一种任一液位下低温绝热气瓶漏热量的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种任一液位下低温绝热气瓶漏热量的测量方法。本发明专利技术将日蒸发率测量中的漏热量分为两个部分：(1)蒸发气体的汽化潜热部分；(2)蒸发气体在气瓶内流动时的焓值的变化部分，并基于此构建了新的漏热量计算方法，从而实现低温绝热气瓶漏热量在任一液位下的测量和计算，进而可以有效减少测试介质的使用，降低测试的成本。降低测试的成本。降低测试的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种任一液位下低温绝热气瓶漏热量的测量方法


[0001]本专利技术涉及绝热性能测量
，具体涉及一种任一液位下低温绝热气瓶漏热量的测量方法。

技术介绍

[0002]随着国内工业，特别是化工业的快速发展，对各种气体的需求迅速增加，企业选用低温液体形式贮存气体，可以提高安全性和存储效率，推动了国内低温绝热气瓶的快速发展，低温绝热气瓶属于特种设备中的压力容器，使用过程中需要定期进行绝热性能的测量。目前，标准规定的测试项目为日蒸发率值。日蒸发率值实质上反映了低温绝热气瓶在规定测试条件下的漏热量，但测试中要求低温绝热气瓶的充满率达到90％，造成大量气体的浪费，若充满率小于90％，虽然可以节省大量测试气体，但测试结果与90％液位下的结果存在一定的差异。本专利技术将建立新的漏热量计算方法，实现低温绝热气瓶漏热量在任一液位下的测量和计算，有效减少测试介质的使用，降低测试的成本。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种任一液位下低温绝热气瓶漏热量的测量方法，能够实现低温绝热气瓶日蒸发率在任一液位下测量，并将测量结果转化为标准要求的结果。
[0004]本专利技术的任一液位下低温绝热气瓶漏热量的测量方法，包括：
[0005]步骤1，将测量介质充入带测量的低温绝热气瓶中，测量介质液位Le，采用流量计测量低温绝热气瓶出口处的气体流量V
gout
和气体密度ρ
g
；
[0006]步骤2，按照下式计算获得低温绝热气瓶的漏热量Q
w
：<br/>[0007][0008]其中，h
g
为蒸发气体流出低温绝热气瓶的焓值；h
g
＝c
p
×
T
g
，其中，c
p
为气体定压比热容；T
g
为流出低温绝热气瓶的气体温度，与介质液位Le相关；h
v
为饱和蒸发气体焓值；ρ
l
为饱和液体密度，ρ
v
为低温绝热气瓶内饱和气体的密度；h
fga
为低温绝热气瓶内测试介质的汽化潜热。
[0009]进一步的，所述测量介质为液氮。
[0010]进一步的，低温绝热气瓶内的压力与测试环境压力一致。
[0011]进一步的，对于立式气瓶，根据T
g
＝
‑
42.7Le+120，获得T
g
；其中，Le为低温绝热气瓶内介质的液位。
[0012]进一步的，对于卧式气瓶，根据T
g
＝
‑
82.7Le+160，获得T
g
；其中，Le为低温绝热气瓶内介质的液位。
[0013]进一步的，气体密度ρ
g
、饱和蒸发气体焓值h
v
、饱和液体密度ρ
l
、饱和气体密度ρ
v
和汽化潜热h
fga
由介质性质测试得到。
[0014]有益效果：
[0015]本专利技术将日蒸发率测量中的漏热量分为两个部分：(1)蒸发气体的汽化潜热部分；(2)蒸发气体在气瓶内流动时的焓值的变化部分，并基于此构建了新的漏热量计算方法，从而实现低温绝热气瓶漏热量在任一液位下的测量和计算，进而可以有效减少测试介质的使用，降低测试的成本。
附图说明
[0016]图1为测量装置示意图，主要由被测低温绝热气瓶、液位计、流量计、阀门等组成。图中，Le为液位测量，MF为流量测量，P压力传感器，T温度测量。
具体实施方式
[0017]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0018]本专利技术提供了一种任一液位下低温绝热气瓶漏热量的测量方法。
[0019]标准(GB/T18443.5
‑
2010)中使用流量法和称重法测量低温绝热气瓶漏热量，其测试与原理图如图1所示，测试流程如下：
[0020](1)在被测低温绝热气瓶内充满90％以上的测试低温介质；
[0021](2)完全打开低温绝热气瓶放气阀门进行放气，使得低温绝热气瓶内的压力p
v
与测试环境压力p
e
基本一致；
[0022](3)静置48h以上，使得低温绝热气瓶处于热稳定状态；
[0023](4)安装流量计或使用称进行蒸发气体质量的测量，其中，流量计测得瞬时流量V
g
(单位m3/s)和累计流量V
ac
(m3)，则蒸发质量为：
[0024]Δm＝ρ
g
V
ac
[0025]称测得低温绝热气瓶及低温介质的初始质量m
i
和结束质量m
e
，(单位kg)则蒸发质量为：
[0026]Δm＝m
i
‑
m
e
[0027]要求测试时间不少于24h。则低温绝热气瓶的日蒸发率值α
20
(单位％/day)为：
[0028][0029]公式中，t为测试时间(小时)。
[0030](5)低温绝热气瓶的漏热量为Q
w
(单位W)：
[0031][0032]公式中，h
fga
(单位J/kg)为低温介质汽化潜热。
[0033]可见，标准测量方法中漏热量的计算仅考虑了蒸发气体的汽化潜热，致使其必须要求测试中低温绝热气瓶的充满率达到90％，在其他液体条件下测量的结果与规定90％液位的测量结果存在较大误差。
[0034]而本专利技术通过对低温绝热气瓶日蒸发率测量过程中，对影响漏热量的因素进行分析，发现在低温绝热气瓶日蒸发率测量中，其漏热量被吸收的过程如下：首先是低温绝热气瓶中的一部分低温液体蒸发为饱和气体，吸收一部分漏热量(汽化潜热)；其次，蒸发气体从
气、液界面流动至低温绝热气瓶出口，其温度会升高，变为非饱和气体，吸收一部分热量(焓值增加)。两部分热量的总和即为低温绝热气瓶的漏热量。即日蒸发率测量中的漏热量实际上是两个部分：(1)蒸发气体的汽化潜热部分；(2)蒸发气体在气瓶内流动时的焓值的变化部分。现有计算方法中仅考虑第1部分，对于第2部分没有考虑，因此其必须要求充满90％以上，低于90％则误差很大。
[0035]本专利技术基于上述分析，建立新的漏热量计算方法，从而实现低温绝热气瓶漏热量在任一液位下的测量和计算，进而可以有效减少测试介质的使用，降低测试的成本。
[0036]具体的，低温绝热气瓶的漏热量计算方法如下：
[0037]漏热量按照公式(1)计算：
[0038][0039]其中，Q
w
为漏热量(W)，ρ
l
为饱和液体密度(kg/m3)，ρ
g
为气体密度(kg/m3)，V
gout
为日蒸发率测量中流出低温绝热气瓶的气体流量(m3/s)(测量值)，h
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种任一液位下低温绝热气瓶漏热量的测量方法，其特征在于，包括：步骤1，将测量介质充入带测量的低温绝热气瓶中，测量介质液位Le，采用流量计测量低温绝热气瓶出口处的气体流量V
gout
和气体密度ρ
g
；步骤2，按照下式计算获得低温绝热气瓶的漏热量Q
w
：其中，h
g
为蒸发气体流出低温绝热气瓶的焓值；h
g
＝c
p
×
T
g
，其中，c
p
为气体定压比热容；T
g
为流出低温绝热气瓶的气体温度，与介质液位Le相关；h
v
为饱和蒸发气体焓值；ρ
l
为饱和液体密度，ρ
v
为低温绝热气瓶内饱和气体的密度；h
fga
为低温绝热气瓶内测试介质的汽化潜热。2.如权利要求1所述的任一液位下低温绝热气瓶漏热量的测量方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正清，王小军，杨生胜，马敏，李晓霞，韩仙虎，蔡宇宏，王毅，李小金，秦丽丽，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：