当氢气泄漏时,怎样才能知道泄漏速率?氢气是气体,可用下面的方法计算。
气体从设备的裂口泄漏时,其泄漏速率与空气的流动状态有关,因此,首先需要判断泄漏
时,气体流动属于亚声速流动还是声速流动,前者称为次临界流,后者称为临界流。
当有下式成立时,气体流动属于亚声速流动:
犘0
犘≤ 犽2
(+1)
犽
犽+1
(93)
当有下式成立时,气体流动属于声速流动:
犘0
犘> 犽2
(+1)
犽
犽+1
(94)
式中 犘0———环境大气压力,Pa;
犘———容器压力,Pa;
犽———气体的绝热指数,即定压比热容犆犘 和定容比热容犆狏 之比。
气体呈亚声速流动时,泄漏速率犙0 为:
犙=犆犱犃犘 犕犽
犚犜
2
犽
(+1)
犽+1
犽
槡
-1
(95)
气体呈声速流动时,泄漏速率犙0 为:
犙=犢犆犱犃犘 犕犽
犚犜
2
犽
(+1)
犽+1
犽
槡
-1
(96)
!"%犢= 1
犽
槡(-1)(犽+ 21)犽犽+ -1 1(犘犘0)犽2 [1-(犘犘0)犽犽-1] (97)
式中 犆犱———气体泄漏系数,当裂口形状为圆形时取1.00;三角形时取0.95;长方形时
取0.90;
犢———气体膨胀因子,对于亚声速流动,见式(97);对于声速流动,犢=1;
犙———气体泄漏速率,kg/s;
犆犱———气体泄漏系数;
犃———裂口面积,m2;
犕———气体分子量;
犚———普适气体常数 [8.31436J/(mol·K)];
犜———气体储存温度,K;
犢———气体膨胀因子。
随着气体泄漏设备内物质的减少而气体泄漏的流速变化时,泄漏速率的计算比较复杂,可
以计算其等效泄漏速率。本评价报告选取氢气储罐为分析对象,模拟计算储罐裂口大小等效于
直径10mm的圆的情况下氢气的泄漏速率。