k = ísoentropic veldisvísir

Mikilvægi þess k fyrir öryggisventil

ritstýrt af Alessandro Ruzza

by Rentato Pintabona og Panio Colacicco

Stærð öryggisventla sem eru hönnuð til að losa lofttegundir eða gufur, samkvæmt lspesl safn „E“, krefst þekkingar á samhverfu veldisvísinum k við losunarskilyrði.

Kærulaus beiting á lspesl Collection „E“ kaflanum „E.1“ varðandi stærð öryggisventla getur leitt til ofmats á losunargetu ventla og rofskífa.

Þessi grein gefur nokkrar leiðbeiningar til að áætla gildi k fyrir raunverulegar lofttegundir og
undirstrikar mistökin með því að telja k jafnt og hlutfalli sérhita Cp/Cv

Fyrstu og gróf mistök sem ber að forðast er að nota formúluna í safni 'E', sem gildir fyrir lofttegundir eða gufur, í aðstæðum þar sem tveggja fasa losun af vökva og gasi/gufu á sér stað. Í slíkum tilfellum verða í raun og veru reiknuð þvermál án efa undirstærð miðað við raunverulega þörf.

Önnur villa, sem í mörgum tilfellum getur leitt til þess undirstærð öryggiskerfisins, er að gefa jafnhverfa veldisvísinum k gildi Cp/Cv hlutfallsins. Þó að fyrsta atriðið verði efni í röð síðari greina, viljum við hér gefa nokkrar gagnlegar vísbendingar til að reikna út samsætuveldisvísinn og sýna, í áþreifanlegum tilfellum, stærð villunnar sem hægt er að gera.

Ísóentropískt útstreymi í gegnum stút

Formúlan [1] sem er notað í safninu „E“, sem og á öðrum ítölskum [2] og erlendum [3] standVið útreikninga á öryggisventlum sem verða að losa lofttegundir eða gufur, er samþjöppunarútstreymi í gegnum stút við mikilvægar stökkskilyrði, sem fyrir kjörgas er:

þar sem expansiá stuðlinum C er gefinn með:

að vera k veldisvísir ísóentropic expansiá jöfnu:

Fluid	P1 (bar)	T1 (°C)	q' (kg/klst.)	q (kg/klst.)	(q'/q) x 100
metan	12	50	1472	1466	100.4
metan	23	200	2314	2267	102.1
Própan	12	100	2261	2181	103.7
Hexan	12	178	3099	2740	113.1
Hexan	23	220	6519	5111	127.5
Heptan	12	215	3232	2821	114.4

q'= flæðishraði reiknaður með k = Cp/Cv (20 °C, 1 atm)
q = rennsli reiknað með k = (Cp/Cv) • (Z/Zp)

Með því að kynna tilraunastuðulinn k af útstreymi öryggisloka, sem á heimsvísu tekur mið af raunverulegum útstreymisafköstum lokans, öryggisstuðulinn 0.9 og þjöppunarstuðulinn Z₁ fyrir hinn raunverulega vökva komum við að samsetningu safnsins „E“:

(1) [1]

Ísóentrópíski veldisvísirinn k má tjá sem:

[2]

Fyrir tilvalið gas, fyrir það P x V / R x T = 1 , það er sýnt fram á það k er jafnt hlutfalli Cp/Cv milli sérhita við stöðugan þrýsting og rúmmál.

Fyrir alvöru gas, k má tjá (sjá viðauka B) með:

[3]

þar sem Z er þjöppunarstuðullinn sem er skilgreindur með Z=P x V / R x T og Zp er „afleiddur þjöppunarstuðull“. Þegar formúlu er beitt [3], samkvæmt safni "E", verður að meta gildi Cp/Cv, Z og Zp við losunarskilyrði P₁ og T₁.

Afleiddi þjöppunarstuðullinn Zp er skilgreindur í formúlu [4] sem:

Þjöppunarstuðullinn Z má tjá sem:

[4]

og á svipaðan hátt má tjá sem:

[5]

þar sem gildi Z^0, Z^1, Zp^0, Zp^1 eru sett í töflu í viðauka A sem fall af Pr og Tr.

In [4] og [5], Ω er miðpunktsstuðull Pitzer skilgreindur af:

[10]

Þar sem Pr^SAT er lækkaður gufuþrýstingur sem samsvarar lækkuðu hitastigi Tr=T/Tc=0,7. Viðauki A sýnir Ω gildi sumra vökva. Z e Zp er einnig hægt að leiða beint úr greiningarjöfnu á ástandi.

Tölulegt dæmi

Ef við snúum okkur að tölulegu dæmi, segjum að við þurfum að reikna út losunargetu öryggisloka við eftirfarandi aðstæður:

Fluid		n-Butano
Líkamlegt ástand		ofhitnuð gufa
Sameindarmassi	M	58,119
Stilltu þrýsting	P	19,78 bar
Ofþrýstingur		10%
Vökvahiti	T	400 K
Útflæðisstuðull		0,9
Þvermál ops	Do	100 mm

losunarþrýstingurinn er gefinn af:

vera fyrir n-bútan: Tc=425,18 K og Pc=37,96 bar, við höfum:

og með því að nota töflurnar í viðauka A höfum við:

Með því að þekkja tiltekið rúmmál gufunnar við losunarskilyrði (P1, T1) jafnt og 0,01634 m^3/kg (0,0009498 m^3/g-mól), gætum við líka hafa reiknað Z út frá:

Miðað við hlutfall sérvarma við stöðugan þrýsting og rúmmál, við losunarskilyrði (P₁, T₁), jafnt og 1,36, frá formúlu [3] við höfum:

147060

Notkun formúlu [1], með útreikningi á rennsli

Að beita formúlu [1], sem var leyst fyrir útreikning á rennsli, höfum við losunarrennslisgildi upp á 147.060 kg / klst.

174848

Notkun formúlu [1] með því að nota gildi Cp/Cv við 1 atm og 20 °C

Ef við hefðum í staðinn notað gildi Cp/Cv við 1 atm og 20 °C, hefðum við haft k = 1,19 og úr formúlu [1] losunarflæðishraði upp á 174.848 kg / klst.

Þetta hefði leitt okkur til ofmetið útskriftina getu öryggislokans um u.þ.b 19%

VIÐVÖRUN:

Villan sem hægt er að gera með því að tengja gildið Cp/Cv á k getur verið mun hærri en í þessu dæmi.

YFIR 20%

Til að gefa hugmynd sýnir eftirfarandi tafla rennslishraða 18 mm ops fyrir önnur mettuð kolvetni, reiknuð í þessum tveimur tilfellum. Útreikningarnir voru gerðir með sérstakri þróunped hugbúnaður.

Fluid	P1 (bar)	T1 (°C)	q' (kg/klst.)	q (kg/klst.)	(q'/q) x 100
metan	12	50	1472	1466	100.4
metan	23	200	2314	2267	102.1
Própan	12	100	2261	2181	103.7
Hexan	12	178	3099	2740	113.1
Hexan	23	220	6519	5111	127.5
Heptan	12	215	3232	2821	114.4

Hugbúnaðurinn notar ekki formúlur [4] [5] en, frá og með breyttu Redlich og Kwong stöðujafna, reiknar út gildi jafnhverfa veldisvísis með því að nota varmafræðilega fylgni.

Mikilvægi ísóentrópísks veldisvísis k fyrir öryggisventla

k = ísoentropic veldisvísir

Mikilvægi þess k fyrir öryggisventil

ritstýrt af Alessandro Ruzza

by Rentato Pintabona og Panio Colacicco

Þessi grein gefur nokkrar leiðbeiningar til að áætla gildi k fyrir raunverulegar lofttegundir og
undirstrikar mistökin með því að telja k jafnt og hlutfalli sérhita Cp/Cv

Ísóentropískt útstreymi í gegnum stút

q'= flæðishraði reiknaður með k = Cp/Cv (20 °C, 1 atm)
q = rennsli reiknað með k = (Cp/Cv) • (Z/Zp)

Tölulegt dæmi

147060

Að beita formúlu [1], sem var leyst fyrir útreikning á rennsli, höfum við losunarrennslisgildi upp á 147.060 kg / klst.

174848

Ef við hefðum í staðinn notað gildi Cp/Cv við 1 atm og 20 °C, hefðum við haft k = 1,19 og úr formúlu [1] losunarflæðishraði upp á 174.848 kg / klst.

Þetta hefði leitt okkur til ofmetið útskriftina getu öryggislokans um u.þ.b 19%

VIÐVÖRUN:

Villan sem hægt er að gera með því að tengja gildið Cp/Cv á k getur verið mun hærri en í þessu dæmi.

YFIR 20%

Viðauki A og B
afleiðslu formúla

Partner

Mikilvægi ísóentrópísks veldisvísis k fyrir öryggisventla

k = ísoentropic veldisvísir

Mikilvægi þess k fyrir öryggisventil

ritstýrt af Alessandro Ruzza

by Rentato Pintabona og Panio Colacicco

Þessi grein gefur nokkrar leiðbeiningar til að áætla gildi k fyrir raunverulegar lofttegundir og undirstrikar mistökin með því að telja k jafnt og hlutfalli sérhita Cp/Cv

Ísóentropískt útstreymi í gegnum stút

q'= flæðishraði reiknaður með k = Cp/Cv (20 °C, 1 atm) q = rennsli reiknað með k = (Cp/Cv) • (Z/Zp)

Tölulegt dæmi

147060

Að beita formúlu [1], sem var leyst fyrir útreikning á rennsli, höfum við losunarrennslisgildi upp á 147.060 kg / klst.

174848

Ef við hefðum í staðinn notað gildi Cp/Cv við 1 atm og 20 °C, hefðum við haft k = 1,19 og úr formúlu [1] losunarflæðishraði upp á 174.848 kg / klst.

Þetta hefði leitt okkur til ofmetið útskriftina getu öryggislokans um u.þ.b 19%

VIÐVÖRUN:

Villan sem hægt er að gera með því að tengja gildið Cp/Cv á k getur verið mun hærri en í þessu dæmi.

YFIR 20%

Viðauki A og B afleiðslu formúla

Mælt með fyrir þig

Öryggisventlar fyrir vetnisnotkun

Hvað er öryggisventill?

Hugtök og skilgreiningar

Partner

Þessi grein gefur nokkrar leiðbeiningar til að áætla gildi k fyrir raunverulegar lofttegundir og
undirstrikar mistökin með því að telja k jafnt og hlutfalli sérhita Cp/Cv

q'= flæðishraði reiknaður með k = Cp/Cv (20 °C, 1 atm)
q = rennsli reiknað með k = (Cp/Cv) • (Z/Zp)

Viðauki A og B
afleiðslu formúla