Exploze par vroucí kapaliny - Boiling liquid expanding vapor explosion

"Bleve" přeadresuje tady. Pro fotbalistu viz Marco Bleve.
Viz také: Výbuch kotle a Parní exploze

Plameny po hořlavé kapalině BLEVE z a tanker. BLEVE nemusí nutně zahrnovat oheň.

A exploze páry vroucí kapaliny (BLEVE, /ˈblɛprotiiː/ BLEV-ee ) je exploze způsobené prasknutím cévy obsahující a pod tlakem kapalný který dosáhl teploty nad jeho bod varu.[1] [2]Protože teplota varu kapaliny stoupá s tlakem, může obsah tlakové nádoby zůstat kapalný, pokud je nádoba neporušená. Pokud je narušena integrita nádoby, ztráta tlaku a pokles teploty varu mohou způsobit rychlou přeměnu kapaliny na plyn a extrémně rychlou expanzi. Pokud je plyn také hořlavý, jako je tomu např. s uhlovodíky a alkoholy, následný požár může způsobit další škody.

Mechanismus

Existují tři charakteristiky kapalin, které jsou relevantní pro diskusi o BLEVE:[Citace je zapotřebí ]

  1. Pokud se kapalina v uzavřené nádobě vaří, zvyšuje se tlak uvnitř nádoby. Jak se kapalina mění na plyn, expanduje - tato expanze ve větrané nádobě by způsobila, že plyn a kapalina zabírají více místa. V uzavřené nádobě nejsou plyn a kapalina schopny zabírat více místa, a tak stoupá tlak. Tlakové nádoby obsahující kapaliny mohou dosáhnout rovnováhy, kdy kapalina přestane vřít a tlak přestane stoupat. K tomu dochází, když se do systému nepřidává žádné další teplo, buď proto, že dosáhlo teploty okolí, nebo proto, že bylo dosaženo rovnovážného stavu rovnováhy mezi teplem přijatým ze zdroje tepla a teplem ztraceným do okolí, nebo proto, že byl odstraněn zdroj tepla (v tomto druhém případě poklesne jak teplota, tak tlak, pokud je umožněno odchodu tepla ze systému).
  2. Teplota varu kapaliny závisí na tlaku - vysoké tlaky způsobí vysoké teploty varu a nízké tlaky nízké teploty varu. Běžným jednoduchým experimentem je umístit šálek vody do vakuové komory a poté snižovat tlak v komoře, dokud voda nevře. Snížením tlaku bude voda vřít i při pokojové teplotě. To funguje oběma způsoby - pokud je tlak zvýšen nad normální hodnotu atmosférické tlaky, var horké vody mohl být potlačen daleko za normální teploty. The chladící systém běžným příkladem je moderní spalovací motor.
  3. Když kapalina vře, promění se v plyn. Výsledný plyn zabírá mnohem více místa než kapalina.

Typicky BLEVE začíná nádobou s kapalinou, která se udržuje nad normální teplotou varu za atmosférického tlaku. Mnoho látek běžně skladovaných jako kapaliny, jako např CO2, propan a další podobné průmyslové plyny mít teploty varu, za atmosférického tlaku, hluboko pod pokojovou teplotou. V případě vody může dojít k BLEVE, pokud je tlaková komora s vodou ohřátá daleko nad standardních 100 ° C (212 ° F). Tato nádoba, protože na ni vroucí voda tlačí, je schopna pojmout kapalný voda při velmi vysokých teplotách.

Pokud tlaková nádoba obsahující kapalinu o vysoké teplotě (což může být pokojová teplota, v závislosti na látce) praskne, ztratí se tlak zabraňující varu kapaliny. Pokud je prasknutí katastrofické, kdy je nádoba okamžitě neschopná udržovat jakýkoli tlak, pak najednou existuje velká hmota kapaliny, která má velmi vysokou teplotu a velmi nízký tlak. To způsobí, že část kapaliny „okamžitě“ vře, což zase způsobí extrémně rychlou expanzi. V závislosti na teplotách, tlacích a použité látce může být tato expanze tak rychlá, že ji lze klasifikovat jako explozi a je plně schopná způsobit vážné škody na svém okolí.

Příklad vody

Například nádrž na stlačenou kapalnou vodu udržovanou na 204,4 ° C (400 ° F) může být natlakována na 1,7 MPa (250 psi) nad atmosférický tlak („měřidlo“). Pokud by nádrž obsahující vodu praskla, na krátkou chvíli by existoval objem kapalné vody, který by byl na:

  • atmosférický tlak
  • teplota 204,4 ° C (400 ° F).

Při atmosférickém tlaku je bod varu vody 100 ° C (212 ° F) - kapalná voda při atmosférickém tlaku neexistuje při teplotách vyšších než 100 ° C (212 ° F). V tu chvíli se voda vařila a výbušně se proměnila v páru a kapalná voda o teplotě 204,4 ° C (400 ° F) přeměněná na plyn by zabírala podstatně větší objem (≈ 1600krát) než kapalina, což způsobilo páru exploze. K takovým výbuchům může dojít, když přehřátá voda a Kotel unikne trhlinou v kotli a způsobí a exploze kotle.

BLEVEs bez chemických reakcí

BLEVE nemusí být chemická exploze, ani nemusí existovat požár: pokud je však hořlavá látka vystavena BLEVE, může být také vystavena intenzivnímu ohřevu, buď z vnějšího zdroje tepla, který mohl způsobit prasknutí nádoby na prvním místě nebo z vnitřního zdroje lokalizovaného ohřevu, jako je kožní tření. Toto zahřátí může způsobit hořlavou látku zapálit, přidáním sekundární exploze způsobené primárním BLEVE. Zatímco účinky jakéhokoli BLEVE mohou být ničivé, hořlavá látka, jako je propan, může významně zvyšovat nebezpečí.

Bleve explosion.svg

Zatímco termín BLEVE se nejčastěji používá k popisu výsledků prasknutí nádoby s hořlavou kapalinou v důsledku požáru, BLEVE může nastat i přihořlavý látky jako voda,[3] tekutý dusík,[4] tekuté hélium nebo jiný chladiva nebo kryogeny, a proto se obvykle nepovažuje za typ chemická exploze. Pamatujte, že v případě zkapalněných plynů mohou být BLEVE také nebezpečné kvůli rychlému ochlazení v důsledku absorpce entalpie odpařování (např. omrzliny) nebo z důvodu možného udušení pokud se produkuje velké množství plynu a nedochází k jeho rychlé dispergaci (např. uvnitř budovy nebo v korytě v případě plynů těžších než vzduch) nebo z důvodu toxicity produkovaných plynů.

Požáry

BLEVE mohou být způsobeny vnějším požárem v blízkosti skladovací nádoby, který způsobuje zahřívání obsahu a nárůst tlaku. Zatímco nádrže jsou často konstruovány tak, aby vydržely velký tlak, neustálé zahřívání může způsobit oslabení kovu a nakonec jeho selhání. Pokud je nádrž ohřívána v oblasti, kde není kapalina, může prasknout rychleji, aniž by kapalina absorbovala teplo. Plynové kontejnery jsou obvykle vybaveny pojistné ventily které odvzdušňují přetlak, ale nádrž může stále selhat, pokud se tlak neuvolní dostatečně rychle.[1] Pojistné ventily jsou dimenzovány tak, aby uvolňovaly tlak dostatečně rychle, aby se zabránilo zvýšení tlaku nad sílu nádoby, ale ne tak rychle, aby to bylo příčinou výbuchu. Vhodně dimenzovaný pojistný ventil umožní, aby kapalina uvnitř pomalu vařila a udržovala konstantní tlak v nádobě, dokud se veškerá kapalina nerozvarí a nádoba se nevyprázdní.

Pokud je daná látka hořlavá, je pravděpodobné, že se výsledný oblak látky vznítí poté, co došlo k BLEVE, čímž se vytvoří ohnivá koule a případně výbuch paliva a vzduchu, také nazývané a exploze oblaku par (VCE). Pokud jsou materiály toxický, bude velká plocha kontaminovaný.[5]

Incidenty

Termín „BLEVE“ vytvořili tři výzkumní pracovníci v Factory Mutual, při analýze nehody v jednom z jejich výzkumných zařízení v roce 1957, které se týkalo nádoby chemického reaktoru.[6]

Dne 18. Srpna 1959 Hasiči v Kansas City utrpěl druhou největší ztrátu na životech při plnění svých povinností, když při požáru na explodovala benzinová nádrž o objemu 25 000 galonů (95 000 litrů) Jihozápadní bulvár, zabíjet 5 hasičů.

Mezi příklady dalších incidentů BLEVE patří:

[2]

Bezpečnostní opatření

Některá opatření ke zmírnění požáru jsou uvedena pod zkapalněný ropný plyn.

Transport Kanada zveřejnil výcvikové video pro pracovníky reakce na mimořádné události, kteří mají reagovat na BLEVE a předcházet jim.[14] Rovněž doporučují, aby vám odborníci poradili v kanadském dopravním pohotovostním středisku Transport Canada, CANUTEC.

Viz také

Reference

  1. ^ A b Kletz, Trevor (Březen 1970). Kritické aspekty bezpečnosti a prevence ztrát. Londýn: Butterworth – Heinemann. 43–45. ISBN  0-408-04429-2.
  2. ^ „Co musí hasiči vědět o BLEVE“. FireRescue 1. Citováno 8. října 2020.
  3. ^ „Teplotní přetlakové ventily na ohřívačích vody: otestujte, zkontrolujte, vyměňte, opravte průvodce“. Inspect-ny.com. Citováno 12. července 2011.
  4. ^ Demo na kapalný dusík BLEVE
  5. ^ „Bezpečnost chemických procesů“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 20. července 2011. Citováno 12. července 2011.
  6. ^ David F. Peterson, BLEVE: Fakta, rizikové faktory a klamy, Časopis Fire Engineering (2002).
  7. ^ „STATE EX REL. VAPOR CORP. V. NARICK“. Nejvyšší odvolací soud v Západní Virginii. 12. července 1984. Citováno 16. března 2014.
  8. ^ https://abc7ny.com/news/3-hurt-1-critically-in-paramus-animal-hospital-explosion/547584/
  9. ^ „Exploze par vroucí kapaliny https://www.csb.gov/assets/1/20/factual_investigative_update1.pdf? 16181
  10. ^ „Výbuch cisterny v Boloni nechal dva mrtvé“. 6. srpna 2018. Citováno 6. srpna 2018.
  11. ^ „Tanker exploduje na silnici poblíž Boloňského letiště“. 6. srpna 2018. Citováno 8. srpna 2018.
  12. ^ BLEVE
  13. ^ A b C „Bezpečnostní opatření BLEVE“ (PDF). noaa.gov. Národní úřad pro oceán a atmosféru. 2016. Archivováno (PDF) z původního dne 22. dubna 2020. Citováno 16. července 2020.
  14. ^ A b C d „BLEVE - reakce a prevence“. tc.canada.ca. Transport Kanada. Archivováno z původního dne 17. července 2020. Citováno 16. července 2020.

externí odkazy