计算机在确定乙炔瓶内剩余乙炔量的应用.doc

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1、用计算机快速确定乙炔瓶内剩余乙炔量信息发布日期:2007-10-15吴文龙（常州市常飞乙炔制造有限公司，江苏省常州市新冶路９号，邮编：）引言在目前流通使用的乙炔瓶中，缺少丙酮量在1.5kg以上的乙炔瓶非常普遍，需妥善处理后才能充装。用人工查表计算的传统充装工艺要确定瓶内剩余乙炔量非常困难和缓慢。随着计算机在气瓶档案管理和充装管理中的应用，伺机快速确定乙炔瓶内剩余乙炔量成为可能。为了用计算机计算乙炔瓶内剩余乙炔量，需要确定乙炔瓶相关参数的理论计算方法。一、代号Gs——乙炔瓶内剩余乙炔量，kg；δ——填料孔隙率，%V——钢瓶实

2、际容积，Ｌ；Ｂ——乙炔在丙酮中的重量溶解度，kg／kg；mF——丙酮补加量，kg；ms——丙酮规定充装量，kg，（mＳ取0.38δV）；Ｗ——丙酮实际充装量，kg；Tm——乙炔瓶皮重，kg；A——乙炔瓶实重，kg；GL——乙炔瓶内溶解乙炔量，kg；GG——乙炔瓶内气态乙炔量，kg；pS——乙炔瓶内余气压力（表压），ＭPa；t——瓶内温度，℃；ρ——乙炔瓶内丙酮密度，kg／Ｌ；θ——乙炔丙酮溶液体积膨胀比例系数。二、乙炔瓶内剩余乙炔量的组成及计算乙炔瓶内乙炔由溶解状态和游离气态两部分组成，在规定充装条件下，瓶内游离气态乙炔所

3、占比例很小，实际充装中计算余气时仅考虑溶解状态乙炔量；但在丙酮缺少较多的情况下，计算瓶内剩余乙炔量时应同时考虑溶解状态和气态乙炔的重量，即：乙炔瓶内剩余乙炔量：GS＝GL＋GG…………………………………………………………………………①溶解状态乙炔的重量：ＧL＝Ｗ﹒Ｂ…………………………………………………………………………②对气态乙炔的重量ＧG，按真实气体状态方程来计算，即：P﹒V＝Z﹒n﹒R﹒T式中：P――为气体的绝对压力，ＭPaV――气体的体积，LZ――气体的压缩系数n――气体的摩尔数；n=m/Mm——气体质量，kgM—

4、—分子量；R——通用气体常数，8.314J/K·mol；T——绝对温度，KT=273+t为了计算气态乙炔的重量，首先要知道乙炔瓶内气相空间的体积．为此，首先要确定乙炔丙酮溶液的体积．实验证明，丙酮溶解乙炔后体积增加比ΔＶ／ＶA并不是与压力成直线关系，而是与溶解度Ｂ之间成正比，设比例系数为θ，则：ΔＶ／ＶA＝θＢ…………………………………………………………………………③其中：ＶA——溶剂体积（即未溶解乙炔的丙酮体积），ＬＶB——溶液体积（即溶解乙炔后的丙酮体积），ＬΔＶ——ＶB－ＶA丙酮溶解乙炔后的体积增量由③式得：ＶB－Ｖ

5、A＝ＶA·θ·ＢＶB＝ＶA（１＋θＢ）ＶB＝（１＋θＢ）·(Ｗ/ρ)…………………………………………………④乙炔瓶内气相空间：Vs＝δＶ－ＶB由④代入得：Vs＝δＶ－（１＋θＢ）·(Ｗ/ρ)…………………………………………⑤根据真实气体状态方程，对瓶内剩余乙炔，有：………………………………………………⑥得：即：………………………………⑦将式②、⑦代入①式，得：乙炔瓶内剩余乙炔量………⑧三、瓶内丙酮实际充装量的确定及丙酮补加量的计算假设乙炔瓶内除丙酮和乙炔外，未充入水分等其他物质。则根据质量守恒可知：Ｔm－0.38δV＝Ａ－

6、Ｗ－Gs将式⑧代入上式，得：上式经换算得瓶内丙酮实际充装量：上式中乙炔气体的压缩系数其中Ａm为压缩度，是气体在任意状态下的PV积与该气体在标准状态（0℃、1atm）下的P0V0积的比值。由以上两式可得：……………………………⑨式⑨中各参数：δ、Ｖ、Ｔm数值为气瓶原始数据，在气瓶档案中查得；Ａ、ps、t数值为充前检查时的实测值，θ与温度t的关系如表1所示：表１θ与温度t的关系t(℃)0510152025θ1.49631.51011.52391.53771.55151.5653t(℃)303540455001.57911.57

7、911.60671.60671.6343Ｂ受溶剂性质、温度t、压力ps影响，乙炔在不同温度压力下在丙酮中的溶解度如表2：表２乙炔在不同温度压力下在丙酮中的溶解度压B力温度℃(ps＋0.1)MPa0.10.20.30.40.5-200.11650.169290.248570.342860.42857-150.09650.147860.221430.296430.37143-100.08050.128570.192860.257140.32143-50.06750.114280.171430.221480.2785800.05

8、7240.108070.1560.1890.2378550.048060.094050.135210.17490.20528100.040560.081900.12040.15250.1796150.033560.071060.10580.13150.1589200.027540.06160.09300