Расчет и проектирование средств защиты. Беляев В.М - 137 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

137
РЕШЕНИЕ.
Площадь наружной поверхности аппарата
12,254214,3
ап
=⋅⋅=π= DLF м
2
.
Максимальный аварийный расход жидкого пропана по формуле (3.2)
при k = 25 Вт/(м
2
⋅ К); t
г
= 700 °С; t
ж
= 20 °С; r = 350 ⋅ 10
3
Дж/кг
3
25 25,12 (700 20)
1, 22
3
50 10
a
m
⋅⋅−
==
⋅
кг/с или 4400 кг/ч.
Определим пропускную способность мембраны при условиях:
р
1
= 1,15 ⋅ 0,7 = 0,805 МПа; р
2
= 0; Т
1
= 293 К. Для пропана (см. Приложение,
табл. П4) р
кр
= 4,27 МПа; Т
кр
= 369,8 К; М = 44,09 кг/кмоль; k
н
= 1,14. Тогда
5,0366,0
795,0
212,0
;795,0
8,369
293
;212,0
27,4
1,0805,0
1
1
11
<==
τ
π
==τ=
+
=π .
Принимаем k = k
н
= 1,14; β* = 0,576; z
1
= 0,84. Вычисляем β:
576,011,0
1,0805,0
1,00
1,0
1,0
*
1
2
=β<=
+
+
=
+
+
=β
p
p
.
Так как β < β* и β <
*
кл
β = 0,57 ⋅ β* = 0,33, то принимаем В
2
= 1.
При t = 20 °С для пропана B
1(z=1)
= 0,93 Тогда
01,1
84,0
93,0
1
==B
.
Откуда находим
m = 10 ⋅ 1,01 ⋅ 1 ⋅ 0,8 ⋅ 0,785 ⋅ 252 ⋅ (0,805 + 0,1) = 3570 < m
а
= 4400 кг/ч.
Следовательно, мембрана диаметром 25 мм не обеспечивает защиту ап-
парата при заданных условиях.
ПРИМЕР 3. Рассчитать и выбрать ПУ для защиты аппарата с рабочим дав-
лением этилена р
р
= 2 МПа. Перед аппаратом установлен автоматический клапан
−
регулятор давления с D
y
= 25 мм. Перед клапаном давление (р
1
)
а
= 20 МПа.
Этилен сбрасывается через ПУ в емкость с давлением р
2
= 1,3 МПа. Температура
в системе равна примерно 310 К.
РЕШЕНИЕ.
Определяем максимальный аварийный расход этилена при полностью
открытом регулирующем клапане D
y
= 25 мм. Истечение газа происходит от
давления (р
1
)
а
= 20 МПа до максимально допустимого давления в аппарате:
(
р
2
)а = 1,15/р
р
= 1,15 · 2 = 2,3 МПа.
Характеристики этилена: М = 28,05 кг/кмоль; p
кр
= 5,03 МПа; T
кр
= 282,9
К (см. Приложение, табл. П4). При параметрах перед клапаном-регулятором
(
р
1
)
а
+ 0,1 = 20,1 МПа и Т = 310 К находим: (z
1
)
а
= 0,58 (табл. П18); (k
1
)
а
º 7,8
(
см. рис. 10.1).
При параметрах после клапана-регулятора при (р
2
)
а
= р
1
будет (р
2
)
а
+0,1=
= 2,3 + 0,1 = 2,4
МПа. Тогда при (р
2
)
а
+ 0,1 = 2,4 МПа и Т
1
= 310 К находим
(k
2
)
а
= 1,2 (см. рис. 10.1).
Тогда (k)
а
= 0,5 [(k
1
)
а
+ (k
2
)
а
] = 0,5 (7,8 + 1,2) = 4,5.

Страницы