基于動力學(xué)方程的壓力容器泄放過程分析

楊銘斯

摘 ?要：針對壓力容器泄放過程中產(chǎn)生具有危險性等問題，提出基于動力學(xué)方程的壓力容器泄放過程分析。通過壓力容器泄放過程中能量變化和能量守恒定律分析，建立了壓力容器泄放過程動力學(xué)模型，并運用動力學(xué)方程對其進行求解，計算出壓縮因子和絕熱指數(shù)等壓力容器泄放參數(shù)。經(jīng)過仿真實驗證明，動力學(xué)方程能精準(zhǔn)地計算出壓力容器泄放相關(guān)參數(shù)，有效地保證了壓力容器泄放過程的安全性評估。

關(guān)鍵詞：動力學(xué)方程 ?壓力容器泄放過程 ?能量守恒定律 ?壓縮因子 ?絕熱指數(shù)

中圖分類號：X933.4 ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）03（b）-0043-02

壓力容器是用于經(jīng)過高壓后的液體或氣體儲存的容器，高壓氣體或液體的物理特性參數(shù)會對泄放過程產(chǎn)生較大的影響。傳統(tǒng)泄放過程由于壓縮因子和絕熱指數(shù)等參數(shù)計算誤差大，導(dǎo)致在泄放過程中經(jīng)常出現(xiàn)壓力容器爆炸現(xiàn)象，提高了壓力容器泄放過程的危險性[1]。針對以上問題，此次從壓力容器泄放過程中氣體的能量變化和質(zhì)量守恒定律角度出發(fā)，運用動力學(xué)方程計算泄放參數(shù)，建立一個壓力容器泄放過程動力學(xué)模型，為壓力容器泄放提供理論指導(dǎo)。

1 ?壓力容器泄放過程動力學(xué)模型

此次將壓力容器看作一個排放系統(tǒng)，根據(jù)壓力容器泄放過程中的能量變化，運用質(zhì)量守恒方程和動力學(xué)方程建立壓力容器泄放過程動力學(xué)模型。

1.1 泄放過程中能量變化

1.4 壓力容器泄放過程

上文根據(jù)動力學(xué)分析建立了壓力容器泄放過程動力學(xué)模型，其應(yīng)用流程如下：根據(jù)壓力容器泄放前的初始壓力值、初始溫度值、氣體組成成分等，運用公式（6）和公式（7）分別計算出壓力容器的壓縮因子和絕熱指數(shù)，然后將計算結(jié)果帶入到公式（3）和公式（5），得到壓力容器在泄放時的溫度和氣體密度。運用動力學(xué)方程計算出壓力容器泄放時的體內(nèi)壓力，并將其與泄放壓力進行比較，當(dāng)體內(nèi)壓力小于泄放壓力時，說明泄放參數(shù)不合理需要返回重新計算，直到體內(nèi)壓力大于泄放壓力時，模型計算結(jié)束。

2 ?壓力容器泄放過程動力學(xué)模型仿真

2.1 仿真參數(shù)設(shè)置

為了證明此次建立的壓力容器泄放過程動力學(xué)模型的有效性，將其與傳統(tǒng)壓力容器泄放過程模型進行一組仿真實驗，驗證模型對泄放參數(shù)計算的精度。表1為此次仿真實驗的壓力容器參數(shù)表。

為了保證實驗結(jié)果的有效性，此次兩個模型需要泄放的氣體成分是相同的，并且是由多種成分組成。

2.2 仿真結(jié)果分析

圖1為此次兩種壓力容器泄放過程模型仿真實驗結(jié)果。

從圖1可以明顯看出，運用壓力容器泄放過程動力學(xué)模型計算的泄放參數(shù)精準(zhǔn)度都在80%以上，最優(yōu)能達到95%，而傳統(tǒng)模型的計算結(jié)果精準(zhǔn)度普遍低于設(shè)計模型，實驗證明了基于動力學(xué)方程的壓力容器泄放過程能很好地掌握排泄中關(guān)鍵的參數(shù)計算。

3 ?結(jié)語

壓力容器在泄放前必須對泄放裝置的各個參數(shù)進行精準(zhǔn)的計算，來保證泄放能安全順利完成。基于動力學(xué)方程的壓力容器泄放過程是以動力學(xué)原理和質(zhì)量守恒定律為理論基礎(chǔ)，通過動力學(xué)方程計算出壓縮因子和絕熱指數(shù)，安全地保證了壓力容器泄放過程。

參考文獻

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