सुरक्षा वाल्व संबंधी सीमांत परिस्थितियों के बारे में – ध्वनि की गति की गणना
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सुरक्षा वाल्वों की गणना करते समय “आपातकालीन/अ-आपातकालीन” स्थिति का निर्धारण किया जाता है। क्या आपातकालीन स्थिति तब ही आ जाती है, जब ध्वनि की गति तक पहुँच जाए? क्या इस निर्णय हेतु केवल दबाव एवं ऊष्मा-अपवर्तन गुणांक ही महत्वपूर्ण हैं? दूसरे शब्दों में, जब दबाव-अंतर एक निश्चित सीमा तक पहुँच जाता है, तो वह एक “सीमांत अवस्था” में पहुँच जाता है। ऐसा लगता है कि इसमें प्रवाह-दर का कोई संबंध नहीं है; लेकिन सुरक्षा वाल्व से निकलने वाली तरलता-मात्रा तो निश्चित ही होती है, यानी प्रवाह-दर भी निश्चित ही होती है। यदि सीमांत मानदंडों के आधार पर विचार किया जाए, तो सीमांत मान वही है जो ध्वनि की गति है; ऐसी स्थिति में निकलने वाली मात्रा, ध्वनि की गति एवं ट्यूब के व्यास के गुणनफल के बराबर हो और ध्वनि की गति भी बहुत अधिक होती है; यहाँ तक कि ध्वनि की गति का 0.3 भाग भी 100 मीटर/सेकंड होता है। सुरक्षा वाल्वों से जुड़ी पाइपलाइनों में ऐसी जगहें कहाँ हो सकती हैं, जहाँ ध्वनि की गति 100 मीटर/सेकंड हो? इसके अलावा, यह मात्रा निकलने वाली ध्वनि की मात्रा से भी मेल नहीं खाती… इसे कैसे समझा जा सकता है?
तथाकथित “क्रिटिकल ध्वनि गति” एवं “क्रिटिकल फ्लो गति” दो अलग-अलग चीजें हैं; वास्तव में “क्रिटिकल फ्लो गति” से तात्पर्य उस स्थिति से है, जब वायुमार्ग के व्यास से होकर गुजरने वाली द्रव्यमान-प्रवाह दर, दबाव-अंतर में वृद्धि के साथ और नहीं बढ़ती, बल्कि एक निश्चित मान पर ही स्थिर रह जाती है। विस्तार से जानने हेतु, बाइडू पर खोज करें। अधिकांश सुरक्षा वाल्वों के निकास बिंदु, सीमांत मान तक पहुँच जाते हैं; क्योंकि बैकप्रेशर आम तौर पर बहुत कम होता है। जहाँ तक सुरक्षा वाल्व की पाइपलाइन में 100 मीटर/सेकंड की गति की बात है, तो यह तो सामान्य ही है। आम तौर पर शाखा पाइपलाइनों में मैक नंबर 0.7 तक हो सकता है, जबकि मुख्य पाइपलाइन में यह मान 0.5 से अधिक नहीं होना चाहिए।
वास्तव में, इसका अर्थ यह है कि गैस निकासी हेतु उपयोग में आने वाले सुरक्षा वाल्वों के न्यूनतम व्यास पर गैस की गति, ध्वनि की गति से अधिक नहीं होती। दूसरे शब्दों में, चाहे दबाव-अंतर कितना भी हो, निकास होने वाली गैस की मात्रा स्थिर ही रहती है। API 520 में इस बारे में विस्तृत जानकारी एवं गणना-सूत्र दिए गए हैं। इस निर्णय को तय करने हेतु, सुरक्षा वाल्व द्वारा दबाव कम करने की क्षमता एवं पीछे के दबाव के बीच के संबंधों को ध्यान में रखना आवश्यक है; ताकि यह पता लगाया जा सके कि क्या अधिकतम दबाव कम करने की स्थिति प्राप्त की जा सकती है। इसके लिए उपयुक्त गणना सूत्रों का उपयोग किया जाता है। क्योंकि यदि सुरक्षा वाल्व की निकास लाइन पर पीछे का दबाव बहुत अधिक हो, तो दबाव कम करने के दौरान दोनों ओर का दबाव-अंतर अधिकतम दबाव कम करने हेतु पर्याप्त नहीं होगा; ऐसी स्थिति में सुरक्षा वाल्व की दबाव-कम करने की क्षमता कम हो जाती है।
इस पोस्ट को सबसे अंत में “mustvictory” ने 2016-4-1, 17:08 पर संपादित किया। हाँ, आपके द्वारा बताया गया “गुणवत्तापूर्ण धारा-प्रवाह” में कोई वृद्धि न होना, यही तो ध्वनि-गति की अवधारणा है। इसके बारे में जानने हेतु आप बाइडू पर जाँच कर सकते हैं। इसके अलावा, 100 मीटर/सेकंड की गति की गणना तो सामान्य प्रवाह-गति के आधार पर ही की जाती है; इतनी उच्च गति की गणना तो नहीं की जाती।
सीमांत स्थिति में “चोक फ्लो” का अर्थ है, वहाँ की ध्वनि-गति। रावल नोजल देखें।