Купить систему ГАРАНТ Получить демо-доступ Узнать стоимость Информационный банк Подобрать комплект Семинары

Приложение Д (рекомендуемое). Основы расчета пропускной способности ПК. Модель идеального сопла

Приложение Д
(рекомендуемое)

 

Основы расчета пропускной способности ПК. Модель идеального сопла

 

Д.1 Общие положения

Расчет пропускной способности ПК основывается на модели идеального сопла (штуцера). Согласно данной модели расход через клапан сначала рассчитывают для равновесного адиабатического (без теплообмена с окружающей средой) и изоэнтропного (без потерь на гидравлическое трение) течения через клапан.

При этом также пренебрегают:

- гидростатическими потерями на перепад высот между входным и выходным патрубками клапана;

- различием скоростей среды перед входным патрубком и за выходным патрубком клапана.

Затем, для учета реальных условий и влияния различных дополнительных факторов, полученное расчетное значение пропускной способности, определенное по данной модели, корректируют.

Д.2 Реальная пропускная способность предохранительного клапана G

Реальную пропускную способность ПК G рассчитывают по формуле

 

,

(Д.1)

 

где - в соответствии с Д.5;

Kc - в соответствии с Д.6;

Kv - в соответствии с Д.7;

Kw - в соответствии с Д.8;

- в соответствии с Д.4;

F - в соответствии с Д.3.

 

Примечание - Единицы величин соответствуют основным единицам СИ по ГОСТ 8.417 (таблица 1) - для всех формул, кроме случаев, когда оговорено иное.

 

При установке в систему нескольких клапанов, работающих параллельно, пропускную способность клапанов суммируют.

 

Д.3 Минимальная площадь седла клапана F

Минимальную площадь седла клапана F рассчитывают по формуле

 

.

(Д.2)

 

Д.4 Массовая скорость

Д.4.1 Массовую скорость по модели идеального сопла (штуцера) рассчитывают одним из методов, описанных далее, в зависимости от агрегатного состояния и термодинамического поведения сбрасываемой среды.

Д.4.2 При расчете за давление перед клапаном принимают абсолютное давление полного открытия, равное Р= Рпо + Ратм.

На основании расчета Gав допускается принимать значение давления, большее давления Р1, при условии, что клапан при этом давлении работоспособен.

Д.4.3 Прежде всего определяют режим течения через клапан - критический или докритический.

1) Критический режим течения

При критическом режиме течения в седле клапана скорость потока в седле достигает скорости звука.

За седлом образуется скачок уплотнения и величина не зависит от давления за клапаном, а определяется только свойствами сбрасываемой среды и параметрами среды перед клапаном.

Массовую скорость определяют по формуле

 

,

(Д.3)

 

где Кп кр - рассчитывают методом прямого интегрирования по Е.2.2 либо по формулам таблицы Е.1. Для насыщенного водяного пара допускается использовать графики Е.9 и Е.10.

2) Докритический режим течения

При докритическом режиме течении массовая скорость зависит от давления Р0 на выходе из седла:

- если изготовителем клапана указано, как рассчитать абсолютное давление на выходе из седла Р0 по значениям давлений до Р1 и после Р2 клапана, то при расчете по модели идеального сопла (штуцера) значение давления в седле следует использовать в качестве выходного давления;

- если изготовитель клапана не приводит данные о расчете абсолютных давлений в седле Р0, то при расчете в качестве выходного давления следует использовать абсолютное противодавление за клапаном, равное Р2 = Рп + Ратм. Погрешность при этом учитывают в значении коэффициента расхода - в этом случае для расчета применяют значение коэффициента расхода для жидкости ;

- допускается оценивать абсолютное давление в седле по соотношению и использовать его при расчете в качестве выходного давления - в этом случае для расчета применяют значение коэффициента расхода для газа ;

- массовую скорость определяют по формуле

 

,

(Д.4)

 

где Kb < 1.

Формулы для расчета Kп и Kb приведены в Е.2 и в таблице Е.1.

При критическом режиме течения Kb = 1 и Kп = Kп кр.

Поставив в формулы (Д.1) и (Д.2) выражения для расчета массовой скорости (Д.4), получим формулы для расчета пропускной способности и минимальной площади седла клапана

 

,

(Д.5)

 

.

(Д.6)

 

Для единиц измерения G, кг/ч, F, мм2, и Р, МПа

 

,

(Д.7)

 

.

(Д.8)

 

Для единиц измерения G, кг/ч, F, мм2, и Р, бар

 

,

(Д.9)

 

.

(Д.10)

 

Д.5 Коэффициент расхода , учитывающий дополнительные потери давления (на трение, местные и гидростатические) при течении через ПК

Коэффициент расхода изготовитель определяет экспериментально (либо расчетом) и указывает в ТУ (ПС) для различных сред и режимов течения.

Если для рассматриваемых условий значение коэффициента расхода неизвестно, кроме случаев, когда данный стандарт предусматривает иное, следует использовать значения коэффициентов расхода, приведенные изготовителем в ТУ (ПС):

- (для критического течения газа) - при критическом режиме течения через клапан;

- (для течения жидкости и газа) - при докритическом режиме истечения через клапан.

Если при расчете при сбросе газа в качестве выходного давления использовалось давление в седле, допускается использовать коэффициент .

Д.6 Коэффициент Kс, учитывающий возможное уменьшение пропускной способности ПК вследствие установки мембранно-предохранительных устройств

Коэффициент Kс принимают исходя из условий:

- при установке устройств до или после клапана Kс = 0,9;

- при отсутствии устройств Kс = 1,0.

Д.7 Коэффициент Kv, учитывающий уменьшение пропускной способности ПК при сбросе через него высоковязких сред вследствие дополнительных гидравлических потерь

Коэффициент Kv рассчитывают по формуле

 

.

(Д.11)

 

При расчете минимальной площади седла (когда величина d0/DN1 используемого клапана еще неизвестна) допускается рассчитывать коэффициент Kv по одной из формул

- при ;

(Д.12)

- при .

(Д.13)

Число Рейнольдса Re рассчитывают по формуле

 

.

(Д.14)

 

В случае сброса двухфазной газожидкостной смеси ее эффективную динамическую вязкость рассчитывают по формуле:

 

,

(Д.15)

 

где .

Для единиц измерения G, кг/ч, и F, мм2, формула (Д.14) принимает вид

 

.

(Д.16)

 

С учетом уравнения (Д.1) формула (Д.14) для числа Рейнольдса может быть представлена в виде

 

.

(Д.17)

 

Для единиц измерения , , и F, мм2,

 

.

(Д.18)

 

Для предварительного расчета минимальной площади седла клапана формула (Д.14) с учетом уравнения (Д.2) имеет вид

 

.

(Д.19)

 

Для единиц измерения G, кг/ч, , , и F, мм2,

 

.

(Д.20)

 

При числах Рейнольдса Re  100 000 допускается принимать Kv = 1,0.

Д.8 Коэффициент Kw, учитывающий эффект неполного открытия разгруженных ПК из-за противодавления

Коэффициент Kw определяет изготовитель.

При предварительном расчете разгруженного пружинного ПК в случае отсутствия в КД (РЭ) данных по значениям поправочного коэффициента Kw допускается для определения коэффициента Kw пользоваться графиками зависимости поправочного коэффициента от отношения противодавления к давлению начала открытия клапана Kw = f(Pп/Pно), приведенными на рисунке И.1, либо рассчитывать по формулам таблицы Д.1.

 

Таблица Д.1 - Формулы для расчета коэффициента Kw, учитывающего эффект неполного открытия разгруженных ПК вследствие противодавления

 

Среда

Рпо/Pн

Рп/Pно

Формула для расчета Kw

Номер формулы

Жидкость

Все

Рпно  0,150

K= 1,0

(Д.21)

0,150 < Рпно  0,250

Рпно > 0,250

Газ

1,10

Рпно  0,300

K= 1,0

(Д.22)

Рпно > 0,300

1,15

Рпно  0,377

K= 1,0

(Д.23)

Рпно > 0,377

более 1,20

Рпно  0,500

K= 1,0

(Д.24)

1,10 < Рпон  1,15

-

Kw определяют линейной интерполяцией по Рпон между значениями, полученными по (Д.22) и (Д.23)

(Д.25)

1,15 < Рпон  1,20

-

Kw определяют линейной интерполяцией по Рпон между значениями, полученными по (Д.23) и (Д.24)

(Д.26)

Примечания

1 Для двухфазных газожидкостных сред:

- при критическом режиме истечения Kw определяют по (Д.22) - (Д.26);

- при докритическом режиме истечения Kw определяют по (Д.21).

2 Для обычных (неразгруженных) клапанов Kw = 1,0.

 

Д.9 Итерации для учета поправки на вязкость и противодавление

При расчете пропускной способности и минимальной площади седла клапана коэффициент Kv зависит от числа Рейнольдса и, тем самым, от пропускной способности и/или площади сечения клапана, и его определяют итерационно. Кроме того, коэффициент Kw и массовая скорость (при докритическом режиме течения) зависят от противодавления Р2, динамическая составляющая которого, в свою очередь, зависит от реальной пропускной способности клапана. Поэтому расчеты минимальной площади сечения и реальной пропускной способности клапана в системе в большинстве случаев выполняют итерационно. Итерацию выполняют до тех пора, пока изменение не будет меньше, чем 0,5 % от значения Kv i, полученного на предыдущем шаге.

Д.9.1 Расчет минимальной площади седла клапана для предварительного выбора клапана допускается выполнять для противодавления Р2, не учитывающего динамическую составляющую либо с динамическим противодавлением, соответствующим расходу G.

Алгоритм определения коэффициента Kv:

- по уравнению (Д.17) или (Д. 18) рассчитать начальное приближенное число Рейнольдса Re0 при Kv = 1,0;

- если Re0  100000, то K= 1,0 и итераций не требуется;

- если Re0 < 100000, то Kv определить из уравнения , например, методом последовательных итераций: ; при этом K= Kv(Re);

- с учетом найденного значения Kv определить минимальную площадь сечения клапана (по уравнению (Д.2))

Д.9.2 Определение реальной пропускной способности ПК в системе с учетом потерь в трубопроводах и оценка работоспособности системы в целом требуют итерационного расчета. При итерационном расчете последовательными приближениями находят расход G, для которого потери в отводящем трубопроводе приведут к возникновению противодавления Р2, при котором расход через клапан, рассчитанный по формуле (Д.1), равен G.

Д.9.3 Оценка реальной пропускной способности и работоспособности системы с учетом динамического противодавления может быть выполнена по более простой процедуре. Алгоритм оценки:

- выполнить гидравлический расчет отводящего трубопровода для расхода G и определить соответствующее динамическое противодавление Рп дин ав и противодавление Р2ав;

- проверить, допустима ли величина динамического противодавления Рп дин ав для правильной работы клапана согласно требованиям приложения Б и/или данным изготовителя. Если величина Рп дин ав недопустима - система неработоспособна, расчет закончен;

- рассчитать пропускную способность клапана по уравнению (Д.1) для противодавления Р2ав. При этом Kv определяют по алгоритму:

а) принять K= 1,0 и определить Re0 по уравнению (Д.14) или (Д.16);

б) если Re0  100000, то Kv = 1,0;

в) если Re0 < 100000, то Kv определить из уравнения , например методом последовательных итераций: , при этом Kv = Kv(R);

- сравнить полученную величину пропускной способности G' с Gав:

а) если G' < Gав - система с выбранным клапаном не способна пропустить требуемый расход Gав. Расчет закончен;

б) если G'  Gав - система может пропустить требуемый расход Gав, величина реальной пропускной способности системы лежит в диапазоне от Gав до G';

- выполнить проверку того, что противодавление при работе системы будет находиться в допустимом диапазоне и система будет работать устойчиво. Для этого определяют максимально допустимую величину противодавления Р2max по требованиям Б.3.3, Б.3.4 либо специальным требованиям изготовителя:

а) рассчитать пропускную способность клапана G'' по уравнению (Д.1) для противодавления Р2max. При этом Kv определяют по алгоритму, описанному ранее;

б) если G''  Gав, то противодавление Р2 при работе системы будет находиться в диапазоне Р2ав  Р Р2max, система работоспособна;

в) если G'' > Gав, то следует выполнить гидравлический расчет отводящего трубопровода для расхода G'' и сравнить полученную величину противодавления Р2'' с Р2max;

г) если Р2'' > Р2max, то противодавление Р2 при работе системы будет превышать Р2max, система неработоспособна, расчет закончен;

д) если Р2''  Р2max, то противодавление при работе системы будет находиться в диапазоне Р2''  Р2  Р2max, система работоспособна и ее пропускная способность G''  G  G'. В частности, если при противодавлении Р2'' режим течения через клапан критический и Kw = 1,0, то пропускная способность системы G = G' = G'', а противодавление Р2 = Р2''.

Д.10 Типы режимов течения при расчете массовой скорости по модели идеального штуцера

Для выбора правильного метода расчета массовой скорости рекомендуется предварительно определить характер течения среды:

- агрегатное состояние среды в процессе истечения;

- возможность изменения агрегатного состояния (вскипание или конденсация);

- в какой именно области фазовой диаграммы среды находится соответствующий отрезок линии постоянной энтропии.

Для определения характера течения рекомендуется использовать фазовые диаграммы сред с границами двухфазной области (кривыми кипения и конденсации) и линиями постоянной энтропии.

Наиболее наглядно типы течений представлены на диаграмме в координатах энтропия - давление. На рисунке Д.1 представлены типичный вид данной диаграммы и основные типы течений.

Области применения упрощенных уравнений состояния приведены на рисунке Д.2.

Вид диаграммы "энтропия - давление", представленный на рисунке Д.1а, типичен для так называемых "регулярных" сред.

Вид диаграммы, представленной на рисунке Д.1в, характерен для так называемых "ретроградных" сред.

Вид диаграммы, представленной на рисунке Д.1б, представляет собой переходный вариант от "регулярных" сред к "ретроградным" с величиной k = cp/cv, близкой к 1,1. Для них характерна S-образная форма кривой конденсации (например, бутан).

Для "регулярных" сред реализуются следующие типы режимов течений (рисунок Д.1а): Ж-Ж (жидкость - жидкость), Ж-2Ф (жидкость - двухфазная газожидкостная смесь), Г-Г (газ - газ), Г-2Ф (газ - двухфазная газожидкостная смесь), 2Ф-2Ф (двухфазная газожидкостная смесь - двухфазная газожидкостная смесь).

1) Режим течения Ж-Ж (вход - жидкость; выход - жидкость)

Течение реализуется, когда начальное и конечное давления Р1 и Р2 лежат выше кривой кипения. При этом среда при истечении находится в жидком состоянии. Разновидность данного случая - когда начальная точка находится в суперкритической области. Как правило, при течении Ж-Ж имеет место докритический режим течения. Однако при высоких давлениях вблизи критической точки плотность среды начинает столь заметно зависеть от давления, что возможна реализация и критического режима истечения жидкости.

2) Режим течения Ж-2Ф (вход - жидкость; выход - двухфазная смесь)

Если конечное давление меньше давления кипения, реализуется режим Ж-2Ф. При этом сбрасываемая жидкость вскипает либо в выходном сечении штуцера (в седле клапана - критическое истечение с конечной точкой на линии кипения), либо в самом штуцере, с реализацией критического (чаще всего) или докритического истечения и конечными параметрами (в выходном сечении штуцера) в двухфазной области.

3) Режим течения Г-Г (вход - газ; выход - газ)

Режим Г-Г реализуется при начальном и конечном давлениях выше кривой конденсации в области газа (как вариант - при начальной точке в суперкритической области). Среда на протяжении всего течения находится в газообразном состоянии, при этом течение чаще всего критическое, реже - докритическое.

4) Режим течения Г-2Ф (вход - газ; выход - двухфазная смесь)

Если газ при изоэнтропном расширении достигает давления конденсации раньше, чем давления критического истечения, реализуется режим Г-2Ф и возникает конденсация газа в выходном сечении штуцера или внутри него. Конечная точка в этом случае лежит либо на линии конденсации (критическое истечение), либо в двухфазной области (чаще критическое, реже - докритическое истечение).

5) Режим течения 2Ф-2Ф (вход - двухфазная газожидкостная смесь; выход - двухфазная газожидкостная смесь)

Предельными вариантами режима 2Ф-2Ф можно считать случаи сброса жидкости на линии кипения или газа на линии конденсации (насыщенного пара). Чаще всего такое течение - критическое. Вариантом данного режима является также течение газожидкостной среды, для которой массообменом между фазами (кипением и конденсацией) можно пренебречь (течение жидкости с неконденсирующимися и нерастворяющимися газами).

6) Режим течения 2Ф-Г (вход - жидкость; выход - газ)

Для "ретроградных" сред (рисунок Д.1в) дополнительно возможен режим 2Ф-Г, при котором происходит полное испарение жидкой фазы. Для этого режима течение чаще всего критическое.

7) Режим течения Г-2Ф-Г (вход - газ, выход - газ, с конденсацией в двухфазную смесь между ними)

Также для "ретроградных" сред (рисунок Д.1в) в окрестности критической точки реализуется режим Г-2Ф-Г, с частичной конденсацией среды и последующим полным испарением. Для этого режима течение чаще всего критическое.

8) Режим течения Ж-2Ф-Г (вход - жидкость; выход - газ, с двухфазной смесью между ними)

Режим течения Ж-2Ф-Г теоретически возможен - режим, при котором в ходе течения происходит полное испарение жидкой фазы, однако реализация его практически маловероятна, поскольку критическое течение достигается, как правило, внутри двухфазной области - раньше пересечения кривой конденсации.

9) Режим течения 2Ф-Г-2Ф (вход - двухфазная смесь; выход - двухфазная смесь, с выходом в чисто газовую фазу между ними).

Для "переходных" сред (рисунок Д.1б) возможен также режим течения 2Ф-Г-2Ф, при котором двухфазная смесь полностью испаряется, а затем вновь начинает конденсироваться.

 

 

а) Для "регулярных" сред, с k = cp/c> 1,1

 

 

б) Для переходного варианта от "регулярных" сред к "ретроградным" средам, с k = cp/cv, близким к 1,1

 

Рисунок Д.1 - Типы фазовых диаграмм и изоэнтропных течений (Лист 1)

 

 

в) Для "ретроградных" сред, с k = cp/cv, близким к 1,0

 

Рисунок Д.1, Лист 2

 

 

а) Для "регулярных" сред, с k = cp/cv > 1,1

 

 

б) Для переходного варианта от "регулярных" сред к "ретроградным" средам, с k = cp/cv, близким к 1,1

 

Рисунок Д.2 - Области применения упрощенных уравнений состояния (Лист 1)

 

 

в) Для "ретроградных" сред, с k = срv, близким к 1,0

 

Рисунок Д.2, Лист 2

 

Д.11 Методы расчета массовой скорости и рекомендации по их применению

Для расчета массовой скорости применяют 3 группы методов:

- универсальные методы (метод прямого интегрирования);

- упрощенные аналитические методы на основе уравнений состояния, описывающих изоэнтропное расширение;

- специальные методы.

1) Универсальный метод прямого интегрирования применим для всех случаев истечения, в особенности рекомендуется применять его, когда есть сомнения в применимости других методов. Однако для реализации метода требуется использование термодинамических компьютерных библиотек или соответствующих термодинамических таблиц, описывающих сбрасываемую среду. Данный метод описан в разделе Е.1.

2) Расчетные формулы упрощенных аналитических методов получают аналитическим интегрированием уравнений метода прямого интегрирования при описании зависимости плотности среды от давления при изоэнтропном расширении различными простыми уравнениями состояния. Наибольшее применение получили три уравнения состояния:

- уравнение состояния несжимаемой жидкости

 

;

(Д.27)

 

- уравнение состояния сжимаемой среды с постоянным показателем изоэнтропы

 

;

 

n = const,

(Д.28)

 

где - показатель изоэнтропы определяют для реального поведения среды или двухфазной среды и может значительно отличаться от показателя адиабаты идеального газа;

- уравнение омега-метода

 

,

(Д.29)

 

основанное на наблюдении, что линии постоянной энтропии в двухфазной области в координатах 1/P, 1/ часто можно достаточно точно аппроксимировать прямыми линиями. Здесь Р*, * - некоторая базовая точка на изоэнтропе. Обычно в качестве Р*, * принимают либо Р1, (если последняя лежит в двухфазной области), либо точку пересечения изоэнтропы с границей двухфазной области. При этом параметр является обратной величиной показателя изоэнтропы в базовой точке: .

Расчет показателя изоэнтропы и параметра омега для различных случаев описан в Е.3.1.

Уравнения данных методов и их сочетаний, а также графики соответствующих коэффициентов приведены в разделе Е.2.

Рекомендуемые области применения методов и границы применимости в соответствии с таблицей Д.2 и для наглядности показаны на рисунке Д.2.

Рекомендации по области применения упрощенных аналитических методов расчета в зависимости от режима течения приведены в таблице Д.2.

Tru, Рr рассчитывают по формулам

 

;

(Д.30)

 

.

(Д.31)

 

Специальные методы используют при расчете отдельных наиболее важных и распространенных сред. Для водяного пара такие методы описаны в разделе Е.4.

 

Примечание - Т1 и Ткр - в K.

 

Таблица Д.2 - Рекомендации по применению методов расчета

 

Режим течения

Метод расчета

Область применения

Номер пункта стандарта

Ж-Ж

Несжимаемая жидкость

Основной метод расчета при течении жидкости.

Рекомендуется применять при Tr < 1,0 и , то есть кроме течения при высоких давлениях или вблизи критической точки (суперкритическая среда).

Е.2.1

Постоянный показатель изоэнтропы

Рекомендуется применять при высоких давлениях и вблизи критической точки.

Е.2.2

Г-Г

Постоянный показатель изоэнтропы

Основной метод расчета течения газа и суперкритических сред. Рекомендуется применять при n  1, кроме зоны быстрого изменения значений n в суперкритической области.

Е.2.2

Омега-метод

Рекомендуется применять при n < 1, а также в суперкритической области в зоне быстрого изменения значений (при Tr > 1,0 примерно от до ).

Е.2.2

2Ф-2Ф

Омега-метод

Основной метод расчета двухфазного течения.

При корректном определении величины параметра омега может применяться при любых параметрах двухфазного течения, кроме течения многокомпонентного вскипающего/ конденсирующегося продукта с разбросом температур нормального кипения компонентов свыше 80 °С, для которого метод может быть неточен.

Е.2.2

Постоянный показатель изоэнтропы

Рекомендуется применять для расчета "регулярных" сред с высоким газосодержанием (х > 0,8) при Pr < 0,4.

В этой области метод более точен, чем омега-метод

Е.2.2

Ж-2Ф

Несжимаемая жидкость + омега-метод

Основной метод расчета двухфазного течения вскипающей жидкости.

Рекомендуется применять при Tr < 1,0 и , то есть кроме течения при высоких давлениях или вблизи критической точки (суперкритическая среда).

Е.2.3.1

Омега-метод (с разными значениями параметра омега для жидкости и двухфазной области)

Рекомендуется применять при сбросе ретроградных и переходных продуктов из околокритической и суперкритической области, а также при сбросе "регулярных" продуктов из зоны быстрого изменения значений в суперкритической области (при Tr > 1,0 примерно от до ).

Е.2.3

Постоянный показатель изоэнтропы + омега-метод

При сбросе "регулярных" продуктов из околокритической и суперкритической области (для случаев, не охваченных двумя методами выше).

Е.2.3.2

Г-2Ф

Постоянный показатель изоэнтропы (с разными значениями показателя для газа и двухфазной области)

Основной метод расчета течения газа с конденсацией для "регулярных" сред. Применим всюду при n > 1, кроме зоны быстрого изменения значений в суперкритической области (при Tr > 1,0 примерно до ).

Е.2.3.2

Г-2Ф

Омега-метод (с разными значениями параметра омега для газа и двухфазной области)

Течение переходных и "ретроградных" газов с конденсацией, а также "регулярных" газов из зоны быстрого изменения значений в суперкритической области (при Tr > 1,0 примерно от до ).

Е.2.3.3

2Ф-Г

Омега-метод (с разными значениями параметра омега для газа и двухфазной области)

Основной метод расчета данного течения для переходных и "ретроградных" сред.

Е.2.3.3

Г-2Ф-Г

Постоянный показатель изоэнтропы (с разными значениями показателя для газа до и после конденсации и двухфазной области)

"Ретроградные" среды в околокритической области.

Допускается применять обычные уравнения с постоянным показателем изоэнтропы (пункт Е.2.2) со средним значением показателя изоэнтропы.

Е.2.2

Е.2.3

Е.2.3.2

2Ф-Г-2Ф

Омега-метод

Переходные среды. Применяют среднее значение параметра омега.

Е.2.2

 

Д.12 Учет эффектов термодинамической неравновесности

При вскипании сбрасываемых сред или конденсации сбрасываемых сред, а также сбросе двухфазных газожидкостных смесей могут наблюдаться отклонения от равновесного поведения (задержка вскипания или конденсации, а также неравновесные содержания и составы жидкой и газовой фаз). Такое поведение ведет к тому, что реальная пропускная способность клапана оказывается больше, чем рассчитанная из условий равновесного поведения течения. Тем самым расчет по условиям равновесности в этом случае является консервативным (идет "в запас"). Оценку сверху для пропускной способности в этом случае дает расчет по условиям так называемого "замороженного" течения - т.е. течения без массообмена между фазами, когда содержание и состав фаз на входе в клапан фиксируются и далее не меняются.

При сбросе вскипающих жидкостей и двухфазных смесей с малым (до 0,05) массовым газосодержанием через клапаны с короткими (до 100 мм) штуцерами при расчете по равновесной модели эффект термодинамической неравновесности может приводить к недооценке пропускной способности клапана в несколько раз. В этом случае при расчете рекомендуется учитывать эффект термической неравновесности.

В настоящее время отсутствует универсальная методика учета неравновесности при сбросе. В Е.5 приведено несколько полуэмпирических способов для ее учета.

 

Откройте актуальную версию документа прямо сейчас или получите полный доступ к системе ГАРАНТ на 3 дня бесплатно!

Получить доступ к системе ГАРАНТ

Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.