Решение. Давление, создаваемое жидкостью при увеличении ее температуры, определяют по формуле

Давление, создаваемое жидкостью при увеличении ее температуры, определяют по формуле

 

(1.1)

 

где - конечное давление жидкости, МПа;

- начальное давление жидкости в аппарате, МПа;

ΔР - приращение давления жидкости в аппарате при

повышении температуры, МПа.

 

Приращение давления в герметичном нагреваемом аппарате, полностью заполненном жидкостью, можно определить по формуле

 

, (1.2)

 

где - коэффициент объемного расширения жидкости, ;

- коэффициент объемного сжатия жидкости, МПа ;

- коэффициент линейного расширения материала

стенок аппарата, ;

- изменение температуры в аппарате, .

 

Коэффициент объемного теплового расширения жидкостей существенно зависит от температуры, однако для ориентировочных расчетов допускается пользоваться усредненным значением этого коэффициента (Приложение 1).

Коэффициент объемного сжатия жидкостей в широком интервале температур сохраняет почти постоянное значение (Приложение 2).

Коэффициенты линейного расширения ряда металлов и сплавов приведены в Приложении 3 данного пособия.

По таблицам Приложений 1, 2, 3 находим значения требуемых коэффициентов для сероуглерода и железа:

 

;

МПа ;

.

 

Используя эти значения, получаем искомое приращение давления в аппарате с сероуглеродом

 

МПа.

 

Защита от повышения давления при увеличении температуры жидкости достигается путем создания в аппаратах свободного пространства. В этом случае давление в аппарате не может быть больше давления насыщенных паров жидкости при данной температуре. Свободное пространство выполняет роль компенсатора при тепловом расширении жидкости, и опасность образования больших давлений в аппарате исключается.

Минимальную величину свободного пространства или максимально допустимую степень заполнения емкостей и резервуаров можно определить по формулам

 

(1.3)

 

(1.4)

 

где - объем свободного пространства аппарата, м³;

- объем аппарата, м³;

- коэффициент объемного расширения жидкости, ;

- разность между начальной и конечной температурой, ;

- степень заполнения аппарата ― отношение объема,

занимаемого жидкостью, к общему объему аппарата.

 

Подставляя исходные данные в формулы (1.3) и (1.4), получим:

 

м³