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    氣體知識

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    各種瓶裝氣體計算方法

    2018-9-18 16:53:22

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    按每天更換一次氣瓶的情況來計算匯流排的總瓶數(shù)。3天備用的實瓶和空瓶最好存放在專設的氣瓶庫中。氣站每個房間的氣瓶總數(shù)不得超過20瓶。
    1. 壓縮氣體
    假設:
    (1).鋼瓶水容積 V = 40 L;
    (2).壓縮氣體的充氣壓力  P =12.6 MPa(絕對壓力)
    (3).匯流排自動切換壓力  P1 =1.1MPa (絕對壓力);
    (4).不考慮管路的容積;
    (5).氣體體積變化時溫度不變。
    計算公式
            V1 = V P / P1 –V
            V0 = V1P1 / P0 
        式中:
            V1 —— 壓力為P1時的可用氣體容積(L);
            P0 —— 標準大氣壓,絕對壓力近似為 0.1 MPa;
            V0 —— 壓力為標準大氣壓的可用氣體容積(L)。
    計算結果
            V1 = 40×12.6/1.1-40 = 418.18 L
    V0 = 418.18×1.1/0.1 = 4600 L
    2. 液態(tài)二氧化碳
    醫(yī)用液態(tài)二氧化碳鋼瓶標準充裝系數(shù)為0.6Kg/L。40升鋼瓶一般只裝16~18 Kg 液態(tài)二氧化碳。液態(tài)密度為1041.07 Kg/m3。氣化溫度為31℃。飽和蒸汽壓力為7.39MPa。當溫度上升到54℃時,鋼瓶壓力可達15MPa。標準狀態(tài)下二氧化碳的氣體密度為ρ=1.977g/L。
    假設:
    (1).鋼瓶內容積 V = 40 L;
    (2).充裝量18Kg;
    (3).匯流排自動切換壓力  P1 =1.1MPa (絕對壓力);
    (4).不考慮管路的容積;
    (5).氣體體積變化時溫度不變。
    計算公式
    18Kg液態(tài)二氧化碳汽化生成的標準氣體體積:
        V3 = 18000/1.977 =9105 L
    匯流排切換時,鋼瓶內殘留氣體換算成標準氣體的體積:
        V4 = VP1 / P0 = 40×1.1/0.1 = 440 L
    壓力為標準大氣壓的可用氣體容積:
        V0 = V3-V4 = 8665 L
    3. 液態(tài)笑氣
    笑氣也可以液態(tài)的形式儲存于鋼瓶中。其存儲壓力為其飽和蒸汽壓(-20℃時為1834kPa  ;0℃時為3171kPa;20℃時為5168kPa)。當溫度為-88.33℃、壓力為101.325kPa時,液體密度為1281.5kg/m3。當充裝系數(shù)≤0.5Kg/L時,40升鋼瓶最多可裝20 Kg液態(tài)笑氣。標準狀態(tài)下二氧化碳的氣體密度為ρ=1.978g/L。
    假設:
    (1).鋼瓶內容積 V = 40 L;
    (2).充裝量20Kg;
    (3).匯流排自動切換壓力  P1 =1.1MPa (絕對壓力);
    (4).不考慮管路的容積;
    (5).氣體體積變化時溫度不變。
    計算公式
    20Kg液態(tài)笑氣汽化生成的標準氣體體積:
            V5 = 20000/1.978 =10111 L
    匯流排切換時,鋼瓶內殘留氣體換算成標準氣體的體積:
            V6 = VP1 / P0 = 40×1.1/0.1 = 440 L
    壓力為標準大氣壓的可用氣體容積:
    V0 = V5-V6 = 9671 L
    因此,采用瓶裝液態(tài)笑氣時,1瓶液體的使用時間約為壓縮氣體的1倍。
    4. 每張床位每天需用的氣瓶數(shù)
    每張床位每天需用的氣瓶數(shù)
    氣 體 種 類
    氧 氣
    笑 氣
    壓縮空氣
    二氧化碳
    氮 氣
    氬 氣
    手術室
    恢復室
    手術室
    ICU ※
    單嘴流量(L/min)
    30
    10
    6
    90
    60
    20
    230
    15
    日用時間(min)
    120
    1440
    120
    60
    1440
    60
    30
    120
    日用氣量(L)
    3600
    14400
    720
    5400
    86400
    1200
    6900
    1800
    日 用 瓶 數(shù)
    0.78
    3.13
    0.16
    1.2
    18.8
    0.14
    1.5
    0.4
    [注]:1.當采用以壓縮空氣為動力的呼吸機時。
    2.表中的單嘴流量是按現(xiàn)行設計狀態(tài)設定的。
    5. 溶解乙炔氣體
    按國家標準規(guī)定,每個溶解乙炔氣瓶的乙炔充裝量為5Kg乙炔氣體。市場上購買的溶解乙炔氣可能每瓶只能用3Kg。
    6. 焊割用氧氣
    市場上常用的氣瓶一般是容積為40L,最高充氣壓力為15MPa的高壓無縫鋼質氣瓶。商品氣的充氣壓力一般只能達到12.5MPa(絕對壓力12.6 MPa)左右。假設氣瓶放氣至內壓為0.15MPa(絕對壓力0.25 MPa)時不再使用,則每瓶氧氣的可用氣量計算如下:
    (1).壓力為0.15MPa的可用氧氣體積為
    V1.5 = 40×12.6/0.25 - 40 = 1976 (L)
    (2).壓力為常壓(絕對壓力0.1 MPa)的可用氧氣體積為
    V0 = V1.5×0.25/0.1 = 4940 L = 4.94 m3
    (3).可用氧氣的重量為
    G = 1.429×V0 = 7(Kg)。
    7. 試驗用氮氣
    氣瓶容積為40L,充氣壓力為12.5MPa,氣瓶余壓為0.6MPa(絕對壓力0.7MPa)時每瓶氮氣的可用氣量計算如下:
    (1).絕對壓力為0.7MPa的可用氮氣體積為
    (2)V=40L*12.5*10=5200L=5.2m3
    V0.6 = 40×12.6/0.7 - 40 = 680 (L)
    (2).壓力為常壓(大氣壓)的可用氮氣體積為
    V0 = V0.6×0.7/0.1 = 4760 L = 4.76 m3
    (3).可用氮氣的重量為
    (4)M=密度*體積=5.2*1.14kg/m3=6kg
    (5)氦氣的重量=5.6m3*0.163kg/m3=1kg
    (6)空氣的重量=5.6m3*1.25kg/m3=6kg
    G = 1.251×V0 = 6(Kg)。
     
     
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