高圧の材料を低圧の材料として保管する際の問題について教えてください
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設計過程において、高圧から低圧のタンクへ圧力を下げて貯蔵する場合や、複数の塔を用いた蒸留、およびその中間段階での圧力低下が頻繁に生じます。ほとんどの流体は絞りによって圧力が下がると著しく温度が下がることは知っていますが、設計段階でこの温度低下のことを考慮されているかどうかは分かりません。先輩たちにも聞いてみましたが、彼らはこれをあまり問題だとは思っていないようで、設計の段階で考慮に入れていなかったそうです。海川の達人たちはこの問題をどう見ているのか聞いてみたいです
私が思いつくのは、一般的なエンジニアリング設計においては、まず温度低下が流体の流動特性に変化をもたらし、それが許容範囲内かどうかを考慮し、その後で温度低下が配管機器の材質に悪影響を与えないかを検討するということです。 前者は一般的に大きな影響を及ぼすことはあまりなく、減圧やスロットリングによって流体が凝固点に近い低温になることもほとんどありません。せいぜい粘度が上昇する程度で、多くの場合はそのまま無視されてしまいます。 後者の材料への影響も、装置や配管の材料の温度下限まで下がることはほとんどなく、無視してもよい。 しかし、腐食性の媒体の場合は、温度を下げることによる悪影響を考慮しなければなりません。例えば、H2SやH2Oが含まれている場合、温度が下がると応力腐食が発生する可能性があり、このときはもはや無視できません。 他の人が設計しているときはわかりませんが、私たちの設計において何らかの理由で温度が上昇したり下降したりした場合、少なくとも私は配管の専門家として、それが機器や配管の材質に影響を与えないかどうかを考慮します。 だから、完全に考慮しないわけではないと思います。ほとんどの場合、明らかな悪影響がない限り、見過ごされてしまうだけです。
温度が上昇する場合と比べて、温度が下がることの悪影響は少ないはずなので、あまり重視されにくい。
一般的な調節弁の圧力低下が温度低下を引き起こすのは、スロットルバルブの効果と同じですか？つまり、冷却効果はスロットリング効果ほど顕著ではないということですか？
調節弁と節流弁の温度低下は、熱損失を無視すれば見積もることができ、想像されているほど大きな影響はない。
スロットルバルブの効果は依然として顕著で、多くの流体では数キログラムの圧力降下だけで10数度の温度降下が生じます。これはAspenを使ってシミュレーションしたことがあり、実際、深冷凍法でも同じように行われています。ただ、調節弁にこのような冷却効果があるかどうかはわからない。通常の設計ではストレーナーは取り付けられず、流量を調整するために調節弁が使われるからだ。実際のプロセスでこの温度低下を考慮する必要があるのか、あるいはその低下幅が大きいのかどうかも不明だ
スロットルバルブによる冷却の動作条件では、温度低下を考慮する必要がある。もちろん、工場内でスロットリングまたは減圧される媒体が液体アンモニアやフロンなどの冷媒の場合、減圧やスロットリングによって生じる温度低下は決して無視できず、そうでなければ問題が発生する。 冷媒のような媒体以外では、圧力損失による温度への影響はそれほど大きくありません。 実際、調節弁による温度低下が顕著かどうかは、媒体自体とも大きく関係しており、状況に応じて対応する必要があります。 私が以前に遭遇したスロットルバルブや調節バルブは、ほとんどが一般的なプロセス媒体で、見過ごされることが多かったです：lol