Взрыв кипящей жидкости расширяющийся пар - Boiling liquid expanding vapor explosion

"Bleve" перенаправляется сюда. Для футболиста см. Марко Блеве.
Смотрите также: Взрыв котла и Паровой взрыв

Пламя вслед за горючей жидкостью BLEVE из танкер. BLEVE не обязательно связаны с огнем.

А кипящая жидкость расширяющийся пар взрыв (BLEVE, /ˈблɛvя/ BLEV-ее ) является взрыв вызванный разрывом сосуда, содержащего под давлением жидкость который достиг температуры выше его точка кипения.[1] [2]Поскольку температура кипения жидкости повышается с повышением давления, содержимое сосуда под давлением может оставаться жидким, пока сосуд не поврежден. Если целостность сосуда нарушена, потеря давления и падение температуры кипения могут вызвать быстрое превращение жидкости в газ и чрезвычайно быстрое расширение. Если газ также является горючим, как, например, с участием углеводороды и спирты, дальнейший ущерб может быть вызван последующим возгоранием.

Механизм

Есть три характеристики жидкостей, которые имеют отношение к обсуждению BLEVE:[нужна цитата ]

  1. Если жидкость в закрытой емкости закипает, давление внутри емкости увеличивается. Когда жидкость превращается в газ, она расширяется - это расширение в вентилируемом контейнере приведет к тому, что газ и жидкость займут больше места. В герметичном контейнере газ и жидкость не могут занимать больше места, поэтому давление возрастает. Сосуды под давлением, содержащие жидкости, могут достичь равновесия, при котором жидкость перестает кипеть, а давление перестает расти. Это происходит, когда в систему больше не добавляется тепло, либо потому, что она достигла температуры окружающей среды, либо потому, что было достигнуто установившееся равновесие между теплом, полученным от источника тепла, и теплом, потерянным в окружающую среду, либо потому, что он был удален источник тепла (в этом последнем случае и температура, и давление упадут, если тепло будет покидать систему).
  2. Температура кипения жидкости зависит от давления - высокое давление приведет к высокой температуре кипения, а низкое давление приведет к низкой температуре кипения. Обычный простой эксперимент - поместить чашку воды в вакуумную камеру, а затем снизить давление в камере, пока вода не закипит. При уменьшении давления вода закипит даже при комнатной температуре. Это работает в обоих направлениях - если давление превышает норму. атмосферное давление кипение горячей воды можно было подавить намного выше нормальной температуры. В система охлаждения современного двигателя внутреннего сгорания является типичным примером.
  3. Когда жидкость закипает, она превращается в газ. Образовавшийся газ занимает гораздо больше места, чем жидкость.

Как правило, BLEVE начинается с емкости с жидкостью, температура кипения которой выше нормальной атмосферного давления. Многие вещества обычно хранятся в виде жидкостей, например CO2, пропан, и другие подобные промышленные газы имеют температуру кипения при атмосферном давлении, намного ниже комнатной температуры. В случае воды BLEVE может произойти, если камера с водой под давлением нагревается намного выше стандартных 100 ° C (212 ° F). Этот контейнер, поскольку кипящая вода создает в нем давление, может удерживать жидкость вода при очень высоких температурах.

Если сосуд под давлением, содержащий жидкость с высокой температурой (которая может быть комнатной температурой, в зависимости от вещества) разорвется, давление, препятствующее кипению жидкости, будет потеряно. Если разрыв является катастрофическим, когда сосуд сразу не может выдерживать какое-либо давление, тогда внезапно возникает большая масса жидкости, которая имеет очень высокую температуру и очень низкое давление. Это заставляет часть жидкости «мгновенно» закипать, что, в свою очередь, вызывает чрезвычайно быстрое расширение. В зависимости от температуры, давления и вовлеченного вещества это расширение может быть настолько быстрым, что его можно классифицировать как взрыв, полностью способный нанести серьезный ущерб окружающей среде.

Пример воды

Например, в резервуаре с жидкой водой под давлением, поддерживаемой при температуре 204,4 ° C (400 ° F), давление может быть на 1,7 МПа (250 фунтов на кв. Дюйм) выше атмосферного («манометрического») давления. Если бы резервуар, содержащий воду, разорвался, на короткое время существовал бы объем жидкой воды, равный:

  • атмосферное давление
  • температура 204,4 ° C (400 ° F).

При атмосферном давлении точка кипения воды составляет 100 ° C (212 ° F) - жидкой воды при атмосферном давлении не существует при температурах выше 100 ° C (212 ° F). В этот момент вода закипит и превратится в пар со взрывом, а жидкая вода с температурой 204,4 ° C (400 ° F), превратившаяся в газ, займет значительно больший объем (≈1600 раз), чем в жидком состоянии, что приведет к образованию пара. взрыв. Такие взрывы могут произойти, когда перегретая вода Котел вырывается через трещину в котле, вызывая взрыв котла.

BLEVE без химических реакций

BLEVE не обязательно должен быть химическим взрывом, и не обязательно должен быть пожар: однако, если легковоспламеняющееся вещество подвергается воздействию BLEVE, оно также может подвергаться интенсивному нагреву либо от внешнего источника тепла, которое могло вызвать разрыва сосуда или от внутреннего источника локального нагрева, такого как трение кожи. Это нагревание может вызвать воспламенение горючего вещества. зажигать, добавляя вторичный взрыв, вызванный первичным BLEVE. Хотя эффект взрыва любого BLEVE может быть разрушительным, воспламеняющееся вещество, такое как пропан, может значительно усугубить опасность.

Bleve Explosion.svg

Хотя термин BLEVE чаще всего используется для описания результатов разрыва контейнера с легковоспламеняющейся жидкостью в результате пожара, BLEVE может произойти даже при отсутствиилегковоспламеняющийся вещество, такое как вода,[3] жидкий азот,[4] жидкий гелий или другой хладагенты или криогены, и поэтому обычно не считается типом химический взрыв. Обратите внимание, что в случае сжиженных газов BLEVE также могут быть опасными из-за быстрого охлаждения из-за поглощения энтальпия испарения (например, обморожения) или из-за возможных удушье если большой объем газа производится и не рассеивается быстро (например, внутри здания или в желобе в случае газов тяжелее воздуха) или из-за токсичности выделяемых газов.

Пожары

BLEVE могут быть вызваны внешним возгоранием вблизи емкости для хранения, вызывающим нагрев содержимого и повышение давления. Хотя резервуары часто проектируются, чтобы выдерживать большое давление, постоянный нагрев может привести к ослаблению металла и, в конечном итоге, к разрушению. Если бак нагревается в месте, где нет жидкости, он может разорваться быстрее, если жидкость не поглотит тепло. Газовые баллоны обычно оснащены предохранительные клапаны которые сбрасывают избыточное давление, но бак все равно может выйти из строя, если давление не будет сброшено достаточно быстро.[1] Предохранительные клапаны рассчитаны на то, чтобы сбросить давление достаточно быстро, чтобы предотвратить повышение давления за пределы прочности сосуда, но не так быстро, чтобы стать причиной взрыва. Предохранительный клапан подходящего размера позволит жидкости внутри медленно закипать, поддерживая постоянное давление в сосуде до тех пор, пока вся жидкость не закипит и сосуд не опустеет.

Если вещество является легковоспламеняющимся, вероятно, что образовавшееся облако вещества воспламенится после того, как произойдет BLEVE, образуя огненный шар и, возможно, топливно-воздушный взрыв, также называемый взрыв облака пара (VCE). Если материалы токсичный, большая площадь будет загрязненный.[5]

Инциденты

Термин «BLEVE» был придуман тремя исследователями из Factory Mutual, при анализе аварии на одной из своих исследовательских установок в 1957 году с участием корпуса химического реактора.[6]

18 августа 1959 г. Управление пожарной охраны Канзас-Сити потерпел вторую по величине гибель при исполнении служебных обязанностей, когда во время пожара взорвался бензобак объемом 25 000 галлонов (95 000 литров). Юго-Западный бульвар, погибли 5 пожарных.

Примеры других инцидентов BLEVE включают:

[2]

Меры предосторожности

Некоторые меры по снижению пожара перечислены в разделе сжиженный газ.

Транспорт Канады опубликовал обучающий видеоролик для персонала аварийного реагирования и предотвращения BLEVE.[14] Они также советуют получить консультацию специалиста в канадском транспортном центре скорой помощи Transport Canada, CANUTEC.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б Клец, Тревор (Март 1970 г.). Критические аспекты безопасности и предотвращения потерь. Лондон: Баттерворт-Хайнеманн. С. 43–45. ISBN  0-408-04429-2.
  2. ^ «Что нужно знать пожарным о BLEVE». FireRescue1. Получено 8 октября 2020.
  3. ^ «Клапаны сброса температуры и давления на водонагревателях: проверка, проверка, замена, руководство по ремонту». Inspect-ny.com. Получено 12 июля 2011.
  4. ^ Жидкий азот BLEVE demo
  5. ^ «Безопасность химических процессов» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 20 июля 2011 г.. Получено 12 июля 2011.
  6. ^ Дэвид Ф. Петерсон, BLEVE: факты, факторы риска и заблуждения, Журнал «Пожарная техника» (2002).
  7. ^ "ГОСУДАРСТВЕННЫЙ EX REL. VAPOR CORP. Против НАРИК". Верховный апелляционный суд Западной Вирджинии. 12 июля 1984 г.. Получено 16 марта 2014.
  8. ^ https://abc7ny.com/news/3-hurt-1-critically-in-paramus-animal-hospital-explosion/547584/
  9. ^ "Взрыв кипящей жидкости расширяющимся паром https://www.csb.gov/assets/1/20/factual_investigative_update1.pdf? 16181
  10. ^ «В результате взрыва автоцистерны в Болонье двое погибли». 6 августа 2018 г.. Получено 6 августа 2018.
  11. ^ «Танкер взорвался на дороге в районе аэропорта Болоньи». 6 августа 2018 г.. Получено 8 августа 2018.
  12. ^ BLEVE
  13. ^ а б c «Меры безопасности BLEVE» (PDF). noaa.gov. Национальное управление океанических и атмосферных исследований. 2016. В архиве (PDF) из оригинала 22 апреля 2020 г.. Получено 16 июля 2020.
  14. ^ а б c d «BLEVE - Реагирование и предотвращение». tc.canada.ca. Транспорт Канады. В архиве из оригинала 17 июля 2020 г.. Получено 16 июля 2020.

внешние ссылки