文档介绍：充装系数
所谓“充装系数”是指气瓶每升容许充装液化气的质量(kg)。
这是液化气体在充装过程中应了解的很重要的数据。因为每个气瓶都有一定的承受压力。液化气体在常温下充装一般以液态进入瓶中,当环境温度升高时部分液体转化为气体使瓶内的压力增大。所以为确保安全,充装时不能装得过多,一定要参照充装系数进行充装。
在盛装液化气体的压力容器设计中,,对容器容积经实际测定者,,。
所谓充装系数,是指每升气瓶容积充装液化气体的重量(kg),且按下式进行计算。
F=W/V ()
式中:F——充装系数,kg/L;
V——气瓶容积,L;
W——液化气体的充装重量,kg。
常见的液化气体充装系数,应符合表6—5和表6—6的规定。表6—5 高压液化气体的充装系数
表6—6 低压液化气体的充装系数
注:表中没列液化石油气的充装系数,是因为液化石油气钢瓶在设计时,就已按充装系数计算,将三种不同规格钢瓶的充装量作了规定,故此表不予再列。
因为低压液化气体的临界温度(tc)高于气瓶最高工作温度(t=60℃),所以,低压液化气瓶在充装、储存、运输和使用过程中都不会发生相变。只要充装适量,不发生满瓶,瓶内始终是气液二相共存,两者之间有着非常明显的界面,液相是饱和液体,气相是饱和蒸气。若充液过量,气相容积不够,甚至消失,气瓶达到“满液”,这时如果温度升高,致使液体无法膨胀,则瓶内压力就会骤然增高,直至气瓶爆破。
为了防止瓶内液化气体因受热膨胀而导致发生事故,应使气瓶在最高工作温度下,液相不要“充满”气瓶全部容积,要留有一定的气相空间。这一空间就是瓶容与液容之差。即:
VG=V-VL ()
式中:VG——瓶内气相空间,L;
V——瓶内有效容积,L;
VL——瓶内液相容积,L。
而VL与液化气体在充装时的定压比容υp的比值就是气瓶的充装重量。
即:
式中:W——气瓶的充装重量,kg;
υp——液化气体的定压比容,L/kg;
VL——,L。
对于低压液化气瓶,液化气体虽然在加压状态充装,但进入瓶内就是处于饱和状态,所以,我们可用饱和状态下的比容来代替液化气体的定压比容,即:
式中:W——,kg;
VL——,L;
υ——饱和状态下的液体比容,L/kg。
又因饱和液体密度与饱和状态下的液体比容互为倒数所以
W=VLd ()
式中:d——饱和液体密度,kg/L;
W、VL同前。
,则;
W=(V-VG)d ()
因以上所述均属理想状态,即VG=0是在没有任何误差的情况下才能成立。可是,理想状态在生产实践中是不存在的。如果我们把生产中某些可以预计到的误差叠加起来,称为安全余量,其值与瓶内有效容积之比即为安全系数,并赋予符号∑n,并使其最终在气相容积VG上得到反映的话,那么,∑n=VG/V,但我们在气体充装工作中常常使用的是充装系数F,:
式中:F——充装系数,kg/L。
根据我国目前的实际条件,对∑n的选取,应考虑以下两种情况:
(1)物性数据误差(n1)。主要指液化气体饱和度d值的误差。我们无论采用推算数据,还是采用实测数据,数据误差总是客观存在的。一般情况下,密度数据误差约在±~1%左右,为安全起见取n1=1%。
(2)衡器称重误差(n2)。气瓶容积大都采用同体积水重法,气瓶在充液时也需称重控制,因此,称重误差也需考虑。称重误差一般均不超过±%。假定在称重过程中,累积误差约为正误差的6倍,亦即n2=%,%。为安全起见,取∑n=2%。所以,低压液化气体的充液量在60℃时所占体积,必须小于气瓶有效容积的98%,即还有2%以上气相容积作为安全系数。
例:确定液***的充装系数是多少?
解:查60℃时液***,其气相空间应为2%,所以F=(1-2%)×=。
因为多数高压液化气体的临界温度(tc)低于气瓶的最高工作温度(t=60℃),所以,高压液化气体在充装时为液态,此时瓶内的压力就是液体界面上的饱和蒸气压,这与低压液化气体没有什么差别。但在高压液化气体的储存、运输和使用过程中,由于环境温度的影响,当液体温度到达tc时,则发生液体向气体的相变。其结果气瓶内压由于大量气体产生而骤然上升,此时表征气瓶的压力状况,实质上就和永久气体一样。因此对于高压液化气体气瓶,一方面和永久气体气瓶一样,在20℃时内