k = изоэнтропты көрсеткіш
Маңыздылығы k қауіпсіздік клапаны үшін
Алессандро өңдеген Ruzza
by Рентато Пинтабона және Панио Колачичко
Газдарды немесе буларды шығаруға арналған сақтандырғыш клапандарының өлшемдері lspesl «E» жинағы бойынша разряд жағдайында изоэнтропты көрсеткіш k туралы білімді қажет етеді.
Сақтандырғыш клапандарының өлшемдеріне қатысты lsspel Collection «E» «E.1» тарауын ұқыпсыз қолдану клапандардың және жарылу дискілерінің разрядтау қабілетін асыра бағалауға әкелуі мүмкін.
Бұл мақалада нақты газдар үшін k мәнін бағалау үшін кейбір нұсқаулар берілген
Меншікті жылулардың Cp/Cv қатынасына тең k қарастыру арқылы қатені ерекшелейді
Саптама арқылы изоэнтропты шығу
Формула [1] ол «E» жинағында, сондай-ақ басқа итальян тілінде қолданылады [2] және шетелдік [3] standгаздарды немесе буларды шығаруға тиіс сақтандырғыш клапандарды есептеу үшін сыни секіру жағдайында саптама арқылы изоэнтропты ағып кету болып табылады, бұл идеал газ үшін:
қай жерде эксansiС коэффициенті бойынша мына формуламен анықталады:
Сұйықтық | P1 (bar) | T1 (°C) | q' (кг/сағ) | q (кг/сағ) | (q'/q) x 100 |
---|---|---|---|---|---|
Метан | 12 | 50 | 1472 | 1466 | 100.4 |
Метан | 23 | 200 | 2314 | 2267 | 102.1 |
пропан | 12 | 100 | 2261 | 2181 | 103.7 |
Гексан | 12 | 178 | 3099 | 2740 | 113.1 |
Гексан | 23 | 220 | 6519 | 5111 | 127.5 |
Гептан | 12 | 215 | 3232 | 2821 | 114.4 |
q'= k = Cp/Cv (20 °C, 1 атм) арқылы есептелген ағын жылдамдығы
q = арқылы есептелген ағын жылдамдығы k = (Cp/Cv) • (Z/Zp)
Эксперименттік коэффициентті енгізу арқылы k жаһандық деңгейде клапанның нақты шығу өнімділігін, қауіпсіздік коэффициентін 0.9 және қысу коэффициентін Z қарастыратын сақтандыру клапанының шығуының1 нақты сұйықтық үшін біз «Е» топтамасының тұжырымына келеміз:
Изоэнтропты көрсеткіш k былай көрсетуге болады:
Үшін идеал газ, ол үшін P x V / R x T =1 , бұл көрсетілген k тұрақты қысым мен көлемдегі меншікті жылулар арасындағы Cp/Cv қатынасына тең.
Үшін нақты газ, k (В қосымшасын қараңыз) арқылы көрсетуге болады:
мұндағы Z – Z= арқылы анықталған қысылғыштық коэффициентіP x V / R x T және Zp – «туынды сығымдалу коэффициенті». Формула қолдану кезінде [3], «E» жинағы бойынша Cp/Cv, Z және Zp мәндері P разряд жағдайында бағалануы керек.1 және Т1.
Алынған қысылу коэффициенті Zp формулада анықталған [4] ретінде:
Сығылу коэффициенті Z келесі түрде өрнектелуі мүмкін:
және сол сияқты келесідей көрсетуге болады:
мұндағы Z^0, Z^1, Zp^0, Zp^1 мәндері Pr және Tr функциясы ретінде А қосымшасында кестеленген.
In [4] және [5], Ω – Питцердің ацентрлік коэффициенті:
Мұндағы Pr^SAT - төмендетілген температура мәніне сәйкес келетін төмендетілген бу қысымы Tr=T/Tc=0,7. А қосымшасында кейбір сұйықтықтардың Ω мәндері көрсетілген. Z e Zp күйдің аналитикалық теңдеуінен де тікелей шығарылуы мүмкін.
Сандық мысал
Сандық мысалға жүгінсек, келесі шарттарда сақтандырғыш клапанның шығару қуатын есептеу керек делік:
Сұйықтық | n-Бутано | |
Физикалық жағдай | қатты қызған бу | |
Молекулалық масса | M | 58,119 |
Қысымды орнатыңыз | P | 19,78 bar |
Жоғары қысым | 10% | |
Сұйықтықтың температурасы | T | 400 K |
Ағындылық коэффициенті | 0,9 | |
Орица диаметрі | Do | 100 мм |
разряд қысымы мына формуламен анықталады:
n-бутан үшін: Tc=425,18 K және Pc=37,96 bar, Бізде бар:
және А қосымшасындағы кестелерді пайдалана отырып, бізде:
1 м^1/кг (0,01634 м^3/г-моль) тең разряд жағдайында (P0,0009498, T3) будың меншікті көлемін біле отырып, біз Z мәнін де есептей аламыз:
Тұрақты қысым мен көлемде, разряд жағдайында меншікті жылулардың қатынасын ескере отырып (P1, T1), формуладан 1,36-ға тең [3] Бізде бар:
147060
Формула қолдану [1], бұл ағынның жылдамдығын есептеу үшін шешілді, бізде ағынның шығынының мәні бар 147.060 кг / сағ.
174848
Егер біз оның орнына 1 атм және 20 °C температурада Cp/Cv мәнін пайдалансақ, бізде k = 1,19 және формуладан [1] разряд ағынының жылдамдығы 174.848 кг / сағ.
Бұл бізді жетелейтін еді разрядты асыра бағалау қауіпсіздік клапанының сыйымдылығы шамамен 19%
ЕСКЕРТУ:
Cp/Cv мәнін k мәніне тағайындау арқылы жіберілетін қате осы мысалдағыдан әлдеқайда жоғары болуы мүмкін.
20% -дан жоғары
Түсініктеме беру үшін келесі кестеде екі жағдайда есептелген басқа қаныққан көмірсутектер үшін 18 мм саңылаудың шығыны көрсетілген. Есептеулер арнайы әзірлемемен жүргізілдіped бағдарламалық қамтамасыз ету.
Сұйықтық | P1 (bar) | T1 (°C) | q' (кг/сағ) | q (кг/сағ) | (q'/q) x 100 |
---|---|---|---|---|---|
Метан | 12 | 50 | 1472 | 1466 | 100.4 |
Метан | 23 | 200 | 2314 | 2267 | 102.1 |
пропан | 12 | 100 | 2261 | 2181 | 103.7 |
Гексан | 12 | 178 | 3099 | 2740 | 113.1 |
Гексан | 23 | 220 | 6519 | 5111 | 127.5 |
Гептан | 12 | 215 | 3232 | 2821 | 114.4 |
Бағдарламалық құрал формулаларды пайдаланбайды [4] [5] бірақ өзгертілгеннен бастап Редлих пен Квонг күй теңдеуі, термодинамикалық корреляцияларды пайдаланып изоэнтропты көрсеткіштің мәнін есептейді.