pic2.1为Phi-TECII的实物和量热单元的结构pic。
Phi-TEC II包括以下几个部分:
电磁搅拌系统:
(1) 测试池;
(2) 装样管线;
(3) 4个热电偶(1个插入测试池,其余3个分别插入3个容器加热器);
(4) 1个样品加热器(can heater),3个外部加热器(guard heaters);
(5) 直接搅拌系统。
Phi-TEC II主要技术参数:
(1)外部容器最高设计压力为200bar,正常工作的压力不高于137 bar;
(2)正常工作温度在0-500℃;
(3)测试池的热惯量 值:1.05-2.00;
(4)运行模式:加热-等待-搜索、等温(固定)、等温(追踪)等;
(5)搅拌:机械搅拌系统和电磁搅拌系统;
(6)探测灵敏度:0.02ºC/min;
(7)测试池内追踪的最大温升速率为200 ºC/min;
(8)自动压力控制单元,可承受的最大压差为14bar;
(9)电脑控制自动进样。
pic2.1 Phi-TEC II装置
pic2.2是PHI-TEC II包括的两种不同的测试池,测试池的参数如表2.1所示。
(a)高压测试池 (b)不锈钢薄壁测试
pic2.2 PHI-TEC II的测试池
表2.1 PHI-TEC II测试池的种类与参数
测试池种类 体积ml 壁厚mm 热惯量
ARC钛合金测试池 9 - 1.8-2.0
高压测试池 110 0.63 -
Phi-TEC II 的特点综述为以下几点:
(1)测试池壁薄,因此其质量小,容积大,容积最大可以达到110ml;
(2)为了使设备在高压环境下也能使用薄壁测试池,Phi-TEC II采用了压力补偿系统,这能有效的防止测试池发生爆裂等情况发生;
(3)在实验室规模的测试中可以获得可靠的工艺放大数据,将试验室规模的研究结果应用到工业化规模之中
(4)适用于模拟生产规模反应的实际热危害过程、热失控反应分析,可直接得到动力学和热力学数据,是用于紧急泄放口设计的标杆量热仪。
本毕业论文正是用从英国HEL公司引进的国内首台高性能绝热量热仪(PHI-TEC II)来开展对失控反应情况下压力泄放辅助设计系统的实验研究。
3 蒸汽体系安全泄放的研究
泄放口的确定是安全泄压系统的设计过程中最关键的部分,包括泄放口的位置确定、泄放装置的选择和泄放面积的计算。而泄放面积的计算是最为重要的部分,如果泄放面积过小,就会导致泄放能力不足,不能够达到安全的目的;如果泄放面积过大,设计时就会要求型号较大的泄放装置,增加运作成本[15]。
泄放口设计的主要步骤可大致分为三步:
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