. 进行工程修改以消除释放源； 3. 将潜在的释放围起来，增加适当的排泄洗涤器 或其他的蒸气排放设备； 4. 减少有害物质的贮存量以减少释放量； 5. 增加区域监测仪器，检测释放量，准备隔断阀 和工程控制器来消除溢出和释放的危险程度。
由以上方程得出平均流出速率: u C1
2g c Pg
定义新的流出系数定义为:Co C1
平均流出速率:
u Co
2gc Pg
流ห้องสมุดไป่ตู้系数C0为：对于锋利的小孔和雷诺数大 于30000的情况，C0近似取0.61；对于圆滑的 喷嘴，流出系数可近似取1；对于与容器连接 的短管(即长度与直径之比小于3)，流出系数 近似取0.81；当流出系数不知道或不能确定时 ，取1.0使计算结果最大化。
lard泄漏与修复标准
lard泄漏与修复标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：Lard是一种用于烹饪和烘烤的动物脂肪，通常取自猪肉。
在厨房中使用lard可以为食物增添丰富的香味和口感，但如果出现泄漏，可能会造成严重的问题。
及时发现并修复lard泄漏至关重要。
本文将介绍有关lard泄漏的常见原因、如何进行修复以及预防措施。
一、lard泄漏的常见原因1. 老化或磨损的管道：由于长期使用或不当维护，管道可能会出现老化或磨损，从而导致lard泄漏。
2. 不当安装或连接：管道连接部分如果没有正确安装或密封，也容易导致lard泄漏。
3. 管道过载：过多的lard流过管道，超出其承载能力，也会引发泄漏。
4. 温度和压力变化：温度和压力的突然变化可能导致管道裂开或渗漏，进而造成lard泄漏。
5. 外力损坏：外界物体的碰撞或挤压可能会导致管道损坏，从而引发lard泄漏。
1. 及时发现泄漏：一旦发现lard泄漏，应立即停止使用相关设施，并寻找泄漏源头。
2. 排除泄漏部位：首先需要确认泄漏部位，并移除泄漏区域附近的所有人员和物品，确保安全。
3. 停止泄漏：尽可能减少泄漏量，可以通过关闭泄漏源头或采取其他措施来控制泄漏。
4. 清洁现场：在处理lard泄漏时，要确保现场清洁，避免扩散或二次污染。
5. 修复泄漏管道：根据泄漏原因，采取相应措施修复泄漏管道，确保安全和有效。
6. 检查和测试：修复完成后，需要对修复部位进行检查和测试，确保泄漏已经彻底修复。
1. 定期检查和维护管道：定期检查管道的状况，及时发现并修复潜在问题，预防lard泄漏发生。
2. 合理使用管道：避免管道过载，控制lard流量，确保管道能正常承载。
3. 加强管道安装和连接质量：确保管道安装和连接的质量良好，避免因不当安装导致lard泄漏。
4. 管道防腐蚀处理：定期对管道进行防腐蚀处理，延长使用寿命，降低泄漏风险。
5. 做好应急预案：建立健全的应急预案，储备相应物资和设备，提高处理lard泄漏的应对能力。
第7章 化学品泄露与扩散模型-1
L
P2 <P1 u2 =u1 Z2
P1
ρ=常数
u1
d
Z1
流体经管道流出
7.2 化学品泄露模型
7.2 化学品泄露模型
• （3）通过管道泄漏
• 对流经管道的液体，Kf为
f：范宁摩擦系数，L: 管长，d：管径 。 范宁摩擦系数f 是雷诺数Re和管道粗糙度ε的函数。具体关系式
及取值见表7-2与图7-3。
• （3）通过管道泄漏
• 2-K方法
管道附件，阀门及其他流动阻碍物；传统方法是在式（7-12） 中使用当量管长。一种改进的方法是使用2-K方法，使用实际 的流程长度而不是当量长度。
2-K方法由两个常数来定义压差损失系数。这两个常数即雷诺 数和管道内径。
������������
=
K1 ������������
7.2 化学品泄露模型
• （2）通过储罐上的孔洞泄漏 • 对于恒定截面积为A的储罐，储罐中小孔以上的液体总质量为：
• 储罐中的质量变化率为：
7.2 化学品泄露模型
• （2）通过储罐上的孔洞泄漏 • 将上式从初始高度hL0到任意高度hL进行积分，得到储罐中液面高
度随时间的变化函数：
• 得到任意时刻t所泄漏液体的质量流量：
7.2 化学品泄露模型
• （3）通过管道泄漏 • 2-K方法也可以用来描述液体通过孔洞的流出，流出系数的表达
式为 ：
• ∑Kf为所有压差损失相之和，包括：进口、出口、管长和附件。
7.2 化学品泄露模型
• （3）通过管道泄漏
• 如对于没有管道连接或附件的贮罐上的一个简单的孔，摩擦仅仅
是由孔的进口和出口效应引起的，对Re＞100000，进口的
第7章 化学品泄露与扩散模型
P2 <P1 u2 =u1 Z2
P1
ρ=常数
u1
d
Z1
流体经管道流出
7.2 化学品泄露模型
7.2 化学品泄露模型
• （3）通过管道泄漏
• 对流经管道的液体，Kf为
f：范宁摩擦系数，L: 管长，d：管径 。 范宁摩擦系数f 是雷诺数Re和管道粗糙度ε的函数。具体关系式
及取值见表7-2与图7-3。
• （3）通过管道泄漏
• 2-K方法
管道附件，阀门及其他流动阻碍物；传统方法是在式（7-12） 中使用当量管长。一种改进的方法是使用2-K方法，使用实际 的流程长度而不是当量长度。
2-K方法由两个常数来定义压差损失系数。这两个常数即雷诺 数和管道内径。
������������
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K1 ������������
7.2 化学品泄露模型
• （2）通过储罐上的孔洞泄漏 • 对于恒定截面积为A的储罐，储罐中小孔以上的液体总质量为：
• 储罐中的质量变化率为：
7.2 化学品泄露模型
• （2）通过储罐上的孔洞泄漏 • 将上式从初始高度hL0到任意高度hL进行积分，得到储罐中液面高
度随时间的变化函数：
• 得到任意时刻t所泄漏液体的质量流量：
7.2 化学品泄露模型
• （3）通过管道泄漏 • 2-K方法也可以用来描述液体通过孔洞的流出，流出系数的表达
式为 ：
• ∑Kf为所有压差损失相之和，包括：进口、出口、管长和附件。
7.2 化学品泄露模型
• （3）通过管道泄漏
• 如对于没有管道连接或附件的贮罐上的一个简单的孔，摩擦仅仅
是由孔的进口和出口效应引起的，对Re＞100000，进口的
第7章 化学品泄露与扩散模型