k = eksponen isoentropik
Pentingna k pikeun klep kaamanan
diédit ku Alessandro Ruzza
by Rentato Pintabona jeung Panio Colacicco
Ukuran klep kaamanan dirancang pikeun ngaluarkeun gas atawa uap, nurutkeun lspesl Koléksi "E", merlukeun pangaweruh ngeunaan éksponén isoentropik k dina kaayaan ngurangan.
Aplikasi teu ati-ati tina Koléksi lspesl "E" bab "E.1", ngeunaan ukuran klep kaamanan, tiasa nyababkeun kaleuleuwihan kapasitas klep sareng cakram beubeulahan.
Artikel ieu méré sababaraha tungtunan keur estimasi nilai k pikeun gas nyata jeung
highlights kasalahan ku tempo k sarua jeung babandingan heats husus Cp / Cv
Aliran kaluar isoentropik ngaliwatan nozzle
Rumus na [1] nu dipaké dina kumpulan "E", kitu ogé di Italia séjén [2] jeung asing [3] standPikeun ngitung klep kaamanan anu kedah ngaluarkeun gas atanapi uap, nyaéta aliran kaluar isoentropik ngaliwatan nozzle dina kaayaan luncat kritis, anu pikeun gas idéal nyaéta:
dimana expansidina koefisien C dirumuskeun ku:
keur k eksponen isoentropik expansidina persamaan: 
| barang encer | P1 (bar) | T1 (°C) | q' (kg/jam) | q (kg/jam) | (q'/q) x 100 |
|---|---|---|---|---|---|
| métana | 12 | 50 | 1472 | 1466 | 100.4 |
| métana | 23 | 200 | 2314 | 2267 | 102.1 |
| propana | 12 | 100 | 2261 | 2181 | 103.7 |
| Heksana | 12 | 178 | 3099 | 2740 | 113.1 |
| Heksana | 23 | 220 | 6519 | 5111 | 127.5 |
| Heptana | 12 | 215 | 3232 | 2821 | 114.4 |
q'= laju aliran diitung kalawan k = Cp/Cv (20 °C, 1 atm)
q = laju aliran diitung kalawan k = (Cp/Cv) • (Z/Zp)
Ku ngawanohkeun koefisien ékspérimén k aliran kaluar klep kaamanan, anu sacara global nganggap kinerja aliran kaluar nyata klep, koefisien kaamanan 0.9 sareng faktor komprésibilitas Z1 Pikeun cairan nyata, urang sumping ka rumusan kumpulan "E":
Eksponen isoentropik k bisa ditembongkeun salaku:
![[2]](https://i0.wp.com/www.besa.it/wp-content/uploads/2022/06/Schermata-2022-06-30-alle-15.39.24.png?ssl=1)
Keur an gas idéal, kanggo anu mana P x V / R x T = 1 , éta nunjukkeun yén k sarua jeung babandingan Cp/Cv antara panas husus dina tekanan konstanta sarta volume.
pikeun gas nyata, k bisa dikedalkeun (tingali Appendix B) ku:
![[3]](https://i0.wp.com/www.besa.it/wp-content/uploads/2022/07/Schermata-2022-06-30-alle-15.39.46.png?ssl=1)
dimana Z nyaéta faktor kompresibilitas anu ditetepkeun ku Z =P x V / R x T sareng Zp mangrupikeun "faktor kompresibilitas turunan". Nalika nerapkeun rumus [3], nurutkeun kempelan "E", nilai Cp/Cv, Z jeung Zp kudu dievaluasi dina kaayaan ngurangan P1 jeung T.1.
Faktor kompresibilitas turunan Zp didefinisikeun dina rumus [4] salaku:
![[3.1]](https://i0.wp.com/www.besa.it/wp-content/uploads/2022/07/Schermata-2022-06-30-alle-15.40.20.png?ssl=1)
Faktor kompresibilitas Z bisa ditembongkeun salaku:
![[4]](https://i0.wp.com/www.besa.it/wp-content/uploads/2022/07/Schermata-2022-06-30-alle-15.40.29.png?ssl=1){kind=small}
sareng sami, tiasa dikedalkeun salaku:
![[5]](https://i0.wp.com/www.besa.it/wp-content/uploads/2022/07/Schermata-2022-06-30-alle-15.40.36.png?ssl=1){kind=small}
dimana nilai Z^0, Z^1, Zp^0, Zp^1 ditabulasikeun dina Appendix A salaku fungsi Pr jeung Tr.
In [4] jeung [5], Ω nyaéta faktor acentric Pitzer didefinisikeun ku:
![[10]](https://i0.wp.com/www.besa.it/wp-content/uploads/2022/07/Schermata-2022-06-30-alle-15.40.44.png?ssl=1){kind=small}
Dimana Pr^SAT nyaéta tekanan uap ngurangan pakait jeung nilai suhu ngurangan Tr=T/Tc=0,7. Appendix A nembongkeun nilai Ω sababaraha cairan. Z e Zp ogé bisa diturunkeun langsung tina persamaan analitik kaayaan.
Hiji conto numeris
Ngahurungkeun conto numeris, anggap urang kudu ngitung kapasitas ngurangan tina klep kaamanan dina kaayaan di handap ieu:
| barang encer | n-Butano | |
| Kaayaan fisik | uap superheated | |
| Massa molekul | M | 58,119 |
| Nyetél tekanan | P | 19,78 bar |
| Overpressure | 10% | |
| Suhu cairan | T | 400 K |
| Koéfisién éfluks | 0,9 | |
| Diaméter orifice | Do | 100 mm |
tekanan discharge dirumuskeun ku:
keur n-Butane: Tc=425,18 K jeung Pc=37,96 bar, Kami gaduh:
jeung ngagunakeun tabel di Appendix A, urang boga:
Nyaho volume spésifik uap dina kaayaan ngaleupaskeun (P1, T1) sarua jeung 0,01634 m^3/kg (0,0009498 m^3/g-mol), urang ogé bisa ngitung Z tina:
Dibikeun babandingan panas spésifik dina tekanan sareng volume konstan, dina kaayaan ngaleupaskeun (P1, T1), sarua jeung 1,36, tina rumus [3] Kami gaduh:
147060
Ngalarapkeun rumus [1], Nu ieu direngsekeun pikeun itungan laju aliran, urang boga nilai laju aliran ngurangan tina 147.060 kg / jam.
174848
Upami urang nganggo nilai Cp/Cv dina 1 atm sareng 20 °C, urang kedah k = 1,19 jeung tina rumus [1] laju aliran ngurangan tina 174.848 kg / jam.
Ieu bakal ngakibatkeun urang overestimate ngurangan kapasitas klep kaamanan ku sabudeureun 19%
PERHATOSAN:
Kasalahan anu tiasa dilakukeun ku netepkeun nilai Cp / Cv ka k tiasa langkung luhur tibatan conto ieu.
LEBIH 20%
Pikeun méré gambaran, tabél di handap nembongkeun laju aliran liang 18-mm pikeun hidrokarbon jenuh séjén, diitung dina dua kasus. Itungan anu dipigawé kalawan develo hususped software.
| barang encer | P1 (bar) | T1 (°C) | q' (kg/jam) | q (kg/jam) | (q'/q) x 100 |
|---|---|---|---|---|---|
| métana | 12 | 50 | 1472 | 1466 | 100.4 |
| métana | 23 | 200 | 2314 | 2267 | 102.1 |
| propana | 12 | 100 | 2261 | 2181 | 103.7 |
| Heksana | 12 | 178 | 3099 | 2740 | 113.1 |
| Heksana | 23 | 220 | 6519 | 5111 | 127.5 |
| Heptana | 12 | 215 | 3232 | 2821 | 114.4 |
Parangkat lunak henteu nganggo rumus [4] [5] tapi, mimitian ti dirobah Redlich jeung Kwong persamaan kaayaan, ngitung nilai éksponén isoentropik ngagunakeun korelasi termodinamika.
