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1、用計算機快速確定乙炔瓶內剩余乙炔量信息發(fā)布日期:2007-10-15吳文龍（常州市常飛乙炔制造有限公司，江蘇省常州市新冶路９號，郵編：）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，需妥善處理后才能充裝。用人工查表計算的傳統(tǒng)充裝工藝要確定瓶內剩余乙炔量非常困難和緩慢。隨著計算機在氣瓶檔案管理和充裝管理中的應用，伺機快速確定乙炔瓶內剩余乙炔量成為可能。為了用計算機計算乙炔瓶內剩余乙炔量，需要確定乙炔瓶相關參數的理論計算方法。一、代號Gs——乙炔瓶內剩余乙炔量，kg；δ——填料孔隙率，%V——鋼瓶實
2、際容積，Ｌ；Ｂ——乙炔在丙酮中的重量溶解度，kg／kg；mF——丙酮補加量，kg；ms——丙酮規(guī)定充裝量，kg，（mＳ取0.38δV）；Ｗ——丙酮實際充裝量，kg；Tm——乙炔瓶皮重，kg；A——乙炔瓶實重，kg；GL——乙炔瓶內溶解乙炔量，kg；GG——乙炔瓶內氣態(tài)乙炔量，kg；pS——乙炔瓶內余氣壓力（表壓），ＭPa；t——瓶內溫度，℃；ρ——乙炔瓶內丙酮密度，kg／Ｌ；θ——乙炔丙酮溶液體積膨脹比例系數。二、乙炔瓶內剩余乙炔量的組成及計算乙炔瓶內乙炔由溶解狀態(tài)和游離氣態(tài)兩部分組成，在規(guī)定充裝條件下，瓶內游離氣態(tài)乙炔所
3、占比例很小，實際充裝中計算余氣時僅考慮溶解狀態(tài)乙炔量；但在丙酮缺少較多的情況下，計算瓶內剩余乙炔量時應同時考慮溶解狀態(tài)和氣態(tài)乙炔的重量，即：乙炔瓶內剩余乙炔量：GS＝GL＋GG…………………………………………………………………………①溶解狀態(tài)乙炔的重量：ＧL＝Ｗ﹒Ｂ…………………………………………………………………………②對氣態(tài)乙炔的重量ＧG，按真實氣體狀態(tài)方程來計算，即：P﹒V＝Z﹒n﹒R﹒T式中：P――為氣體的絕對壓力，ＭPaV――氣體的體積，LZ――氣體的壓縮系數n――氣體的摩爾數；n=m/Mm——氣體質量，kgM—
4、—分子量；R——通用氣體常數，8.314J/K·mol；T——絕對溫度，KT=273+t為了計算氣態(tài)乙炔的重量，首先要知道乙炔瓶內氣相空間的體積．為此，首先要確定乙炔丙酮溶液的體積．實驗證明，丙酮溶解乙炔后體積增加比ΔＶ／ＶA并不是與壓力成直線關系，而是與溶解度Ｂ之間成正比，設比例系數為θ，則：ΔＶ／ＶA＝θＢ…………………………………………………………………………③其中：ＶA——溶劑體積（即未溶解乙炔的丙酮體積），ＬＶB——溶液體積（即溶解乙炔后的丙酮體積），ＬΔＶ——ＶB－ＶA丙酮溶解乙炔后的體積增量由③式得：ＶB－Ｖ
5、A＝ＶA·θ·ＢＶB＝ＶA（１＋θＢ）ＶB＝（１＋θＢ）·(Ｗ/ρ)…………………………………………………④乙炔瓶內氣相空間：Vs＝δＶ－ＶB由④代入得：Vs＝δＶ－（１＋θＢ）·(Ｗ/ρ)…………………………………………⑤根據真實氣體狀態(tài)方程，對瓶內剩余乙炔，有：………………………………………………⑥得：即：………………………………⑦將式②、⑦代入①式，得：乙炔瓶內剩余乙炔量………⑧三、瓶內丙酮實際充裝量的確定及丙酮補加量的計算假設乙炔瓶內除丙酮和乙炔外，未充入水分等其他物質。則根據質量守恒可知：Ｔm－0.38δV＝Ａ－
6、Ｗ－Gs將式⑧代入上式，得：上式經換算得瓶內丙酮實際充裝量：上式中乙炔氣體的壓縮系數其中Ａm為壓縮度，是氣體在任意狀態(tài)下的PV積與該氣體在標準狀態(tài)（0℃、1atm）下的P0V0積的比值。由以上兩式可得：……………………………⑨式⑨中各參數：δ、Ｖ、Ｔm數值為氣瓶原始數據，在氣瓶檔案中查得；Ａ、ps、t數值為充前檢查時的實測值，θ與溫度t的關系如表1所示：表１θ與溫度t的關系t(℃)0510152025θ1.49631.51011.52391.53771.55151.5653t(℃)303540455001.57911.57
7、911.60671.60671.6343Ｂ受溶劑性質、溫度t、壓力ps影響，乙炔在不同溫度壓力下在丙酮中的溶解度如表2：表２乙炔在不同溫度壓力下在丙酮中的溶解度壓B力溫度℃(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
