k = isoentropic exponent
کی اہمیت k حفاظتی والو کے لئے
Alessandro کی طرف سے ترمیم Ruzza
by رینٹاٹو پنٹابونا اور Panio Colacicco
lspesl کلیکشن "E" کے مطابق گیسوں یا بخارات کو خارج کرنے کے لیے ڈیزائن کیے گئے حفاظتی والوز کے سائز کے لیے خارج ہونے والے حالات میں isoentropic exponent k کے علم کی ضرورت ہوتی ہے۔
سیفٹی والوز کے سائز کے بارے میں lspesl کلیکشن "E" باب "E.1" کا لاپرواہ اطلاق، والوز اور ٹوٹنے والی ڈسکس کے اخراج کی صلاحیت کو بڑھاوا دینے کا باعث بن سکتا ہے۔
یہ مضمون حقیقی گیسوں کے لیے k کی قدر کا اندازہ لگانے کے لیے کچھ رہنما اصول دیتا ہے۔
k کو مخصوص حرارت Cp/Cv کے تناسب کے برابر سمجھ کر غلطی کو نمایاں کرتا ہے۔
ایک نوزل کے ذریعے Isoentropic اخراج
فارمولہ ہے [1] جو مجموعہ "E" کے ساتھ ساتھ دیگر اطالوی زبانوں میں بھی استعمال ہوتا ہے۔ ہے [2] اور غیر ملکی ہے [3] standards، حفاظتی والوز کے حساب کے لیے جن میں گیسوں یا بخارات کو خارج کرنا ضروری ہے، یہ isoentropic outflow ہے جو کہ نازک جمپ حالات میں نوزل کے ذریعے ہوتا ہے، جو کہ ایک مثالی گیس کے لیے ہے:
جہاں expansiگتانک C کے ذریعہ دیا جاتا ہے:
سیال | P1 (bar) | T1 (°C) | q' (kg/h) | q (kg/h) | (q'/q) x 100 |
---|---|---|---|---|---|
میتین | 12 | 50 | 1472 | 1466 | 100.4 |
میتین | 23 | 200 | 2314 | 2267 | 102.1 |
پروپین | 12 | 100 | 2261 | 2181 | 103.7 |
مسدس | 12 | 178 | 3099 | 2740 | 113.1 |
مسدس | 23 | 220 | 6519 | 5111 | 127.5 |
ہیپٹین | 12 | 215 | 3232 | 2821 | 114.4 |
q'= بہاؤ کی شرح کا حساب k = Cp/Cv (20 °C، 1 atm) کے ساتھ
q = بہاؤ کی شرح کے ساتھ حساب کیا جاتا ہے۔ k = (Cp/Cv) • (Z/Zp)
تجرباتی عدد کو متعارف کروا کر k سیفٹی والو آؤٹ فلو کا، جو عالمی سطح پر والو کی حقیقی آؤٹ فلو کارکردگی، 0.9 کا حفاظتی گتانک اور کمپریسیبلٹی فیکٹر Z پر غور کرتا ہے۔1 اصلی سیال کے لیے، ہم مجموعہ "E" کی تشکیل پر پہنچتے ہیں:
isoentropic exponent k اس طرح اظہار کیا جا سکتا ہے:
ایک کے لئے مثالی گیس، جس کے لئے P x V / R x T = 1 ، یہ ظاہر کیا جاتا ہے کہ k مستقل دباؤ اور حجم پر مخصوص حرارت کے درمیان تناسب Cp/Cv کے برابر ہے۔
کے لئے حقیقی گیس, k بیان کیا جا سکتا ہے (ملاحظہ کریں ضمیمہ B)
جہاں Z کمپریسیبلٹی فیکٹر ہے جس کی تعریف Z= کے ذریعے کی گئی ہے۔پی ایکس وی / آر ایکس ٹی اور Zp "ماخوذ کمپریسیبلٹی فیکٹر" ہے۔ فارمولے کا اطلاق کرتے وقت ہے [3]، مجموعہ "E" کے مطابق، Cp/Cv، Z اور Zp کی قدروں کو خارج ہونے والے حالات P میں جانچنا ضروری ہے1 اور T1.
اخذ کردہ کمپریسیبلٹی فیکٹر Zp کی وضاحت فارمولے میں کی گئی ہے۔ ہے [4] کے طور پر:
کمپریسیبلٹی فیکٹر Z کا اظہار اس طرح کیا جا سکتا ہے:
اور اسی طرح، اس طرح اظہار کیا جا سکتا ہے:
جہاں Z^0، Z^1، Zp^0، Zp^1 کی اقدار کو Pr اور Tr کے فنکشن کے طور پر ضمیمہ A میں ٹیبل کیا گیا ہے۔
In ہے [4] اور ہے [5], Ω ہے Pitzer's acentric factor by defined:
جہاں Pr^SAT کم درجہ حرارت کی قدر کے مطابق بخارات کا کم ہوا دباؤ ہے Tr=T/Tc=0,7۔ ضمیمہ A کچھ سیالوں کی Ω قدروں کو ظاہر کرتا ہے۔ Z e Zp کو ریاست کی تجزیاتی مساوات سے بھی براہ راست اخذ کیا جا سکتا ہے۔
عددی مثال
ایک عددی مثال کی طرف رجوع کرتے ہوئے، فرض کریں کہ ہمیں مندرجہ ذیل شرائط کے تحت حفاظتی والو کی خارج ہونے والی صلاحیت کا حساب لگانا ہے۔
سیال | n-بوٹانو | |
جسمانی حالت | سپر گرم بخارات | |
سالماتی پیمانہ۔ | M | 58,119 |
دباؤ مقرر کریں | P | 19,78 bar |
پرورش | 10٪ | |
سیال درجہ حرارت | T | 400 K |
بہاؤ گتانک | 0,9 | |
اوریفائس قطر | Do | 100 میٹر |
خارج ہونے والا دباؤ اس کے ذریعہ دیا جاتا ہے:
n-Butane کے لیے ہونا: Tc=425,18 K اور Pc=37,96 bar، ہمارے پاس ہے:
اور ضمیمہ A میں میزیں استعمال کرتے ہوئے، ہمارے پاس ہے:
خارج ہونے والے حالات (P1, T1) پر بخارات کے مخصوص حجم کو 0,01634 m^3/kg (0,0009498 m^3/g-mole) کے برابر جانتے ہوئے، ہم اس سے بھی Z کا حساب لگا سکتے ہیں:
خارج ہونے والے حالات میں مستقل دباؤ اور حجم پر مخصوص حرارت کے تناسب کو دیکھتے ہوئے (P1، ٹی1)، فارمولے سے 1,36 کے برابر ہے [3] ہم ہے:
147060
فارمولا لاگو کرنا ہے [1]، جسے بہاؤ کی شرح کے حساب سے حل کیا گیا تھا، ہمارے پاس خارج ہونے والے بہاؤ کی شرح کی قدر ہے 147.060 کلوگرام / گھنٹہ.
174848
اگر ہم اس کے بجائے 1 atm اور 20 ° C پر Cp/Cv کی قدر استعمال کرتے تو ہمارے پاس ہوتا k = 1,19۔ اور فارمولے سے ہے [1] کی ایک خارج ہونے والے بہاؤ کی شرح 174.848 کلوگرام / گھنٹہ.
یہ ہماری طرف لے جاتا خارج ہونے والے مادہ کو زیادہ سمجھیں ارد گرد کی طرف سے حفاظتی والو کی صلاحیت 19٪
: WARNING
جو غلطی Cp/Cv کو k کو تفویض کر کے کی جا سکتی ہے وہ اس مثال سے کہیں زیادہ ہو سکتی ہے۔
20٪ سے زیادہ
ایک خیال دینے کے لیے، مندرجہ ذیل جدول دوسرے سیر شدہ ہائیڈرو کاربن کے لیے 18-ملی میٹر سوراخ کے بہاؤ کی شرح کو دکھاتا ہے، جس کا حساب دو صورتوں میں کیا جاتا ہے۔ حسابات خاص طور پر ڈیویل کے ساتھ کئے گئے تھے۔ped سافٹ ویئر.
سیال | P1 (bar) | T1 (°C) | q' (kg/h) | q (kg/h) | (q'/q) x 100 |
---|---|---|---|---|---|
میتین | 12 | 50 | 1472 | 1466 | 100.4 |
میتین | 23 | 200 | 2314 | 2267 | 102.1 |
پروپین | 12 | 100 | 2261 | 2181 | 103.7 |
مسدس | 12 | 178 | 3099 | 2740 | 113.1 |
مسدس | 23 | 220 | 6519 | 5111 | 127.5 |
ہیپٹین | 12 | 215 | 3232 | 2821 | 114.4 |
سافٹ ویئر فارمولے استعمال نہیں کرتا ہے۔ ہے [4] ہے [5] لیکن، ترمیم شدہ سے شروع ریاست کی ریڈلچ اور کوانگ مساوات، تھرموڈینامک ارتباط کا استعمال کرتے ہوئے isoentropic exponent کی قدر کا حساب لگاتا ہے۔