瓶装气体的计算方法

瓶装气体的计算

压缩气体

假设：

1、钢瓶内容积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=VP/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=418.18L

V0 = 418.18×1.1/0.1=4600 L  

一、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=40L；

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： 1

8Kg液态二氧化碳汽化生成的标准气体体积：

V3=18000/1.977=9105L

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=440L

压力为标准大气压的可用气体容积：

V0=V3-V4=8665L

二、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=40L；

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=10111L

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=440L

压力为标准大气压的可用气体容积：

V0=V5-V6=9671L

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。

三、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。

四、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0.1MPa）的可用氧气体积为

V0=V1.5×0.25/0.1=4940L=4.94m3

3、可用氧气的重量为G=1.429×V0=7（Kg）。

五、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=4760L=4.76m3

3、可用氮气的重量为G=1.251×V0=6（Kg）。