How to estimate the liquid leakage from ATM tank

Estimating the leakage flow rate allows the designer to understand the amount of fluid being lost from the system since the leakage of certain fluids, such as hazardous chemicals can pose safety risks to personnel and the surrounding environment. Hence, quantifying the leakage flow rate can help in the mitigation of those hazardous impacts.

For the liquid discharge, the density remains constant during the discharge, then the mechanical energy balance which is derived from the Open System Steady-State Energy Balance can be used to determine the discharge rate model.

The energy loss is represented by the friction loss occurs during transferring by using the below equation. The kf is the excess head loss from pipe, fitting, and other which are dimension less and can be determined by 2K methods.

In the turbulence flow (high Reynold number), the first term can be negligible, and kf of liquid entering the hole is 0.5 and exits the hole is 1.

Since the storage tank is atmospheric pressure, then the first term, differential pressure and initial velocity (V1) can be eliminated, then from the below equation, the exit velocity (V2) can be calculated by the reducing of the liquid level in storage tank.

The 2-K method presented above is a much more general approach. However, the alternative method which is also applicable to flow through an orifice plate can also be applied. This method will apply the discharge coefficient (Cd) which is equal to 0.61 for a sharp-edge orifice for the Reynolds number greater 30,000.

Below are the leakage rates from 10, 25, 50, and 100 mm diameters from the ATM storage tank which contains the hydrocarbon liquid density are 450, 800, 1000, and 1300 kg/m3 respectively.

PSM Liquid Leakage Calculator
Unpressurized Liquid Leakage Rate & Transient Emptying Time
คำนวณอัตราการไหล + จำลองระดับของเหลวลดลงตามเวลา (Time-series สำหรับ Plot กราฟ)
Engineering Tool
ระบบจะคำนวณอีกตัวแปรให้โดยอัตโนมัติจากพื้นที่หน้าตัดถัง
ต้อง > 0
ความสูงของของเหลวเริ่มต้นอ้างอิงจากก้นถัง
ระบบจะคำนวณความสูงเริ่มต้นจาก V/A
ต้องน้อยกว่าความสูงของของเหลวเริ่มต้น
ปกติ 0.6–0.65 สำหรับรูรั่วทั่วไป
ถังเปิดสู่บรรยากาศให้ใส่ 101325
ยิ่งเล็กยิ่งละเอียด แต่ข้อมูลเยอะขึ้น
หากเกินจะแสดง Warning (ปรับได้ตามเกณฑ์ของคุณ)
Results
อัปเดตผลลัพธ์ทันทีโดยไม่รีโหลดหน้า
Initial mass flow rate
kg/s
Initial liquid volume
Initial liquid mass
kg
Tank cross-sectional area
Total drain time
s
Total drain time
min
Transient Plot
แกนซ้าย: Liquid Level from Bottom (m) | แกนขวา: Mass flow rate (kg/s)

About

Prostask คือพื้นที่แบ่งปันความรู้และให้บริการที่ปรึกษาด้าน วิศวกรรมความปลอดภัยกระบวนการผลิต (Process Safety Engineering) Technical Risk และ Process Design โดยวิศวกรเคมีมืออาชีพที่มีประสบการณ์กว่า 20 ปีในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและโรงกลั่น โดยก่อตั้งขึ้นด้วยวัตถุประสงค์เพื่อยกระดับความรู้และมาตรฐานความปลอดภัยในวงการอุตสาหกรรมไทย ผ่านการนำเสนอเนื้อหาเชิงเทคนิค บทความวิเคราะห์ และเครื่องมือคำนวณทางวิศวกรรม (Technical Calculation Tools) ที่เป็นประโยชน์ต่อวิศวกรและผู้เกี่ยวข้องทุกระดับ เป้าหมายของเราคือการเป็นองค์ประกอบเล็กๆ ที่ช่วยขับเคลื่อนให้โรงงานอุตสาหกรรมในประเทศไทยมีความปลอดภัย ปกป้องชีวิตผู้ปฏิบัติงาน และอยู่ร่วมกับชุมชนได้อย่างยั่งยืน

Search

Discover more from PROcess Safety TASK

Subscribe now to keep reading and get access to the full archive.

Continue reading