化工压力容器瞬时泄压冲击力压力计算

yyguochen · 发表于 2014-12-16 09:06:14

本帖最后由小五哥于 2015-3-12 02:04 编辑

大家好，我设计了一个压力容器，带夹套。筒体全容积5.55m3，筒体直径1200mm，直筒高度4500mm，出口直径200mm。筒内装的是玉米秸秆粉、麦麸固体物料。体积装料系数是90%，固体比重是0.3t/m3，现在往这个罐子内通饱和水蒸汽，让罐内的压力维持0.8MPa，并维持一段时间，然后瞬间打开出口阀（就是直径为200mm），因为里面有高压，压力就会把里面的物料给压出来。我想问一下，当我瞬时泄压的时候，这个冲击力有多大啊！设备净重4.7t。我用P=F/S，0.8MPa的压力作用在200mm的管道上，那就是F=P*S=0.8*10^6*0.785*0.2^2=25120N，即25120/10=2512kg，即2.512t。如果是作用在筒体界面上，即取1200mm，那么F=P*S=0.8*10^6*0.785*1.2^2，同理得到，等于90.432t。如果取这两个的直径的平均数，即700mm，算出来是30.772t。不知道这样算对不对。希望各位老师多多指教。

buukee · 发表于 2014-12-16 09:06:14

好像不是这个算法吧，这个瞬态的动作压力前面是一个脉冲的

yyguochen · 发表于 2014-12-16 09:06:14

buukee 发表于 2014-12-18 09:10
好像不是这个算法吧，这个瞬态的动作压力前面是一个脉冲的

那这个应该怎么算呢？请老师明示，谢谢。

idle_away · 发表于 2014-12-16 09:06:14

给个思路，不一定正确
假设在很短的时间内△t 无限小，接管内流速V，流出的质量为△m；根据化工原理中的管路计算，可先算出V；
然后根据公式F ×△t=△m×V

idle_away · 发表于 2014-12-16 09:06:14

F=密度*pi()*容器半径平方*管半径平方*（表压*密度/(容器半径4次方-管半径4次方））^0.5

yyguochen · 发表于 2014-12-16 09:06:14

idle_away 发表于 2014-12-18 16:21
F=密度*pi()*容器半径平方*管半径平方*（表压*密度/(容器半径4次方-管半径4次方））^0.5

您好，我想问一下，您这个公式是什么意思？密度是蒸汽的密度，还是里面物料的密度？我查了下，蒸气密度是4.653kg/m^3，物料密度是300kg/m^3。pi指的是什么？容器半径是600mm吧，管半径是100mm吧，表压就是0.8MPa，
这个公式怎么推出来的呢？谢谢

yyguochen · 发表于 2014-12-16 09:06:14

idle_away 发表于 2014-12-18 15:54
给个思路，不一定正确
假设在很短的时间内△t 无限小，接管内流速V，流出的质量为△m；根据化工原理中的管 ...

容器里面物料的体积是4.5m^3，假设瞬时泄压，1s后物料全部流出，流量为4.5m^3/s，由于出口管径为200mm，算得流速V=143m/s。物料的密度是0.3t/m^3，物料质量是4.5*0.3=1.35t。假设△t =1s，则F=MV/△t =1.35*143/1=193.05t
不知道这样算对不对啊！

idle_away · 发表于 2014-12-16 09:06:14

密度是整个物料的密度，pi（）等于3.14，容器半径是600mm吧，管半径是100mm吧，表压就是0.8MPa

因为是瞬时，所以不能按照1s钟的稳态来计算，你假设1s流出来，如果是0.1s全部流出来了呢，我以上单位全部用国际单位制

idle_away · 发表于 2014-12-16 09:06:14

=300*3.14*0.6^2*0.1^2*(800000*300/(0.6^4-0.1^4))^0.5
=145990 牛顿

我也不确定一定正确，公式推导的时候假设容器内的流速像液面一样下降

idle_away · 发表于 2014-12-16 09:06:14

对不起，化工原理中的公式记错了，查了一下
最终公式

F=3.14*管半径平方*容器半径平方*(（2*表压*密度）/(容器半径4次方-管半径4次方))^0.5

idle_away · 发表于 2014-12-16 09:06:14

公式记错了，对不起

冲击力不大的

公式推导过程，写起来不方便

F= 688 牛顿

idle_away · 发表于 2014-12-16 09:06:14

晕死了，太粗心了，有错了，不用开平方的。

F ≈ 2*表压*3.14*管半径平方=50240牛顿
我的qq号：6029419

yyguochen · 发表于 2014-12-16 09:06:14

idle_away 发表于 2014-12-19 09:55
对不起，化工原理中的公式记错了，查了一下
最终公式

老师，您好。我也有化工原理。我的是陈敏恒第三版，。您用的是哪本书啊！是什么公式，我自己找下也行。

yyguochen · 发表于 2014-12-16 09:06:14

idle_away 发表于 2014-12-19 10:23
晕死了，太粗心了，有错了，不用开平方的。

F ≈ 2*表压*3.14*管半径平方=50240牛顿

这个公式里面为什么是两倍的表压？

[求助] 化工压力容器瞬时泄压冲击力压力计算

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