我们一起来学习API520 中气体和蒸气排放的定径计算
大家早上好，今天我们一起学习一下API 520中关于气体排放的相关计算；主要参考：API 520-安全阀计算，我看到网上有中文版，我们就按这个中文版一起学习。首先，我们明确一下气体的流动特性：如果可压缩气体经过一个喷管、一个孔板或管子的终端产生膨胀，其速度和比容将随下游压力的减小而增大。对于一给定的上游条件（以一个喷管为例），通过这个喷管的质量流量将一直增大直到喷管中达到极限速度。可以得知这个极限速度是该处流动介质的音速。与此极限速度相对应的流量称为临界流量。（大家通常熟悉空气中音速为343m/s,而氢气的音速大概是1295m/s,简单的计算可以根据音速公式计算：）补充一下：气体在喷管中的流动状态与喷管出口处气体压力Pe和周围环境压力Pa的相对大小密切相关。判断方法当Pe > Pa时，气体在出口处仍具有较高的压力，有继续向外膨胀的趋势，此时气体处于欠膨胀状态。当Pe < Pa时，气体在出口处压力低于环境压力，受到外界压力的挤压，这种情况属于过膨胀状态。当Pe = Pa)时，气体在出口处恰好达到与环境压力平衡，为理想膨胀状态。 临界压力比：音速时喷管出口压力（Pcf与进口压力P1的绝对压力比值称为临界压力比。Pcf称为临界流动压力，在临界流动条件下，即使下游压力再低，泄压阀喷嘴出口的实际压力也不会降至临界流动压力以下。在临界流动下，流体发生膨胀，从喷嘴压力降到下游压力，伴随着湍流中的能量消散到周围介质中，这些过程是不可逆的。可以用这个公式计算，不过这边有个现成的的表我们可以看到氢气的临界压力比：为0.52，那我们是不是就知道70MPa下氢气泄放到达喷口出的压力了，大概是一半的压力，它不会立即缩减为大气气压。然后我们就可以根据下面公式计算泄放面积了；来源：气瓶设计的小工程师
