紧急泄压系统设计中流动状态的确定。排污试验gydF4y2Ba

Benjamin Doup博士，福斯克联合有限责任公司高级核和化学工程师gydF4y2Ba

在当前的问题中，我们提供了如何确定在紧急救援通风条件下的预期流态的实践指导。gydF4y2Ba

通过在Vent Sizing Package 2 (VSP2)中进行排污测试，可以确定排气期间的流动状态gydF4y2Ba^TMgydF4y2Ba）。将讨论VSP2排污测试程序，测试解释，潜在的错误和适用于蒸汽系统的基准测试结果。gydF4y2Ba

VSP2排污测试程序gydF4y2Ba

建议的方法是模拟VSP2中的镦粗场景，然后使用位于测试单元的盖子上的通风口压抑测试电池。图1显示了禁止配置中VSP2设置的示意图。这种配置适用于许多材料和测试。但是，根据排污测试的特定设计，可以研究以下修改：gydF4y2Ba

•如果您的材料没有危险，您可以将排气管道引入一个充满室温水的敞口容器中。水将作为从试验池流出的热液的淬火流体。gydF4y2Ba

•容器容器上的多个或更大的通风口可能是必要的，以便以类似的速率降低容纳容器，以与测试细胞的减压化。gydF4y2Ba

•如果被测试的材料在室温下具有很高的蒸汽压，可能需要在安全壳内部的填充管道和排气管道上安装阀门，以防止在排放完成后的质量损失。gydF4y2Ba

图1排污配置中的VSP2设置示意图gydF4y2Ba

一般的排污测试程序如下:gydF4y2Ba

1. 使用设定的温度来确定全蒸汽临界流量和气泡上升速度所需的特性gydF4y2Ba
2. 确定气泡上升速度（U.gydF4y2Ba_∞gydF4y2Ba)，并使用公式1计算泡沫流和搅动流gydF4y2Ba
3. 使用等式2确定在设定条件下的关键全蒸汽质量磁通量gydF4y2Ba
4. 通过测试槽(jgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba)，使用公式3gydF4y2Ba
5. 瞄准J.gydF4y2Ba_ggydF4y2Ba/ ugydF4y2Ba_∞gydF4y2Ba通过调节排气径和/或全蒸汽排放系数（即通风线的长度）之间的0.8-4gydF4y2Ba
6. 使用特定的倒置场景程序启动VSP2排污测试gydF4y2Ba
7. 打开测试池和安全壳上的阀门，当达到设定温度时，开始排放测试池和安全壳。gydF4y2Ba
   1. a.可能有必要在试验槽排污之前开始容器排污，以避免压碎试验槽。gydF4y2Ba
8. 当测试单元压力达到环境压力时(通常在8秒内发生)关闭阀门。gydF4y2Ba

气泡的上升速度是gydF4y2Ba

（1）gydF4y2Ba

其中C.gydF4y2Ba_∞gydF4y2Ba=泡沫上升速度系数，gydF4y2Ba1.18用于起泡流量和1.53gydF4y2Ba流失，gydF4y2Ba

G =重力加速度，m/sgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba

ρgydF4y2Ba_fgydF4y2Ba=液体密度，kg / mgydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba

ρgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba=蒸汽密度，kg/mgydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba

σ=表面张力，n / mgydF4y2Ba

在一定条件下的临界全蒸汽质量通量gydF4y2Ba可以通过使用gydF4y2Ba

GgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba＝gydF4y2Ba(2）gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2BaGgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba临界全蒸气质量通量gydF4y2Ba公斤/米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/秒gydF4y2Ba

K =等熵系数，gydF4y2Ba

PgydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}=设定压力，pagydF4y2Ba

通过VSP2的蒸气性表面速度gydF4y2Ba测试单元可以估计使用gydF4y2Ba

jgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba＝gydF4y2Ba（3）gydF4y2Ba

哪里A.gydF4y2Ba_{发泄gydF4y2Ba}=通气孔上的有效流通面积gydF4y2BaVSP2测试单元，在gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba_xgydF4y2Ba= VSP2的横截面积gydF4y2Ba测试细胞,gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba

VSP2排污测试解释gydF4y2Ba

对VSP2排污测试的解释gydF4y2Ba是同样重要(如果不是更重要)的gydF4y2Ba排污测试的设计和执行是gydF4y2Ba需要确定你的流动状态gydF4y2Ba材料。主要指标是剩余的质量gydF4y2Ba试验池排污后。最后的质量gydF4y2Ba用于获得平均空隙率。这gydF4y2Ba最后将孔隙率与gydF4y2Ba气泡和gydF4y2Ba流失以获得相似性。这gydF4y2Ba脱离空隙的空隙gydF4y2Ba和搅拌流制度是确定使用gydF4y2Ba方程4[1]。gydF4y2Ba

jgydF4y2Ba_{ggydF4y2Ba＝gydF4y2Ba}

其中C.gydF4y2Ba_0gydF4y2Ba=分配系数，1.01或1.2gydF4y2Ba用于起泡流，1.5用于搅拌流gydF4y2Ba

容器平均空隙率，gydF4y2Ba

有助于解释的附加项gydF4y2Ba排污测试正在估算大众损失gydF4y2Ba测试单元假设所有蒸汽流并进行模拟gydF4y2Ba测试单元的减压。的模拟gydF4y2Ba测试单元的减压允许时间gydF4y2Ba相关的温度和压力测量gydF4y2Ba用于搅拌和泡泡的比较gydF4y2Ba流态与质量的比较gydF4y2Ba留在测试单元中。gydF4y2Ba

潜在的错误gydF4y2Ba

排污测试的结果可能不是gydF4y2Ba永远要非常清楚。当流体处于亚临界状态时发生脱离时，蒸汽表面速度可能远低于试验设计中使用的蒸汽表面速度。gydF4y2Ba
这将影响预期的血管平均空隙部分以完成完全脱离。在这种情况下，模拟VSP2排污测试可能是必要的，以便提供温度和压力比较，并且有助于在发生脱离时预测浅表速度。压碎测试单元表示用于减压容纳的阀门的尺寸或数量可能太小。在这种情况下，可能需要使用较大的数量或尺寸的阀门重复测试以减压容纳容器。或者，也可以使用较重的壁式测试电池。gydF4y2Ba

基准测试gydF4y2Ba

基准测试已经使用自来水和肥皂水进行。表1显示了初始条件和基准测试的结果。图2绘制了方程4和基准测试的最终空隙分数。进行动态模拟以帮助解释排污测试。这些试验表明，预测自来水的行为，因为肥皂水的分布系数的搅拌流量预计将作为泡沫状或具有等于1.01的分配系数的泡沫或泡沫流量，这与大规模测试结果一致[1]。gydF4y2Ba

自来水测试的平均空隙率(由VSP2排放试验的最终质量得出)高于搅拌紊流预测的平均空隙率的原因之一是，在减压结束之前就发生了脱离。这导致在部分减压过程中全蒸汽流动，以及测试单元的额外质量损失。图3显示了带有直径1/8”排气管道的自来水和肥皂水排污试验的减压瞬态和动态模拟的对比。降压数据与动态模拟的良好一致性进一步证明了基于排污试验的流型分类与大尺度数据是一致的。gydF4y2Ba

采用DIERS技术的紧急救援系统设计gydF4y2Ba

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参考文献gydF4y2Ba
1.Fisher, h.g.， Forrest, h.s.， Grossel, s.s.， Huff, j.e.， Muller, a.r.， Noronha, j.a.， Shaw，地检，Tilley, b.j.，紧急情况gydF4y2Ba
使用DIERS技术的救济系统设计，紧急救济系统设计院-项目手册，1992年。gydF4y2Ba