GB/T 15605-2008 泄压导管计算的说明

1 标准公式

用于计算泄压导管对容器泄压影响的公式为 GB/T 15605-2008 中第 7.2 节式 16、17、18。为简化讨论，下面以式 16 进行说明。

式 1

式中：

其中“未考虑导管的” 和 A 需要首先经标准第 5.2 节的式 4 ~ 式 8 、附录 A 的式 A.1~ 式 A.8 计算确定。可将两次计算依次称为过程1（无泄压导管的泄压面积计算）与过程 2（泄压导管压力抬升计算）。

对于特定容器的过程 1 和过程 2，容器的工艺类型、几何参数、粉尘爆炸性参数均保持相同，因此归纳标准计算公式，可得到以下简化关系：

式 2

以及

式 3

并且有如下规律：

若考虑函数 f₁ 可逆，则式 2、式 3 可表达为：

式 4

以及

式 5

需要注意，以上各式中，f₁、f₂、f₃ 容易计算，、f₄难以计算。

判断泄压导管方案是否可行，最终判定条件为：计算得到的导管情况下最大泄爆压力小于或等于容器设计强度。即：。

又基于式 1可知：，因此有：

式 6

在给定导管长度的情况下进行泄压所需面积的计算，判定条件是否满足基于的值，可考察下几种求解方法：

选取一个小于 p 的，根据式 2 、式 3 计算得到，此过程中得到 A。若满足判定条件，则 A即为所求，可减小选取数值的差额，以提高精确度，求得所需面积的最小值。若不满足判定条件，减小选取的值进行计算，直至满足条件。
选取一个较大的 A，根据式 4 、式 5 计算得到。若满足判定条件，则 A 即为所求，可减小 A 的取值，以得到满足判定条件的最小面积。若不满足判定条件，则增大 A 的取值，直至满足条件。
直接取，根据 f₄ 的逆函数计算得到 A。

由第 1 节的描述可知，以上3 种计算方法采用的公式均源自式 2、式 3，因此各算法彼此等价。考虑采用公式计算的难易程度，仅方法 (1)具有可行性。

给定如下算例：

若给定设计压力 0.02MPa ，根据第 2 节方法 (1)，选取小于设计压力的，例如0.012MPa ，此时计算得到泄压导管影响下抬升的最大泄爆压力（最大受控爆炸压力）为0.025MPa ，依然无法得到满足判定条件的面积。应注意，0.012MPa 已然小于泄压装置的开启压力。

若给定设计压力为 0.03MPa，则当取=0.016MPa 时，计算得到=0.029MPa ，满足判定条件，相应的泄压面积为0.29m² 。可见容器强度的取值将影响泄压计算是否有解。

为考察容器强度与可选的之间的关系，按本节开始的算例，考虑在调整的过程中其它参数不变，计算得到的即在当前泄爆压力下对容器强度的要求。容器强度p随变化曲线如下：

图中p随变化近似于一条正相关线性曲线，对上述数据进行线性拟合，记设计强度为y，为x，得到以下函数：

式 7

可见对于此算例，设计强度至少要高于选取的最大泄爆压力（最大受控爆炸压力）约 0.01MPa，才能令计算满足判定条件。考虑最大泄爆压力应大于泄压装置的静开启压力，对于本例则x > 0.0125MPa，代入式 7得 y > 0.02546MPa ，此数值即为令当前泄压导管长度下可解的最小容器强度。

需要注意，对于不同算例（不同容器、粉尘、导管长度），拟合过程得到的斜率和截距不同，因此对应的最小可解容器强度也不同。