PSA均压 顺放 流速和时间计算的问题

比如两个10立方米的罐，压力分别是6公斤和常压，通过DN100的管子均压需要多久时间，怎么计算？
管长按10米，温度常压，介质为空气。关键是想讨论这个方法。希望高手指点。

以前给电大学员辅导化工原理时准备的一个教案，当时有学员干的就是PSA，给楼主一个参考。具体的详细数据楼主可自己计算，注意单位的一致性，尽管计算繁琐，但应该不难。最好自己编一个excle表格，和现场实测数据对比，据验算后的学员说，几乎没有误差，楼主可以试试，呵呵。。两张图片楼主可下载后查看，很清楚的。


补充：l、d分别为均压管道长度和内径，m。
实际计算时请务必注意单位的一致性，最好全部采用国际单位制，这样无需换算，当初很多学员都说算不对，最后都证明是单位搞错，比如MPa,kPa等等之类。

要是有人可以做成计算机不知该多好

共同关注，共同学习！。。。。。。。。

这个东西主要靠调出来的吧

arpcd 发表于 2012-3-13 12:41

                               
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以前给电大学员辅导化工原理时准备的一个教案，当时有学员干的就是PSA，给楼主一个参考。具体的详细数据楼主 ...

大哥，你这个积分太复杂了，敢问您有没有积分出来的结果？

hxp817212 发表于 2012-3-19 08:50

                               
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大哥，你这个积分太复杂了，敢问您有没有积分出来的结果？

因为太复杂就懒得算？呵呵，非稳态下的流体流动计算本身就很复杂，上述算法还是简化的方法。。既然想知道这个时间怎么算，所以就得付出代价，怕麻烦就是不想付出代价，如此——你永远也不会计算。

这里可以把结果告诉你，按你的管长L=10m的计算结果如下：

均压时间time=6.577 S

其余条件如下：

均压管内径，di=100 mm=0.1 m
均压管截面积S=0.007854 m2
均压管总长度,L=10m
管内摩擦系数λ=0.025
空气平均分子量M=0.028962 kg/mol，气体温度T=40℃
吸附塔体积V=10 m3
高压塔起始压力P10=701325 Pa
低压塔起始压力P10=101325 Pa

高压吸附塔压力变化如下图：

可以告诉楼主，6秒多的这个计算结果，和你的实际数据肯定不会吻合，因为你所提供的管道长度L=10m没有包含所有的阻力元件的当量长度，比如容器进出口，比如吸附剂床层的阻力等等，因此在PSA里均压管道的计算极其复杂，与实际数据比较贴近的管道当量长度是均压管道本身长度的10倍甚至更高，比如你这里的10m，而用于计算阻力的当量长度大致在100m左右，甚至有可能是200m，这个取值必须用现场实测数据加以校正。这里给出L不同时的均压时间。

L=100m，time=17.74S
L=200m，time=24.80S

由于被积函数过于复杂，因此实际计算时只能采用数值积分，俺用的是龙格库塔法，其他方法都可以，对于积分上下限的选择也很有技巧，对高压塔而言，如果你把积分上限确定为二塔平均压力Pm，那么时间是无限长，因为二塔的压力不可能完全相等，完全相等时均压管两端没有压差，也就没有流动，这种状态是均压的极限状态，不可能达到，因此高压塔的最终压力可比Pm略高一些，上述时间均假设均压结束时的终压比二塔平均压力Pm多出0.01 MPa，即高压塔最终压力为0.31 MPa，反之一样，低压塔最终压力是0.29MPa，这个终压越接近Pm=0.3 MPa，耗时也越长，工程实际数值计算方法有很多技巧，既要实用恰当的精度合适的方法，还要符合现场实际情况。

学习了，虽然这个积分太难，但是还是要谢谢前辈指点

感谢专家的指导啊，受教了。

求教一下，按照上面的那个公式，G值也是一个变化值，按照G来换算管道流速的话，这个流速值太大了啊，是我计算不对么，有高手指点一下么

arpcd 发表于 2012-3-19 13:10
可以告诉楼主，6秒多的这个计算结果，和你的实际数据肯定不会吻合，因为你所提供的管道长度L=10m没有包含所 ...

前辈，您当时计算过程中有留意过那个G值是如何变化的么，按照G值换算流速的话这个值太大了啊，是我计算有问题么

流年家的流年君 发表于 2017-11-29 16:36
求教一下，按照上面的那个公式，G值也是一个变化值，按照G来换算管道流速的话，这个流速值太大了啊，是我计 ...

有么有热心人给解答一下呀，等了一晚上都没人回复呀~~~

流年家的流年君 发表于 2017-11-29 16:36
求教一下，按照上面的那个公式，G值也是一个变化值，按照G来换算管道流速的话，这个流速值太大了啊，是我计 ...

管道流速在初始的时间里是很大的，有可能超过100m/s，也就是0.33个马赫左右，当然这取决于你正确的计算结果，管径要选择合适。。

arpcd 发表于 2017-12-1 22:03
管道流速在初始的时间里是很大的，有可能超过100m/s，也就是0.33个马赫左右，当然这取决于你正确的计算结 ...

感谢前辈回答~~请问GB90177中规定的不锈钢氢气管道内流速不能超过25m/s是指平均速度是么？

流年家的流年君 发表于 2017-12-4 08:31
感谢前辈回答~~请问GB90177中规定的不锈钢氢气管道内流速不能超过25m/s是指平均速度是么？

建议去看看条文的规范说明吧，规范这东西要知其然还要知其所以然。。。

超过25m/s的工业管道氢气流速比比皆是，范围能管得完所有的工程实践吗。。。咱中国的规范就那么回事。。。

arpcd 发表于 2017-12-5 14:50
建议去看看条文的规范说明吧，规范这东西要知其然还要知其所以然。。。

超过25m/s的工业管道氢气流速 ...

奥，受教了~~

arpcd 发表于 2012-3-13 12:41
以前给电大学员辅导化工原理时准备的一个教案，当时有学员干的就是PSA，给楼主一个参考。具体的详细数据楼 ...

这个很厉害啊，要是能有人做成ASPEN或者HYSYS的模拟，那就好了。

arpcd 发表于 2012-3-13 12:41
以前给电大学员辅导化工原理时准备的一个教案，当时有学员干的就是PSA，给楼主一个参考。具体的详细数据楼 ...

请教一下图中的公式⑤是根据什么推导出来的呢？

感谢分享