氣體絕熱指數(shù)

1、氣體絕熱指數(shù)若流體工質在狀態(tài)變化的某一過程中不與外界發(fā)生熱交換，則該過程就稱為絕熱過程 用節(jié)流孔板測量氣體流量時，流體流過節(jié)流孔板時發(fā)生的狀態(tài)變化，可近似地認為是一絕熱過程為了在測量中能求出氣體膨脹系數(shù)，就需要知道表征被測氣體為絕熱過程的絕熱指數(shù)若該氣體可認為是理想氣體，則其絕熱指數(shù)K就是定壓比熱容與定容比熱容之比，即K Cp /Cv（ 1 25）對于實際氣體來說，絕熱指數(shù)與氣體的種類、所受壓力、溫度有關一般地說，單原子氣體的絕熱指數(shù)K為 1. 66，雙原子氣體的絕熱指數(shù)K為 1 41表 l 5給出各種不同氣體絕熱指數(shù)較精確的數(shù)值二、空氣的基本物理特性在很多情況下，增加壓力可以使氣體液化。但是

2、，壓力增加使飽和溫度提高不是無止境的。當溫度超過某一值時，即使再提高壓力也無法使氣體液化，只有溫度低于該值時，液化才有可能。這個溫度叫“臨界溫度”。 相應于臨界溫度下的液化壓力叫臨界壓力。對一定的物質、臨界溫度與臨界壓力有確定的數(shù)值。對一般氣體有下表數(shù)據(jù)：空氣氧氮水氨二氧化碳氫/-140.6-118.4-146.9-374.15+132.4+31.0-239.6/MPa3.845.1813.46522.56511.587.531.32安全閥系壓力容器在運行中實現(xiàn)超壓泄放的安全附件之一，也是在線壓力容器定期檢驗中必檢項目。它包括防超壓和防真空兩大系列，即一為排泄容器內部超壓介質防止容器失效，另一

3、方面則為吸入外部介質以防止容器剛度失效。凡符合容規(guī)適用范圍的壓力容器按設計圖樣的要求裝設安全閥。一安全閥的選用方法a） 根據(jù)計算確定安全閥. 公稱直徑. 必須使安全閥的排放能力壓力容器的安全泄放量 TOC o 1-5 h z b）根據(jù)壓力容器的設計壓力和設計溫度確定安全閥的壓力等級;c）對于開啟壓力大于3MPa蒸汽用的安全閥或介質溫度超過320的氣體用的安全閥,應選用帶散熱器（ 翅片 ） 的形式 ;d）對于易燃、毒性為極度或高度危害介質必須采用封閉式安全閥, 如需采用帶有提升機構的, 則應采用封閉式帶板手安全閥;e） 當安全閥有可能承受背壓是變動的且變動量超過10%開啟壓力時, 應選用帶波紋管

4、的安全閥;f）對空氣、60以上熱水或蒸汽等非危害介質, 則應采用帶板手安全閥g）液化槽（ 罐 ） 車 , 應采用內置式安全閥.h） 根據(jù)介質特性選合適的安全閥材料: 如含氨介質不能選用銅或含銅的安全閥; 乙炔不能選用含銅70%或紫銅制的安全閥.i ）對于泄放量大的工況, 應選用全啟式; 對于工作壓力穩(wěn)定, 泄放量小的工況, 宜選用微啟式 ; 對于高壓、泄放量大的工況, 宜選用非直接起動式, 如脈沖式安全閥. 對于容器長度超過6m的應設置兩個或兩個以上安全閥.j ）工作壓力Pw低的固定式容器, 可采用靜重式（高壓鍋）或杠桿重錘式安全閥. 移動式設備應采用彈簧式安全閥.k）對于介質較稠且易堵塞的,

5、 宜選用安全閥與爆破片的串聯(lián)組合式的泄放裝置安全閥公稱壓力與彈簧工作l ) 根據(jù)安全閥公稱壓力大小來選擇的彈簧工作壓力等級安全閥公稱壓力與彈簧工作壓力關系, 見表 1m)安全閥公稱壓力PN與彈簧工作壓力關系表表1PN彈簧工作壓力等級1.60.06 0.10.120.16 0.250.25 0.40.4 0.50.5 0.60.6 0.80.8 1.01.0 1.31.3 1.62.51.3 1.61.6 2.02.0 2.5只能用于大于1.3MP6.4-1.3 1.61.6 2.02.0 2.52.5 3.23.2 4.04.0 6.4只能用于大于1.3MPa104 55 6.46.4 88

6、10只能用于大于4.0MPa安全閥應動作靈敏可靠, 當?shù)竭_開啟壓力時, 閥瓣應及時開啟和完全上升, 以順利排放;同時應具有良好的密封性能, 不僅正常工作時保持不漏, 而且要求閥瓣在開啟復位后及時關閉且保持密封; 在排氣壓力下閥瓣應達到全開位置, 無震蕩現(xiàn)象, 并保證排出規(guī)定的氣量。二安全閥計算實例我們在壓力容器設計和定期檢驗中均要求對安全閥的安全排放能力進行選型或校驗計算?；谝酝Y料不齊全, 往往以大代小, 造成不必要的浪費?，F(xiàn)擬以GB150附錄B-B5.1 b)為依據(jù)，用不同介質、壓力、溫度對安全閥的安全排放量進行選型計算。例 1： 有一空氣儲罐,DN1000 ， 容積V=5m3最高工作壓

7、力為0.8MPa， 工作溫度為30進口管為 57X3.5, 確定安全閥尺寸.解 1)確定氣體的狀態(tài)條件設 Po安全解：在壓力容器中，絕大多數(shù)安全閥的出口側壓力與它的泄放壓力之比即Po/pd 都小于理論值0.528 。（此值由空氣作試驗介質求得Po/pd=0.528 ）屬于臨界狀態(tài)。Pd安全閥的泄放壓力（絕壓）Pd=1.1 P 0.1MPa=1.1 1.1Pw 0.1=1.21 0.80.1=1.068MPa查得 =5.388Kg/m =245.7mm. K=455 （t=182 ）=245.7mm WS=2.83 10 -3 d=2.83 10-3 5.388 25 50 2=953Kg TO

8、C o 1-5 h z 最小排放面積AA=其中蒸汽在工作溫度和壓力下的壓縮系數(shù)Z。 可根據(jù)高鴻華主編壓力容器安全技術問題第 71 問中的公式進行計算：（注1 ）Z= =0.93式中：R848Kg m/KmolKT蒸汽絕對溫度K 蒸汽比容M分子量。蒸汽 k=1.135do=17.7 取 DN=32的安全閥。（do=20 ）注 1 、介質壓縮系數(shù)可按GB150附錄B 章進行計算，一些常用介質的臨界特性，由表查得某些氣體的主要物理特性表4名稱分 子量臨界溫度 t臨界壓力Patm（ 絕壓 ）K=Cp/Cv氫 H22.02-239.912.81.407氧 O232-118.849.711.4空氣29-1

9、40.837.251.4氧化氮NO0-9467.21.4二氧化碳 CO24431.172.91.30水蒸汽H2O18.2374.1225.41.3（ 過熱 ）1.135氨 NH317.03132.4111.51.29硫化氫H2S4.09100.488.91.3氟 -12CF2Cl2120.09111.739.61.14氯 Cl270.91144.076.11.36丙烷C3H844.0996.8442.011.133丁烷C4H108.12152.0137.471.094苯C6H678.11287.648.71.18乙炔H2C26.04236.361.61.238異丁烷8.1258.1236.00

10、1.079上述的工況。同樣可以用(B7)式進行計算。該式在計算時略去繁鎖系數(shù)Z 的計算，Pd 10Mpa時A=242.8mm2do= =17.6 眾所周知，壓縮系數(shù)Z是反映了真實氣體在壓力、溫度和比容之間的關系上和理想氣體的差異。在常溫及壓力不太高的情況下，真實氣體與理想氣體的差異不大。即壓縮系數(shù)Z 1，而一閥出口側壓力(絕壓)0.103MPa(近似為0.1MPa)則 Pd安全閥泄放壓力(絕壓)為Pd=1.1Pw+0.1+10%P=1.068MPa( GB150附錄B4.2.1 )當安全閥出口側為大氣時: Po/Pd=0.103/1.068=0.0936而( 2/(k+1) ) k/(k-1)

11、 = ( 2/(1.4+1) ) 1.4/(1.4-1) =0.53Po/Pd 0.1 0.6 1.0 2.0 3.03.06.0氨氣 0.61020一般氣體（常壓）10201.02.03.08.0氧氣 0.65.010.0液氨0.31.00.050.67.08.0氮氣5102.05.0飽和水蒸汽（主管）3040乙炔氣2.08.0（支管）2030氫氣 8.0低壓蒸汽 1.01520自來水（主管）1.53.5低壓蒸汽 1.02040（支管）1.01.5低壓蒸汽 1.04060易燃氣體 1.0取 =10m/s.將上述 、 、 d 代入得Ws=2.83 10-3 12.44 15 50 2 =1320.2 /h則 A=205.4mm若采用帶板手全啟式安全閥A=0.785d0 2=205.4mm2 d0=（205.4/0.785）1/2=16.2 根據(jù)統(tǒng)計概算, 全啟式安全閥的喉徑d0與公稱直徑DN之比約為0.625, 而微啟式安全閥d0 與公稱直徑DN之比約為0.8.選用公稱直徑DN32的全啟式帶板手安全閥.安全閥公稱直徑與喉徑關系表3安全閥公稱壓力公稱do 20 、 25、 32、 50、 65DN 15、 20、 25、 32do 20 、 25、 3