氮?dú)鉁缁鹣到y(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算公式探討

賴海靈　豐漢軍　賀宇飛　郭進(jìn)軍

摘要：氮?dú)鉁缁鹣到y(tǒng)管道內(nèi)的氣體流動過程可能是介于等溫過程（等焓）與可逆絕熱過程（等熵）之間的一種特殊的復(fù)雜過程，其設(shè)計(jì)計(jì)算是重點(diǎn)難點(diǎn)之一。通過流體伯諾里方程推導(dǎo)了管道沿程壓強(qiáng)損失計(jì)算公式、氣體密度計(jì)算公式、剩余量計(jì)算公式、開口補(bǔ)償量公式以及管段末端馬赫數(shù)計(jì)算公式，希望能給同行起到借鑒作用。

關(guān)鍵詞：理想氣體；歐拉方程；伯諾里方程；氣體密度；管段末端馬赫數(shù)

中圖分類號：TU892? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2022）11-0010-03

氮?dú)鉁缁鹣到y(tǒng)管道內(nèi)的氣體流動過程是介于等溫過程（等焓）與可逆絕熱過程（等熵）之間的一種特殊的復(fù)雜過程，氮?dú)庠趦Υ嫒萜骼锍跏級簭?qiáng)為15MPa、20MPa，噴放過程中儲存容器里壓強(qiáng)不斷降低，到噴頭末端剩余壓強(qiáng)通常為1～3MPa，要完全精確計(jì)算是非常困難的。GB50370—2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》提供的公式：減壓孔板后壓強(qiáng)P2=δ·P1，P1為當(dāng)滅火劑噴出量為設(shè)計(jì)用量50%時(shí)的儲存容器壓強(qiáng)；δ落壓比在0.52～0.60中選用，也是經(jīng)驗(yàn)值；管網(wǎng)的壓強(qiáng)都是在P1、P2基礎(chǔ)上計(jì)算，與管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行壓強(qiáng)并不完全相符。因?yàn)榈獨(dú)鉁缁鹣到y(tǒng)與IG541滅火系統(tǒng)的滅火劑種類不同，故兩種滅火劑的壓強(qiáng)系數(shù)（Y）、密度系數(shù)（Z）、等效孔口單位面積噴射率（qc）均不同，所以GB50370—2005提供的IG541計(jì)算公式不能直接用于氮?dú)鉁缁鹣到y(tǒng)計(jì)算[1]。

1 基本理論

表1為0℃時(shí)1L的氮?dú)獾膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理想氣體狀態(tài)方程、范德瓦爾斯方程所得數(shù)據(jù)的比較。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，在約20MPa條件下，理想氣體PV值與真實(shí)氣……