6 / 20
О.Я. Черемных
6
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2018
в теплообменнике и сброс в атмосферу проводить со скоростью
,
ис-
ключающей возможность самоподдерживающего горения сбрасывае-
мого в атмосферу газа. Диапазон изменения
описывается эмпири-
ческой зависимостью
0
1
16 000
ω ,
d
где
3
0
(4...6)10
d
— внутренний диаметр трубки, мм;
1
— ско-
рость звука при температуре сбрасываемого газа, м/с.
При данном условии истечения газа реализуется процесс течения
струи, при котором осевая скорость в любой точке области струи при
любом составе газовоздушной смеси в данной точке должна соответ-
ствовать значению скорости
из приведенного диапазона ее измене-
ний. Это обусловливает отсутствие самоподдерживающего горения
дренажируемого газа даже при наличии источника инициирования,
что подтверждено экспериментально.
Выбранные диаметры трубок (4…16 мм) характеризуют дренаж-
ную трубку малого диаметра. Как показывают пневмогидравлические
расчеты, эти диаметры являются оптимальными. За их пределами при
диаметре трубки менее 4 мм значительно увеличивается время дрена-
жа, а при диаметре более 16 мм не выполняются условия сброса газа,
что может приводить к горению дренажируемого газа даже при слу-
чайном инициировании. Для проявления этого эффекта воздушное
пространство, занимаемое истекающей газовоздушной струей, должно
быть свободным, т. е. из него следует исключить какие-либо предме-
ты, тормозящие поток. Данное пространство, называемое свободным,
представляет собой усеченный конус, размеры которого находят по
известным зависимостям. Оно определяет ряд конструктивных пара-
метров, например расположения патрубков сброса на транспортном
средстве и непосредственно места сброса.
Экспериментальную отработку режимов сброса паров СПГ про-
водили на штатном блоке дистанционного управления (БДУ) вагона-
цистерны модели 15-147У для транспортировки жидкого этилена
и СПГ на специальном стенде. Установили, что условия сброса паров
через четыре патрубка диаметром 9 мм с последующим переключе-
нием на два патрубка того же диаметра являются оптимальными для
данного объема сосуда вагона-истерны (65 м
3
) и поддерживаемого
рабочего давления (0,5 МПа). Время сброса паров в атмосферу соста-
вило 17 ч до давления 0,15 МПа. При этом следует обращать внима-
ние на необходимость предотвращения диффузионного проникнове-
ния атмосферного воздуха в емкость. В других случаях, т. е. при
концевых патрубках диаметром 10, 12 и 16 мм, время сброса умень-
шается соответственно в 1,2; 1,4 и 2,2 раза, но это обусловливает зна-
чительное усложнение конструкции устройства.