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郴州厂家供应岩石裂变机械设备
2022-07-06 10:06  浏览:9
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裂岩管内的压力变化分析

对于裂岩管来说,相当于一个柱形密闭容器,其管内的压力形成、释放过程与球形、方形的容器内的液化气体爆炸、泄能过程不同。

初始阶段:裂岩管内保持一定的加载压力P1,P1高于液态二氧化碳的临界压力7.38MPa,(临界温度31.2℃),以此*证常温下裂岩管内的二氧化碳状态为液态。

0~t1阶段:裂岩管内的发热剂启动,释放大量的热量,液态的二氧化碳吸热气化,体积急剧膨胀,在等容的环境中,液态二氧化碳的大量气化导裂岩岩管内压力也急剧上升,并且随着管内的热量的传播,气化过程也在加速进行,压力升高速度越来越快。

t1-t2阶段:在t1时刻,裂岩管内的压力达到定压释能片的释能阈值(释能片的剪切强度)P释能片,导致释能片被瞬间破坏,随后裂岩管内的气体高速冲出,形成高速、高压气流,裂岩管内的压力随着二氧化碳气体释放而逐渐减小

二氧化碳裂岩管相当于一个密闭的容器,发热管为一定量的液态二氧化碳提供热量,可以使其气化并导裂岩岩管内压力升高,根据气体状态方程pV=nRT,压力升高的程度受到气体温度的影响。

裂岩器释能能量的近似计算

二氧化碳裂岩器在释放气体时以三种形式向外释放:释放的高能气体的冲击能;‚释能片的破裂能量;ƒ裂岩管残余变形能量。后两者消耗的能量只占释能总能量的3%~15%,大部分能量是以高能气体的形式释放到岩孔内。

二氧化碳裂岩器释放能量的大小可以通过理论计算进行量化。目前,对于压缩气体容器物理致裂强度的计算有TNT当量模型、计算流体力学CFD方法和AICHE模型,其中TNT当量模型计算过程比较简单,不用进行复杂的建模过程,是工程上常用的强度计算方法。

裂岩管内的二氧化碳大部分为液体,也有极少部分的气体。当启动发热管装置,液体开始蒸发对外做功,同时伴有气体的急剧膨胀做功。由于裂岩管内的二氧化碳质量占裂岩管内的流体质量的绝大部分,因此液体蒸发气化做功的能量是裂岩器释放能量的主体。裂岩器释放能量

P——裂岩器释放压力,按照释能片的材料剪切强度极限值算;

V——裂岩管容积

P0——裂岩管外大气压力;

K——二氧化碳绝热指数,K=1.295。

总结:二氧化碳裂岩器释能片(致裂片)会将裂岩管内压力在尚未达到裂岩管合金钢材极限压力之前释放,以达到安全可控的目的,所以释能压力是由释能片材料的剪切强度有关,也就是释能片的厚度有关。不管裂岩管的直径、长度、充装二氧化碳充装量是多少,二氧化碳裂岩器的致裂威力**由释能片(致裂片)体现。

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