ประโยชน์หลักของการเปลี่ยนจากการคำนวณแบบคงที่ (Steady-state) ไปเป็นการคำนวณแบบแปรผันตามเวลา (Transient หรือ Time-dependent Outflow) มีดังนี้:
1. ป้องกันการประเมินความรุนแรงที่เกินจริงและการออกแบบที่เกินความจำเป็น (Avoid Overestimation and Overdesign) การคำนวณแบบ Steady-state มักจะอิงจาก “อัตราการปล่อยสูงสุด ณ วินาทีแรกที่เกิดการรั่วไหล” แล้วสมมติให้ค่านี้คงที่ตลอดกระบวนการ ซึ่งถือเป็นแนวทางที่อนุรักษ์นิยม (Conservative) มากเกินไป ในความเป็นจริง เมื่อมวลของสารรั่วไหลออกไป ความดันและอุณหภูมิในภาชนะจะลดลง ส่งผลให้อัตราการไหลลดลงตามไปด้วยอย่างต่อเนื่อง การใช้โมเดลแบบ Transient จึงให้ผลลัพธ์ของความเข้มข้นของก๊าซและผลกระทบที่สมจริงกว่า ช่วยลดปัญหาการออกแบบมาตรการบรรเทาเหตุหรือระบบความปลอดภัยที่ใหญ่และสิ้นเปลืองงบประมาณเกินความจำเป็น (Overdesign)
2. ประเมินการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติทางฟิสิกส์ได้อย่างแม่นยำ (Track Dynamic Physical Properties) การใช้วิธีคำนวณแบบวนลูปตามช่วงเวลา (Numerical approach) ในแบบจำลอง Transient สามารถติดตามการลดลงของปริมาตร ความหนาแน่น และอุณหภูมิที่เกิดจากการขยายตัวของก๊าซ (Expansion) ได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังสามารถปรับค่าคุณสมบัติทางฟิสิกส์ต่างๆ ให้สอดคล้องกับความดันและอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป ซึ่งการคำนวณแบบสมการรวบยอด (Analytical equations) ไม่สามารถทำได้ละเอียดเท่า
3. รองรับความไม่ต่อเนื่องและการเปลี่ยนแปลงสภาวะฉับพลัน (Handling Discontinuities) แบบจำลอง Transient สามารถประเมินความไม่ต่อเนื่องในระบบได้อย่างราบรื่น ตัวอย่างเช่น เมื่อก๊าซหรือของเหลวไหลออกไปเรื่อยๆ จนระดับของเหลวในถังลดลงต่ำกว่าจุดที่เกิดรอยรั่ว (Hole/Pipe connection) ลักษณะการไหลจะเปลี่ยนสภาวะทันที การคำนวณแบบแบ่งช่วงเวลาจะช่วยให้ระบบสามารถจัดการจุดเปลี่ยนผ่านเหล่านี้ได้
4. มีประโยชน์ต่อการวางแผนตอบโต้เหตุฉุกเฉิน (Emergency Response and Mitigation) เมื่อสามารถประเมินได้ว่าอัตราการไหลลดลงอย่างไรตามเวลา วิศวกรจะสามารถประเมินระยะเวลาที่ก๊าซจะรั่วไหลจนหมด หรือประเมินประสิทธิภาพของระบบความปลอดภัยและการเข้าแทรกแซงของพนักงานได้ (เช่น การประเมินปริมาณก๊าซที่รั่วหากระบบปิดวาล์วฉุกเฉินทำงานที่ 5 นาที หรือ 10 นาทีหลังเกิดเหตุ) ซึ่งการจำลองแบบแบ่งช่วงเวลา (Time segments) จะให้ข้อมูลที่มีประโยชน์ต่อการวิเคราะห์มากกว่า
Gas Release Calculation
Input Parameters (SI)
SI Unit Conversion Guide ▼
| ตัวแปร | หน่วยที่ต้องกรอก (SI) | สูตร/ตัวคูณแปลงหน่วยที่พบบ่อย → SI |
|---|---|---|
| Vessel Volume (V) | m³ |
1 ft³ = 0.0283168466 m³ 1 L = 0.001 m³ |
| Pressure (P₀, Pa) | Pa (absolute) |
1 bar = 100000 Pa 1 kPa = 1000 Pa 1 MPa = 1000000 Pa 1 psi = 6894.757 Pa |
| Temperature (T₀) | K | K = °C + 273.15 |
| Hole Diameter (dh) | m |
1 mm = 0.001 m 1 in = 0.0254 m |
| Molecular Weight (Wg) | kg/mol | kg/mol = (g/mol) / 1000 |
| Cv | J/(kg·K) |
1 kJ/(kg·K) = 1000 J/(kg·K) 1 Btu/(lbm·°R) ≈ 4186.8 J/(kg·K) |
| Cd, γ | Dimensionless | ไม่ต้องแปลงหน่วย |
| Time Step (dt), Closing Time | s | 1 min = 60 s |
| ผลลัพธ์: Mass Flow Rate | kg/s | 1 lb/s = 0.45359237 kg/s |
| ผลลัพธ์: Total Release Mass | kg | 1 lb = 0.45359237 kg |
Results
| Time (s) | Pressure (Pa) | Temperature (K) | Mass Flow Rate (kg/s) |
|---|
Hydrocarbon Gas or Vapor Properties
