Химия - Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости

Взрыв автоцистерны по типу BLEVE

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. Взрыв происходит по следующей схеме:

1. Газовая фаза начинает выходить в атмосферу. Давление в сосуде резко падает.
2. Падение давления переводит жидкость в перегретое состояние. Происходит объёмное вскипание жидкости, увеличивается её объём, выделяется большое количества газа. Давление резко возрастает, порождая ударные волны.
3. 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.

Схема взрыва
     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. 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.