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    各种瓶装气体计算方法

    2018-9-18 16:53:22

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    按每天更换一次气瓶的情况来计算汇流排的总瓶数。3天备用的实瓶和空瓶最好存放在专设的气瓶库中。气站每个房间的气瓶总数不得超过20瓶。
    1. 压缩气体
    假设:
    (1).钢瓶水容积 V = 40 L;
    (2).压缩气体的充气压力  P =12.6 MPa(绝对压力)
    (3).汇流排自动切换压力  P1 =1.1MPa (绝对压力);
    (4).不考虑管路的容积;
    (5).气体体积变化时温度不变。
    计算公式
            V1 = V P / P1 –V
            V0 = V1P1 / P0 
        式中:
            V1 —— 压力为P1时的可用气体容积(L);
            P0 —— 标准大气压,绝对压力近似为 0.1 MPa;
            V0 —— 压力为标准大气压的可用气体容积(L)。
    计算结果
            V1 = 40×12.6/1.1-40 = 418.18 L
    V0 = 418.18×1.1/0.1 = 4600 L
    2. 液态二氧化碳
    医用液态二氧化碳钢瓶标准充装系数为0.6Kg/L。40升钢瓶一般只装16~18 Kg 液态二氧化碳。液态密度为1041.07 Kg/m3。气化温度为31℃。饱和蒸汽压力为7.39MPa。当温度上升到54℃时,钢瓶压力可达15MPa。标准状态下二氧化碳的气体密度为ρ=1.977g/L。
    假设:
    (1).钢瓶内容积 V = 40 L;
    (2).充装量18Kg;
    (3).汇流排自动切换压力  P1 =1.1MPa (绝对压力);
    (4).不考虑管路的容积;
    (5).气体体积变化时温度不变。
    计算公式
    18Kg液态二氧化碳汽化生成的标准气体体积:
        V3 = 18000/1.977 =9105 L
    汇流排切换时,钢瓶内残留气体换算成标准气体的体积:
        V4 = VP1 / P0 = 40×1.1/0.1 = 440 L
    压力为标准大气压的可用气体容积:
        V0 = V3-V4 = 8665 L
    3. 液态笑气
    笑气也可以液态的形式储存于钢瓶中。其存储压力为其饱和蒸汽压(-20℃时为1834kPa  ;0℃时为3171kPa;20℃时为5168kPa)。当温度为-88.33℃、压力为101.325kPa时,液体密度为1281.5kg/m3。当充装系数≤0.5Kg/L时,40升钢瓶最多可装20 Kg液态笑气。标准状态下二氧化碳的气体密度为ρ=1.978g/L。
    假设:
    (1).钢瓶内容积 V = 40 L;
    (2).充装量20Kg;
    (3).汇流排自动切换压力  P1 =1.1MPa (绝对压力);
    (4).不考虑管路的容积;
    (5).气体体积变化时温度不变。
    计算公式
    20Kg液态笑气汽化生成的标准气体体积:
            V5 = 20000/1.978 =10111 L
    汇流排切换时,钢瓶内残留气体换算成标准气体的体积:
            V6 = VP1 / P0 = 40×1.1/0.1 = 440 L
    压力为标准大气压的可用气体容积:
    V0 = V5-V6 = 9671 L
    因此,采用瓶装液态笑气时,1瓶液体的使用时间约为压缩气体的1倍。
    4. 每张床位每天需用的气瓶数
    每张床位每天需用的气瓶数
    气 体 种 类
    氧 气
    笑 气
    压缩空气
    二氧化碳
    氮 气
    氩 气
    手术室
    恢复室
    手术室
    ICU ※
    单嘴流量(L/min)
    30
    10
    6
    90
    60
    20
    230
    15
    日用时间(min)
    120
    1440
    120
    60
    1440
    60
    30
    120
    日用气量(L)
    3600
    14400
    720
    5400
    86400
    1200
    6900
    1800
    日 用 瓶 数
    0.78
    3.13
    0.16
    1.2
    18.8
    0.14
    1.5
    0.4
    [注]:1.当采用以压缩空气为动力的呼吸机时。
    2.表中的单嘴流量是按现行设计状态设定的。
    5. 溶解乙炔气体
    按国家标准规定,每个溶解乙炔气瓶的乙炔充装量为5Kg乙炔气体。市场上购买的溶解乙炔气可能每瓶只能用3Kg。
    6. 焊割用氧气
    市场上常用的气瓶一般是容积为40L,最高充气压力为15MPa的高压无缝钢质气瓶。商品气的充气压力一般只能达到12.5MPa(绝对压力12.6 MPa)左右。假设气瓶放气至内压为0.15MPa(绝对压力0.25 MPa)时不再使用,则每瓶氧气的可用气量计算如下:
    (1).压力为0.15MPa的可用氧气体积为
    V1.5 = 40×12.6/0.25 - 40 = 1976 (L)
    (2).压力为常压(绝对压力0.1 MPa)的可用氧气体积为
    V0 = V1.5×0.25/0.1 = 4940 L = 4.94 m3
    (3).可用氧气的重量为
    G = 1.429×V0 = 7(Kg)。
    7. 试验用氮气
    气瓶容积为40L,充气压力为12.5MPa,气瓶余压为0.6MPa(绝对压力0.7MPa)时每瓶氮气的可用气量计算如下:
    (1).绝对压力为0.7MPa的可用氮气体积为
    (2)V=40L*12.5*10=5200L=5.2m3
    V0.6 = 40×12.6/0.7 - 40 = 680 (L)
    (2).压力为常压(大气压)的可用氮气体积为
    V0 = V0.6×0.7/0.1 = 4760 L = 4.76 m3
    (3).可用氮气的重量为
    (4)M=密度*体积=5.2*1.14kg/m3=6kg
    (5)氦气的重量=5.6m3*0.163kg/m3=1kg
    (6)空气的重量=5.6m3*1.25kg/m3=6kg
    G = 1.251×V0 = 6(Kg)。
     
     
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