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壓力容器的壓力源——容器內產生

   2021-01-27 子琪296
核心提示:容器的氣體壓力產生于容器內時,其原因有:容器內介質的聚集狀態發生改變;氣體介質在容器內受熱,溫度急劇升高;介質在容器內發生體積增大的化學反應等。

    容器的氣體壓力產生于容器內時,其原因有:容器內介質的聚集狀態發生改變;氣體介質在容器內受熱,溫度急劇升高;介質在容器內發生體積增大的化學反應等。

    由于介質的聚集狀態發生改變而產生或增加壓力的,一般是由于液態或固態物質在容器內受熱(如周圍環境溫度升高;容器內其他物料發生放熱化學反應等),蒸發或分解為氣體,體積劇烈膨脹,但因受到容器容積的限制,氣體密度增加。因而在容器內產生壓力或使原有的氣體壓力增加。例如二氧化硫,當溫度低于-10.1(標準沸點)時,它在密閉容器內的蒸汽壓力低于大氣壓力,而當溫度升高至60℃時,呈液態的二氧化硫便大量蒸發,其蒸汽壓力即升高到11.25個絕對大氣壓。又如高分子聚合物固態聚甲醛,受熱后“角聚”變為氣態,體積約增大1 065倍,在密閉容器內也會產生很高的氣體壓力。


    由于氣體介質在容器內受熱而產生或顯著增加壓力的情況一般是少見的。只有因特殊原因,氣體在容器內吸收了大量的熱量,溫度大幅度升高時壓力顯著增加的情況才會發生。例如在有些儲裝易于發生聚合反應的氣體容器(如某些碳氫化合物儲罐),在合適條件下單分子氣體可以局部發生聚合反應,產生大量的聚合熱,使容器內的氣體受熱,溫度大幅度上升,使壓力劇烈增高,有時還會因此而產生容器超壓爆炸事故。

    由于介質在容器內發生體積增大的化學反應而壓力升高的例子較多,例如用碳化鈣加水經化學反應生成乙炔氣體,體積大為增加,在密閉的容器內會產生較高的壓力。又如電解水制取氫和氧的反應,因為1m3的水可以分解成1 240時的氧氣和620m3的氧氣,體積約增大2000倍,在密閉的容器內也會產生很高的壓力。

    常用的壓力容器中,氣體壓力在容器外增大的較多,在容器內增大的較少。但后者危險性較大,對壓力控制的要求也更嚴格。

 
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