Instantaneous flow rates overstate gas release determination

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Instantaneous flow rates overstate gas release determination

Beychok, M.R.

Im Falle von unbeabsichtigten Gasfreisetzungen ist es erforderlich, die Strömungsrate zu bestimmen. Früher wurde allgemein eine Anfangsströmungsgeschwindigkeit nach Quellengliedmodellen berechnet, die zu hohe Werte angibt. Es sind verbesserte Luftdispersionsmodelle nötig, die eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit aus der Berechnung der zeitabhängigen Abnahme von Druck, Temperatur und Gasgewicht während der Freisetzung ermitteln. Das 1995 veröffentlichte Modell von Rasouli und Williams beschreibt die gedrosselte Gasströmung aus einem Drucksystem. Es wird mit dem 1960 veröffentlichten Modell von Bird, Stewart und Lightfoot für denselben Vorgang verglichen. Als Beispiel wird Methan in einem Druckbehälter bei 3430 psia und einem Leck von 0,5 Zoll Durchmesser betrachtet. Das jüngere Modell berechnet Druckwerte für Zeitinkremente und daraus Temperaturwerte sowie das Gewicht des verbleibenden Gases. Das ältere Modell kommt mit einfacheren Gleichungen als Funktionen der Ausgangswerte aus. Profile der zeitabhängigen Abnahme von Druck, Temperatur und Gasgewicht nach beiden Modellen zeigen einen identischen Verlauf. Es zeigt sich, daß die Strömungsrate während der ersten 30 s des Gasaustritts mit 6,3 lb/s vielfach höher ist als während der letzten 30 s mit 0,1 lb/s. Die mittlere Gasaustrittsrate liegt mit 1,6 lb/s deutlich unter dem Anfangswert.