Chai chứa khí axetylen - yêu cầu cơ bản - phần 1: chai không dùng đinh chảy - phần 3

PHỤ LỤC D

(quy định)

Quy trình thiết lập nồng độ axetylen/dung môi

D.1. Ký hiệu

a₄,a₅ là các hằng số đối với đường thể tích không đổi (xem D.2);

G là lượng axetylen trên dung tích chứa nước của vỏ chai tính bằng kilôgam trên lít;

G_bund là lượng axetylen trên dung tích chứa nước của giá chai axetylen tính bằng kilôgam trên lít;

G_opt là lượng axetylen tối ưu trên dung tích chứa nước của vỏ chai tính bằng kilôgam trên lít (điểm A trong Hình D.1);

K là hệ số suy giảm đối với lượng axetylen,

K =

m_gas là khối lượng axetylen tính bằng kilôgam;

m_sol là khối lượng dung môi tính bằng kilôgam;

N là số chu kỳ trước khi tháo giá chai để bổ sung dung môi (xem D.3);

S là khối lượng dung môi trên dung tích chứa nước của vỏ chai tính bằng kilôgam trên lít;

S_alw là lượng dư an toàn của dung môi trên dung tích chứa nước của giá chai chứa axetylen tính bằng kilôgam trên lít (xem D.3);

S_cft là dung sai nạp dung môi của chai chứa tính bằng kilôgam trên lít (xem D.3);

S_loss là hao hụt dung môi trên dung tích chứa nước của vỏ chai và chu kỳ nạp tính bằng kilôgam trên lít;

S_max là lượng dung môi lớn nhất trên dung tích chứa nước của giá chai chứa axetylen tính bằng kilôgam trên lít;

S_min là lượng dung môi ít nhất trên dung tích chứa nước của giá chai chứa axetylen tính bằng kilôgam trên lít;

S_opt là lượng dung môi trên dung tích chứa nước của vỏ chai tính bằng kilôgam trên lít ở lượng axetylen tối ưu (điểm A trong Hình D.1);

S_SO là dải làm việc của dung môi tính bằng kilôgam trên lít;

V là thể tích của dung dịch axetylen/dung môi tính bằng lít;

V_A là thể tích của dung dịch axetylen/dung môi tính bằng lít ở điểm A, xem Hình D.1;

V_wc là dung tích chứa nước của vỏ chai tính bằng lít.

Chỉ dẫn

1 Đường lửa tạt lại - Đường 1

2 Đường đẳng tích - Đường 2

3 Vùng vận hành an toàn (gạch chéo)

Hình D.1 - Biểu đồ vận hành an toàn điển hình đối với chai hoặc giá chai cá biệt

D.2. Biểu đồ vận hành an toàn

Biểu đồ vận hành an toàn xác định lượng dung môi lớn nhất và nhỏ nhất cho phép đối với lượng axetylen đã cho. Biểu đồ điển hình cho hình D.1 và nó được chuẩn bị từ số liệu thực nghiệm. Biểu đồ chỉ ra lượng axetylen và dung môi chia cho dung tích chứa nước của vỏ chai, như vậy làm cho nó độc lập với cỡ chai thực tế.

Đường 1 biểu diễn đường lửa tạt lại. Đường này được giả định là đường thẳng và xuất phát từ điểm gốc (không có axetylen và không có dung môi) và chạy tới điểm A đã được thiết lập bởi phép thử lửa tạt lại theo phụ lục C và đã được phê duyệt bởi cơ quan có thẩm quyền.

Chú thích - Chai thử thực tế chứa hơn 5% axetylen --- điểm A' trong hình D.1.

Đường 2, đường đẳng tích biểu diễn các điểm mà đối với chúng thể tích của dung dịch axetylen/dung môi là hằng số ở bất kỳ tỷ số axetylen/dung môi nào, tại một nhiệt độ quy định. Đường được vẽ qua điểm A là điểm đã được thiết lập bởi thử nhiệt độ nâng cao đã được mô tả ở trên cho Đường 1. Nó biểu diễn cho thể tích dung dịch cho phép trong chai.

Thể tích V của dung dịch axetylen/dung môi trong phạm vi nghiên cứu có thể biểu diễn bởi đẳng thức tuyến tính:

V = a₄  x m_gas + a₅  x m_sol                         (D.1)

Trong đó a₄ và a₅ là hằng số đã được xác định bởi thử nghiệm (các kết quả có thay đổi giữa các phòng thí nghiệm). Các giá trị cho trong Bảng D.1 phải được sử dụng cho biểu đồ trong Hình D.1

Bảng D.1 - Hằng số công thức thể tích

Không có sự nhất trí chung nào về các giá trị đối với các hằng số trong Bảng D.1 và chúng không được dùng mà không có sự cân nhắc nào đối với bất kỳ mục đích khác. Chúng được xem xét để đưa ra giá trị phải chăng đối với thương a₄/a₅.

Phương trình đối với Đường 2 được dẫn ra như sau:

Đặt thể tích dung dịch axetylen/dung môi ở điểm A là V_A và chia công thức D.1 cho dung tích chứa nước của vỏ chai, V_wc. Sự thể hiện lượng axetylen và dung môi đã quy định (khối lượng trên dung tích chứa nước của vỏ chai)

= a₄ x G + a₅ x S                 (D.2)

trong đó

G = ; S =                    (D.3)

Giả ra đối với G

G = - S +                (D.4)

Trong đó biểu thức sau cùng chỉ chứa hằng số. Nên có thể nhận ra từ phương trình độ dốc của đường 2 là -(a₅/a₄).

Điều đó có nghĩa là mặc dù điểm A là điểm làm việc tối ưu, bất cứ tỷ số bổ sung nào nằm giữa Đường 1 và Đường 2 là an toàn và có thể sử dụng được. Nguyên tắc đó cho phép bất kỳ chai nào được nạp an toàn với số lượng dung môi định mức ít hơn chứng tỏ rằng lượng nạp axetylen tương ứng thấp hơn.

D.3. Các giới hạn axetylen và dung môi trong giá chai

D.3.1. Sự lưu ý an toàn

Khi các chai được dùng trong giá chai, lượng axetylen trong mỗi chai phải được giảm để cho phép giá chai nạp được mà không cần bổ sung dung môi cho mỗi lần. Cần phải tìm ra mối quan hệ giữa lượng axetylen lớn nhất cho phép và số lần một giá chai có thể nạp và tháo (số chu kỳ) trước khi giá được tháo và từng chai được kiểm tra và bổ sung. Có hai nguyên nhân đối với điều đó. Thứ nhất, cho phép hao hụt dung môi cho mỗi lần xả chai, lượng axetylen lớn nhất đối với từng chai được giảm và như vậy xác lập dung sai nạp dung môi cho chai, S_cft. Thứ hai, có sự khác nhau không thể tránh được giữa các chai có thể đưa đến, sự cung cấp dung môi thay đổi. Phải được xác định như vậy ở cả hai phía của dung sai nạp dung môi cho chai, khi thiết lập phạm vi làm việc cho dung môi, S_SO. Các phương trình xác định mối quan hệ giữa số chu kỳ cho phép, N, và lượng giảm cho phép tương ứng của axetylen đối với giá chai G_bund cho trong D.4.

D.3.2. Hao hụt dung môi

Mỗi lần chai được xả hết, một lượng nhỏ dung môi ở thể khí trong mối cân bằng với axetylen bị mất đi.

Nói chung lượng này có thể tính như sau:

hao hụt acetone theo dung tích chứa nước của vỏ chai và chu kỳ nạp: S_loss = 7,50 x 10^-3 kg/l

hao hụt DMF theo dung tích chứa nước của vỏ chai và chu kỳ nạp: S_loss = 0,25 x 10^-3 kg/l

D.3.3. Lượng dư an toàn dung môi

Lượng dư phải được xác định đối với các đặc tính làm việc khác nhau của mỗi chai về khía cạnh nhiệt độ và tốc độ hấp thụ, phân bổ dòng khí trong giá và dàn chai, v.v… Điều đó được biết như là lượng dư an toàn dung môi S_alw và phải tính đến sự phân bổ dung môi thay đổi. Giá trị đó có thể tính như sau:

đối với acetone theo dung tích chứa nước vỏ chai: S_alw = 0,010 kg/l

đối với DMF theo dung tích chứa nước của vỏ chai: S_alw = 0,025 kg/l

D.4. Tính toán lượng axetylen của giá chai và số chu kỳ tương đương

D.4.1. Mối quan hệ giữa việc giảm lượng axetylen và số chu kỳ nạp

Để tính toán số chu kỳ nạp đối với giá chai trước khi dỡ và thay dung môi, N, với G_bund đã cho hoặc ngược lại, áp dụng các phương trình sau:

Từ hình D.1 rút ra biểu thức cho S_min và S_max. Khi đó tính N, dùng nó cho tính toán ở chu kỳ sau cùng, đưa vào giá chai mức thấp S_min là cho phép, bởi hao hụt dung môi xảy ra ở cuối chu kỳ xả hết

S_min = S_opt  x + S_alw                                      (D.5)

S_max = S_opt + (G_opt - G_bund) - S_alw                        (D.6)

N = + 1                                              (D.7)

Với hệ số suy giảm K đã cho, dễ dàng tính được G_bund và thế vào biểu thức trên

G_bund - G_opt (1-K)                                      (D.8)

Với N đã cho, từ các phương trình D.5 đến D.7 rút ra biểu thức sau

                   (D.9)

PHỤ LỤC E

(quy định)

ÁP SUẤT ỔN ĐỊNH LỚN NHẤT

Áp suất ổn định ở nhiệt độ đồng nhất 15^oC trong chai đang chứa lượng axetylen lớn nhất và khối lượng dung môi tương ứng phải tính toán theo công thức sau (làm tròn đến bar gần nhất).

P_m = a₁ x + 1,7

Trong đó

p_m là áp suất ổn định lớn nhất tính bằng bar;

m_A là lượng chứa axetylen lớn nhất tính bằng kilôgam;

m_S là lượng chứa dung môi quy định tính bằng kilôgam;

a₁, a₂, a₃ là các hằng số với các giá trị đã cho trong Bảng Ε.1.

Bảng Ε.1 - Các hằng số tính áp suất

Đối với các dung môi khác, áp suất ổn định cho phép lớn nhất đã được xác định bằng thực nghiệm bởi các nhà sản xuất.

THƯ MỤC

[1] ISO 3893:1977 Concrete - Classification by compressive strength.

[2] ISO 4705:1983 Refillable seamless steel gas cylinders.

[3] TCVN 6292:1997 (ISO 4706:1989) Chai chứa khí bằng thép hàn có thể nạp lại.

[4] TCVN 6296:1997 (ISO 7225:1994) Chai chứa khí - Dấu hiệu phòng ngừa.

[5] ISO 9809-1:1999 Gas cylinders - Refillable seamless steel gas cylinders - Design, construction and testing - Part 1: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength less than 1100MPa.

[6] ISO 9809-3:1999 Gas cylinders - Refillable seamless steel gas cylinders - Design, construction and testing - Part 3: Normalized steel cylinders.

[7] TCVN 6871:2001 (ISO 10462:1994) Chai chứa khí axetylen hòa tan - Kiểm tra định kỳ và bảo dưỡng.

[8] TCVN 6715:2000 (ISO 11372:1995) Chai chứa khí axetylen hòa tan - Kiểm tra tại thời điểm nạp khí.

[9] Miller, S, A., ACETYLENE - Its properties, Manufacture and Uses, Volume I, Ernest Benn, Ltd., London 1965.

Xem lại: Chai chứa khí axetylen - yêu cầu cơ bản - phần 1: chai không dùng đinh chảy - phần 2

Sưu tầm và biên soạn bởi: https://honto.vn