В НАГРЕВАЕМОМ ГЕРМЕТИЧНОМ АППАРАТЕ,



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

В НАГРЕВАЕМОМ ГЕРМЕТИЧНОМ АППАРАТЕ,



ПОЛНОСТЬЮ ЗАПОЛНЕННОМ ЖИДКОСТЬЮ

На промышленных объектах значительную опасность представляют герметичные аппараты, полностью заполненные жидкостью или сжиженным газом. С повышением температуры в таких аппаратах жидкости увеличивают свой первоначальный объем, что сопровождается увеличением внутреннего давления в аппарате. Повышение давления является сложным процессом, так как сопровождается одновременно не только увеличением объема жидкости, но и приращением объема самого аппарата в результате термического расширения его стенок. При этом объем жидкости изменяется в большей степени по сравнению с увеличением линейных размеров аппарата. Поэтому нагревание жидкостей и сжиженных газов даже до невысоких температур (например, в пределах суточных колебаний температуры наружного воздуха) может создать опасное давление, при котором возможно повреждение стенок аппарата.

 

УСЛОВИЕ ЗАДАЧИ № 1

 

Определить изменение давления в емкости, полностью заполненной жидкостью А, если известно, что температура в аппарате изменяется от Бдо В 0С. Материал аппарата – Г. Определить минимальную величину свободного пространства и максимально допустимую степень заполнения для данного аппарата. Объем аппарата Дм3.

 

Таблица 1

Исходные данные

Варианты заданий Жидкость Начальная температура, ºС Конечная температура, ºС Материал аппарата Объем аппарата, м3
А Б В Г Д
Толуол чугун
Азотная        
  кислота железо
Ацетон стекло 0,1
Бензол латунь
Глицерин алюминий 0,5
Керосин сталь 0,7
Ксилол титан
Метанол сталь
Пентан медь
Толуол латунь 0,8
Хлоро-        
  форм сталь 1,5
Четырех-        
  хлористый        
  углерод железо 3,2
Этанол алюминий
Диэтило-        
  вый эфир стекло 0,6
Керосин чугун
Нефть сталь
Вода свинец 0,9
Пентан железо
Ацетон -4 стекло 0,3

 

КОНТРОЛЬНЫЙ ПРИМЕР

Условие задачи

Определить изменение давления в емкости, полностью заполненной легковоспламеняющейся жидкостью сероуглеродом СS , если известно, что температура в аппарате изменяется от 15 до 30 ºС. Материал аппарата – железо. Определить минимальную величину свободного пространства и максимально допустимую степень заполнения аппарата. Объем аппарата составляет 3м3.

 

Решение

Давление, создаваемое жидкостью при увеличении ее температуры, определяют по формуле

(1.1)

где - конечное давление жидкости, МПа;

- начальное давление жидкости в аппарате, МПа;

ΔР - приращение давления жидкости в аппарате при повышении температуры, МПа.

Приращение давления в герметичном нагреваемом аппарате, полностью заполненном жидкостью, можно определить по формуле

, (1.2)

где - коэффициент объемного расширения жидкости, ;

- коэффициент объемного сжатия жидкости, МПа ;

- коэффициент линейного расширения материала стенок аппарата, ;

- изменение температуры в аппарате, .

Коэффициент объемного теплового расширения жидкостей существенно зависит от температуры, однако для ориентировочных расчетов допускается пользоваться усредненным значением этого коэффициента (Приложение 1).

Коэффициент объемного сжатия жидкостей в широком интервале температур сохраняет почти постоянное значение (Приложение 2).

Коэффициенты линейного расширения ряда металлов и сплавов приведены в Приложении 3 данного пособия.

По таблицам Приложений 1, 2, 3 находим значения требуемых коэффициентов для сероуглерода и железа:

;

МПа ;

.

Используя эти значения, получаем искомое приращение давления в аппарате с сероуглеродом

МПа.

Защита от повышения давления при увеличении температуры жидкости достигается путем создания в аппаратах свободного пространства. В этом случае давление в аппарате не может быть больше давления насыщенных паров жидкости при данной температуре. Свободное пространство выполняет роль компенсатора при тепловом расширении жидкости, и опасность образования больших давлений в аппарате исключается.

Минимальную величину свободного пространства или максимально допустимую степень заполнения емкостей и резервуаров можно определить по формулам

(1.3)

(1.4)

где - объем свободного пространства аппарата, м³;

- объем аппарата, м³;

- коэффициент объемного расширения жидкости, ;

- разность между начальной и конечной температурой, ;

- степень заполнения аппарата – отношение объема, занимаемого жидкостью, к общему объему аппарата.

Подставляя исходные данные в формулы (1.3) и (1.4), получим:

м³,

.

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-06-29; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.229.142.91 (0.012 с.)