Кои са факторите, които влияят на проектната температурна точност на съдовете под налягане?

1. Фактори, свързани с характеристиките на средата
Термофизични свойства на средата: Термофизични свойства като специфичен топлинен капацитет и топлопроводимост на средата ще повлияят на точността на проектната температура. Например, температурата на среда с малък специфичен топлинен капацитет се променя бързо и нейната температура е трудно да се оцени точно по време на процеса на пренос на топлина. Ако се оцени проектната температура на съда под налягане, в който се намира такава среда, е необходимо да се отчете по-точно входящата или изходяща топлина. Средите с различна топлопроводимост имат различно разпределение на температурата при една и съща топлинна среда. За среди с ниска топлопроводимост може да има голям температурен градиент вътре в контейнера, което увеличава трудността при точното определяне на проектната температура.
Фазова промяна на средата: Фазовите промени като изпаряване, втечняване и втвърдяване на средата са много чувствителни към температурата. Например, в контейнер за съхранение на течност, близък до точката на кипене, малка промяна в топлината може да доведе до изпаряване на течността, причинявайки рязка промяна на налягането в контейнера, като по този начин повлияе на разпределението на температурата. Ако температурните условия на промяната на фазата не се вземат предвид точно по време на процеса на проектиране, точността на проектната температура ще бъде недостатъчна. За сложни средни системи с множество възможни фазови промени, точното определяне на температурния диапазон, съответстващ на всяка фазова промяна, е ключът към подобряване на проектната температурна точност.
2. Сложност на процеса на пренос на топлина
Вътрешен режим на пренос на топлина: Режимите на пренос на топлина вътре в съда под налягане включват проводимост, конвекция и излъчване. Определянето на коефициента на конвекционен топлопреминаване се влияе от много фактори, като скоростта на потока на средата, състоянието на потока (ламинарен или турбулентен) и т.н. В случай на турбулентен поток, коефициентът на конвекционен топлопреминаване е голям и изчислението е по-сложно. Ако коефициентът на топлопреминаване на конвекция е оценен неточно, това ще повлияе на изчисляването на разпределението на температурата вътре в контейнера, като по този начин ще намали точността на проектната температура. Преносът на радиационна топлина също е важен при високотемпературни контейнери или в случай на външна среда с висока температура (като слънчева радиация). Неговото изчисление включва фактори като повърхностна излъчвателна способност и коефициент на зрителен ъгъл. Несигурността на тези фактори също ще повлияе на точността на проектната температура.
Пренос на топлина от външната среда: Преносът на топлина между контейнера и външната среда също ще повлияе на точността на проектната температура. Например, изолацията на контейнера има голямо влияние върху точността на температурата. Свойствата на изолационния материал (като топлопроводимост, дебелина и т.н.) ще се променят поради фактори като стареене и влага. Ако действителната производителност на изолационния материал не съответства на предположенията, направени по време на проектирането, преносът на топлина във външната среда ще се отклони от очакванията, което ще доведе до неточна проектна температура в контейнера. В допълнение, външни фактори като скоростта на въздушния поток около контейнера и температурата на околните обекти също ще повлияят на топлинния баланс на контейнера чрез конвекция и радиация, като по този начин ще повлияят на проектната точност на температурата.
3. Несигурност на условията на работа на процеса
Флуктуация на работната температура: При действителна работа на процеса температурната флуктуация е често срещана ситуация. Например при периодичен реакционен процес температурата в началото, по време на реакцията и в края на реакцията може да бъде различна. Ако оценката на диапазона на флуктуация на работната температура е неточна, точността на проектната температура ще бъде засегната. Дори при непрекъснат производствен процес може да възникнат температурни промени поради промени в потока на захранването, състава или колебания във външното енергийно захранване. Тази несигурност в работата на процеса изисква при определяне на проектната температура всички възможни температурни колебания да бъдат напълно взети под внимание, в противен случай точността на проектната температура ще бъде намалена.
Влияние на времето на работа: Времето на работа също влияе върху точността на температурата. Например, за контейнери, които работят дълго време, като например големи реактори в химическо производство, с течение на времето вътрешното образуване на котлен камък, корозия и т.н. може да промени ефективността на топлообмена на контейнера. Ако въздействието на тези дългосрочни работни фактори върху температурата не се вземе предвид по време на проектирането, проектната температура ще се отклонява от действителната работна температура. В допълнение, при някои специални процеси, които се извършват за кратко време (като процеси на бързо нагряване или охлаждане), бързите температурни промени изискват по-точно отчитане на топлинния стрес и разпределението на температурата на контейнера, в противен случай това също ще повлияе на проектната температура точност.
4. Коефициенти на грешка при измерване и изчисление
Грешка при измерване на температурата: Сензорът, използван за измерване на вътрешната и външната температура на самия контейнер, има определени грешки. Например, обикновените термометри с термодвойка могат да доведат до грешки при измерването поради фактори като стареене на материала на термодвойката и неправилна позиция на монтаж. Ако проектната температура се определи въз основа на тези неточни данни за измерване на температурата, това неизбежно ще доведе до намаляване на точността. В допълнение, разделителната способност на системата за измерване също ще повлияе на точността на данните за температурата и оборудването за измерване с ниска разделителна способност може да не е в състояние да улови точно малки промени в температурата.
Изчислителен модел и грешки в параметрите: В процеса на изчисляване на проектната температура, използваният изчислителен модел често се основава на определени допускания и опростявания. Например, при изчислението на преноса на топлина допускането, че средата в контейнера е еднородна и стената на контейнера е изотермична, може да се различава от действителната ситуация. В същото време параметрите, използвани в процеса на изчисление (като параметрите на топлофизичните свойства на материала, коефициента на топлопреминаване и т.н.), могат да произтичат от ръчни или емпирични стойности, а самите тези параметри също имат определени грешки. Натрупването на грешки в тези изчислителни модели и параметри ще доведе до неточни резултати от изчислението на проектната температура.