Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости — тип взрыва сосуда с жидкостью, находящейся под давлением. Такой взрыв обозначается акронимом BLEVE — от англ. Boiling liquid expanding vapour explosion.
Взрыв данного типа происходит при разрушении сосуда, содержащего жидкость, нагретую выше температуры кипения при атмосферном давлении (перегретую жидкость). Взрыв происходит по следующей схеме:
- Газовая фаза начинает выходить в атмосферу. Давление в сосуде резко падает.
- Падение давления переводит жидкость в перегретое состояние. Происходит объёмное вскипание жидкости, увеличивается её объём, выделяется большое количества газа. Давление резко возрастает, порождая ударные волны.
- Под действием кипения и потока газа из сосуда также выносятся частицы жидкости, создавая аэрозольное облако. В дальнейшем, происходит его перемешивание с окружающим воздухом. Если вещество является горючим, может произойти его возгорание с образованием огненного шара, в определённых условиях возможен также объёмный взрыв.
1 — падение давления из-за разрушения стенки; 2 — быстрое вскипание и повышение давления; 3 — разрушение сосуда и образование облака газа
В процессе кипения теплота перегрева расходуется на парообразование. При отсутствии подвода теплоты это приведет к охлаждению жидкости до температуры кипения, снижению интенсивности и, в конечном счёте, к прекращению кипения.
Наиболее опасны взрывы этого типа при пожарах рядом с сосудами, содержащими сжиженные газы, такие как бутан, пропан, СПГ (сжиженный природный газ). В этом случае действует несколько факторов, направленных на взрыв:
- Сжиженный газ уже при комнатной температуре находится в перегретом состоянии, его нагрев только повышает степень перегрева и вызывает рост давления в сосуде.
- Слой газа над жидкостью снижает теплоотвод от стенки и способствует её большему нагреву и снижению прочности.
- Облако, вышедшее из сосуда может быть сразу подожжено огнём или нагретыми предметами.
Для предотвращения опасности взрыва, сосуды обычно оснащаются предохранительными клапанами, которые позволяют постепенно стравливать давление в сосуде, сохраняя контроль над кипением жидкости, до того, как корпус разрушится из-за избыточного давления.
См. также
Литература
- Якуш Сергей Евгеньевич. Гидродинамика и горение газовых и двухфазных выбросов в открытой атмосфере : диссертация ... доктора физико-математических наук : 01.02.05. — Москва, 2000. — 336 с.
- ГОСТ Р 12.3.047-98 — Государственный стандарт Российской федерации. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. // Приложение Ж. Метод расчета параметров волны давления при взрыве резервуара с перегретой жидкостью или сжиженным газом при воздействии на него очага пожара