Приложение Ж (справочное). Расчет температуры сбрасываемой среды и материалов стенок ПК и трубопроводов системы сброса

Приложение Ж
(справочное)

Расчет
температуры сбрасываемой среды и материалов стенок ПК и трубопроводов системы сброса

Ж.1 Температура среды может существенно изменяться в процессе сброса по ходу течения среды в ПК и в отводящем трубопроводе. Учет этих изменений важен для правильного расчета теплофизических свойств и агрегатного состояния среды, а также для правильной оценки температуры материала клапана и трубопроводов системы сброса. Температуру следует учитывать при выборе материала ПК и трубопроводов. Особенно важен правильный расчет температуры при сбросе газообразных сред, когда изменения температуры могут быть особенно значительны.

Ж.2 При расчете температур при аварийном сбросе среды тепловые процессы допускается считать адиабатическими и пренебрегать теплообменом с окружающей средой, так как систему аварийного сброса обычно хорошо теплоизолируют, а сам процесс сброса происходит быстро.

Ж.3 Расчет температуры среды на всем протяжении пути сброса выполняют одновременно с расчетом пропускной способности ПК и расчетом потерь в отводящем трубопроводе. При этом используют уравнение сохранения энергии, в котором не учитывают гидростатический член, практически не оказывающий влияния на температуру

.

(Ж.1)

Уравнение (Ж.1) учитывает эффект Джоуля-Томсона для неидеального газа, а также охлаждение газа при ускорении. При этом течение среды можно приближенно считать изоэнтропным только до седла ПК.

Ж.4 Температуру среды Т₀ в седле ПК (с учетом изоэнтропности течения до седла) можно приближенно рассчитать из уравнения

.

(Ж.2)

Для идеального газа:

- при критическом течении в ПК

;

(Ж.3)

- при докритическом течении в ПК

.

(Ж.4)

Ж.5 Для расчета температуры стенок ПК и трубопроводов системы сброса определяют так называемую "температуру торможения" среды Т_торм, учитывающую только неидеальность среды. Температуру Т_торм определяют из уравнения

.

(Ж.5)

Допускается применять уравнение

.

(Ж.6)

Для идеального газа Т_торм = T₁.

Ж.6 Температура стенок Т_ст отличается от температуры среды вследствие наличия пограничного слоя вблизи стенок ПК и трубопроводов системы сброса. Температуру Т_ст рассчитывают по уравнению

,

(Ж.7)

где r = Рr^1/3;

(Ж.8)

.

Допускается принимать r = 0,85.

В частности, при критическом течении идеального газа температура материала седла ПК может быть рассчитана по формуле

.

(Ж.9)