圧縮ガスシステムのチョークポイントを決定する方法

150 barの入口圧力を10 barに下げる圧力調整器があり、プレナムに続いて、大気条件にさらされる領域340 mm ^ 2のノズルが続きます。

両方の点で奇妙なことに、窒息に必要な圧力比の条件が満たされています！

それを下回るとチョークが発生する臨界出口圧力（p *）は、ノズル出口で5.8 bar、レギュレーター出口で79.7 barです。流れがノズルでのみ詰まるという事実をどのように説明できますか？

流れがノズルでのみ詰まるという事実をどのように説明できますか？

流れが単一のポイントでのみチョークする理由を説明するには、定常状態のシステムでは単一の流れしか存在できないことに注意することが重要です。システムに入った液体はすべて出なければなりません。システムには単一の流量しか存在できないため、最大流量がどこで発生するかを考慮する必要があります。

次の方程式は、膨張が断熱的および人為的に発生する摩擦のないノズルを通る流れを示しています。それらはペリーの6-23ページからです。オリフィスを通る実際の流量は、通常、流量係数によって処理されます。これは、オリフィスを通る流量が無摩擦ノズルよりも小さくなるためです。

$$\begin{align} \frac{p^*}{p_0} &= \left(\frac{2}{k+1}\right)^{k/(k-1)} \\ \frac{T^*}{T_0} &= \frac{2}{k+1} \\ \frac{\rho^*}{\rho_0} &= \left(\frac{2}{k+1}\right)^{1/(k-1)} \\ G^* &= p_0 \sqrt{\left(\frac{2}{k+1}\right)^{(k+1)/(k-1)}\left( \frac{kM_w}{RT_0} \right)} \\ w^* &= G^*A \\ V = V^* = c^* &= \sqrt{\frac{kRT^*}{M_w}} \end{align}$$

$^*$$_0$

• $p$
• $T$
• $\rho$
• $G$
• $w$
• $A$
• $V, c$
• $R$
• $M_w$

$G^*$$(k,M_w)$$(T_0,p_0)$$w^*$$A$

150 barの入口圧力を10 barに下げる圧力調整器があります

圧力調整器を持っているので、これはシステムのダイナミクスについて何かを教えてくれます。圧力調整器は、プロセスが完全に開くまで、プロセスに可変サイズのオリフィスを提供します。完全に開くと、固定されたオリフィスサイズのように動作します。圧力調整器は、下流の状態を維持するように調整できるため、大きく開くまで制限コンポーネントにはなりません。

レギュレーターが部分的に開いている場合、システムは次の定常状態条件を確立しています。

• （大気への）システムからの流出は、システムを通る最大流量です。
• レギュレーターの位置（例えば、開いている％）は、その露出したフローエリアが大気への出口とまったく同じフローを提供するような位置です。この流量は、温度、上流圧力、およびそのチョークポイントでのガスの組成の関数です