k = isoentropic घातांक
चे महत्त्व k सुरक्षा वाल्वसाठी
अॅलेसॅंड्रो यांनी संपादित केले Ruzza
by Rentato Pintabona आणि Panio Colacicco
lspesl कलेक्शन “E” नुसार गॅसेस किंवा बाष्प डिस्चार्ज करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या सेफ्टी व्हॉल्व्हच्या आकारासाठी, डिस्चार्ज परिस्थितीत आयसोएंट्रोपिक एक्सपोनंट k चे ज्ञान आवश्यक आहे.
सेफ्टी व्हॉल्व्हच्या आकाराबाबत lspesl कलेक्शन “E” धडा “E.1” चा निष्काळजीपणे वापर केल्याने व्हॉल्व्ह आणि फुटलेल्या डिस्क्सच्या डिस्चार्ज क्षमतेचा जास्त अंदाज येऊ शकतो.
हा लेख वास्तविक वायूंसाठी k चे मूल्य अंदाज करण्यासाठी काही मार्गदर्शक तत्त्वे देतो आणि
विशिष्ट उष्णता Cp/Cv च्या गुणोत्तराशी k समान विचार करून चूक हायलाइट करते
नोजलद्वारे आयसोएंट्रॉपिक बहिर्वाह
सूत्र [1] ज्याचा वापर “E” संग्रहात तसेच इतर इटालियनमध्ये केला जातो [2] आणि परदेशी [3] standards, सुरक्षा वाल्वच्या गणनेसाठी ज्यामध्ये वायू किंवा बाष्प सोडले जाणे आवश्यक आहे, गंभीर उडी परिस्थितीत नोजलद्वारे आयसोएंट्रोपिक बहिर्वाह आहे, जे आदर्श वायूसाठी आहे:
जेथे expansiगुणांक C वर दिलेला आहे:
द्रवपदार्थ | P1 (bar) | T1 (°C) | q' (किलो/ता) | q (किलो/ता) | (q'/q) x 100 |
---|---|---|---|---|---|
मिथेन | 12 | 50 | 1472 | 1466 | 100.4 |
मिथेन | 23 | 200 | 2314 | 2267 | 102.1 |
प्रोपेन | 12 | 100 | 2261 | 2181 | 103.7 |
हेक्सेन | 12 | 178 | 3099 | 2740 | 113.1 |
हेक्सेन | 23 | 220 | 6519 | 5111 | 127.5 |
हेप्टेन | 12 | 215 | 3232 | 2821 | 114.4 |
q'= प्रवाह दर k = Cp/Cv (20 °C, 1 atm) सह मोजला जातो
q = प्रवाह दर यासह मोजला k = (Cp/Cv) • (Z/Zp)
प्रायोगिक गुणांक सादर करून k सेफ्टी व्हॉल्व्ह आउटफ्लोचा, जो जागतिक स्तरावर वाल्वच्या वास्तविक बहिर्वाह कार्यक्षमतेचा विचार करतो, सुरक्षा गुणांक 0.9 आणि कॉम्प्रेसिबिलिटी फॅक्टर Z1 वास्तविक द्रवपदार्थासाठी, आम्ही संग्रह “E” च्या फॉर्म्युलेशनवर पोहोचतो:
समस्थानिक घातांक k असे व्यक्त केले जाऊ शकते:
एक साठी आदर्श वायू, ज्यासाठी P x V / R x T =1 , हे दाखवून दिले आहे k स्थिर दाब आणि आवाजाच्या विशिष्ट उष्णतेमधील Cp/Cv गुणोत्तराच्या बरोबरीचे आहे.
च्यासाठी वास्तविक वायू, k याद्वारे व्यक्त केले जाऊ शकते (परिशिष्ट बी पहा)
जेथे Z हा Z= द्वारे परिभाषित केलेला संकुचितता घटक आहेP x V / R x T आणि Zp हा "व्युत्पन्न संकुचितता घटक" आहे. सूत्र लागू करताना [3], संग्रह "E" नुसार, Cp/Cv, Z आणि Zp ची मूल्ये डिस्चार्ज स्थिती P वर मूल्यांकन करणे आवश्यक आहे1 आणि टी1.
व्युत्पन्न संकुचितता घटक Zp सूत्रामध्ये परिभाषित केला आहे [4] म्हणून:
संकुचितता घटक Z खालीलप्रमाणे व्यक्त केला जाऊ शकतो:
आणि त्याचप्रमाणे, असे व्यक्त केले जाऊ शकते:
जेथे Z^0, Z^1, Zp^0, Zp^1 ची मूल्ये Pr आणि Tr चे कार्य म्हणून परिशिष्ट A मध्ये सारणीबद्ध केली आहेत.
In [4] आणि [5], Ω हा पिट्झरचा केंद्रक घटक आहे ज्याने परिभाषित केले आहे:
जेथे Pr^SAT हा कमी तापमान मूल्याशी संबंधित कमी झालेला बाष्प दाब आहे Tr=T/Tc=0,7. परिशिष्ट A काही द्रवपदार्थांची Ω मूल्ये दर्शविते. Z e Zp हे राज्याच्या विश्लेषणात्मक समीकरणातून देखील मिळवता येते.
संख्यात्मक उदाहरण
संख्यात्मक उदाहरणाकडे वळताना, समजा आपल्याला खालील परिस्थितीनुसार सेफ्टी व्हॉल्व्हच्या डिस्चार्ज क्षमतेची गणना करायची आहे:
द्रवपदार्थ | n-बुटानो | |
शारीरिक स्थिती | अतिउष्ण वाफ | |
आण्विक वस्तुमान | M | 58,119 |
दबाव सेट करा | P | 19,78 bar |
ओव्हरप्रेशर | 10% | |
द्रव तापमान | T | 400 |
प्रवाह गुणांक | 0,9 | |
छिद्र व्यास | Do | 100 मिमी |
डिस्चार्ज प्रेशर दिले जाते:
n-Butane साठी असणे: Tc=425,18 K आणि Pc=37,96 bar, आमच्याकडे आहे:
आणि परिशिष्ट A मधील सारण्या वापरून, आमच्याकडे आहे:
स्त्राव स्थितीत (P1, T1) 0,01634 m^3/kg (0,0009498 m^3/g-mole) च्या बरोबरीने वाफेचे विशिष्ट प्रमाण जाणून घेतल्यास, आम्ही यावरून Z ची गणना देखील करू शकतो:
स्त्राव स्थितीत, स्थिर दाब आणि आवाजाच्या विशिष्ट उष्णतेचे गुणोत्तर दिले जाते (पी1, टी1), सूत्रावरून 1,36 च्या बरोबरीचे [3] आमच्याकडे आहे:
147060
सूत्र लागू करणे [1], जे प्रवाह दराच्या गणनेसाठी सोडवले गेले होते, आमच्याकडे डिस्चार्ज प्रवाह दर मूल्य आहे एक्सएनयूएमएक्स किलो / ता.
174848
त्याऐवजी आम्ही 1 atm आणि 20 °C वर Cp/Cv चे मूल्य वापरले असते, तर आम्हाला मिळाले असते के = 1,19 आणि सूत्रातून [1] च्या डिस्चार्ज प्रवाह दर एक्सएनयूएमएक्स किलो / ता.
हे आम्हाला नेले असते डिस्चार्जचा अतिरेक करा सुरक्षा वाल्वची क्षमता सुमारे 19%
इशारा:
k ला Cp/Cv मूल्य नियुक्त करून केलेली त्रुटी या उदाहरणापेक्षा खूप जास्त असू शकते.
20% पेक्षा जास्त
कल्पना देण्यासाठी, खालील सारणी इतर संतृप्त हायड्रोकार्बन्ससाठी 18-मिमी छिद्रांचे प्रवाह दर दर्शविते, दोन प्रकरणांमध्ये गणना केली जाते. गणना विशेष विकसित केली गेलीped सॉफ्टवेअर
द्रवपदार्थ | P1 (bar) | T1 (°C) | q' (किलो/ता) | q (किलो/ता) | (q'/q) x 100 |
---|---|---|---|---|---|
मिथेन | 12 | 50 | 1472 | 1466 | 100.4 |
मिथेन | 23 | 200 | 2314 | 2267 | 102.1 |
प्रोपेन | 12 | 100 | 2261 | 2181 | 103.7 |
हेक्सेन | 12 | 178 | 3099 | 2740 | 113.1 |
हेक्सेन | 23 | 220 | 6519 | 5111 | 127.5 |
हेप्टेन | 12 | 215 | 3232 | 2821 | 114.4 |
सॉफ्टवेअर सूत्रे वापरत नाही [4] [5] पण, सुधारित पासून सुरू राज्याचे रेडलिच आणि क्वांग समीकरण, थर्मोडायनामिक सहसंबंध वापरून आयसोएंट्रोपिक घातांकाच्या मूल्याची गणना करते.