По поводу процедуры расчета безопасного объема сброса давления в баллонах — попросил бы экспертов проверить, нет ли каких-либо проблем. Спасибо!

Thread Content

1. Расчет объема и площади разрывного клапана баллона (согласно стандарту GB/T 33215-2016): 1.1 Объем безопасного сброса газа из баллона рассчитывается по следующей формуле: Ws=0,177·PM^0,5·V (1). При этом проектное давление разрыва клапана P (в абсолютных значениях) составляет 30,1 МПа; значение M равно 16 кг/кмоль, а V — номинальный объем воды. Подставив данные в уравнение (1), получаем таблицу безопасного объема сброса газа из баллона: Таблица 1. Безопасный объем сброса газа из баллона V (л): 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120.Ws (кг/ч): 170, 5; 181, 1; 191, 8; 202, 5; 213, 1; 223, 8; 234, 4; 245, 1; 255, 7.

Расчет минимальной площади сброса у разрывного клапана: Согласно формуле для расчета номинального объема сброса Wr = 7,6×10^-2·C·KPA·(M/Z/T)^0,5 (2). Здесь C — коэффициент, характеризующий свойства газа; коэффициент сброса K принимается равным 0,6; давление сброса у разрывного клапана P (абсолютное давление) составляет 30,1 МПа; A — минимальная площадь сброса у разрывного клапана; M равен 16 кг/кмоль; Z — коэффициент сжатия газа при абсолютном давлении P и абсолютной температуре T; T — абсолютная температура среды при давлении сброса. Формула для расчета коэффициента характеристик газа C:
C = 520 × (k × (2/(k+1))^(((k+1)/(k-1))))^0.5 (3)
Здесь k — это адиабатический индекс газа; для природного газа он равен 1,314. Подставляя этое значение в формулу (3), получаем C = 348.

Формула для расчета коэффициента сжатия газа Z:
Z = Z0 + Z’θ (4)
Исходя из значения давления разгерметизации P = 30,1 МПа и критического давления Pc = 4,6 МПа, можно рассчитать относительное давление Pr = P/Pc = 30,1/4,6 ≈ 7,0.
Температура работы устройства разгерметизации составляет 110°C; отсюда температура T = 110 + 273 = 383 К.
Исходя из абсолютной температуры T = 383 К и критической температуры Tc = 190,56 К, можно рассчитать относительную температуру Tr = T/Tc = 383/190,56 ≈ 2,0.
Коэффициент сжатия простого газа (θ = 0) равен 1,02 (согласно таблице A.1 стандарта GB/T 33215-2016). Коэффициент сжатия непростого газа (θ ≠ 0) равен 0,4 (согласно таблице A.2 того же стандарта).

Формула для расчета корректирующего коэффициента:
θ = 3 × (lgPc + 1)/7 / ((Tc/Tb) – 1) – 1,0 (5)
Подставляя значения критического давления Pc = 4,6 МПа, критической температуры Tc = 190,56 К и температуры кипения при атмосферном давлении Tb = 111 К в формулу (5), получаем θ ≈ -0,006.
Подставляя значения Z0 = 1,02, Z’ = 0,4 и θ = -0,006 в формулу (4), получаем Z ≈ 1,018.

Исходя из формулы (2) и условия Wr ≥Ws, можно рассчитать минимальную площадь разгерметизации A:
A = Ws × 100/7,6/C/K/P/(M/ZT)^0,5 (6)
Подставляя значения C = 348, K = 0,6, P = 30,1 МПа, M = 16 кг/кмоль, Z = 1,018, T = 383 К и V = 120 л, а также Ws = 2557 кг/ч, получаем A ≈ 26,4 мм².

Аналогичным образом можно составить таблицу 2:

**Таблица 2. Площадь разгерметизации**
| V (л) | A (мм²) |
|-------|---------|
| 80 | 17,6 |
| 85 | 18,7 |
| 90 | 19,8 |
| 95 | 20,9 |
| 100 | 22,0 |
| 105 | 23,1 |
| 110 | 24,2 |
| 115 | 25,3 |
| 120 | 26,4 |