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乙炔壓縮機的安全使用與維護

文檔作者：余秀琴文檔來源：江西氣體壓縮機有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月21日
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乙炔壓縮機的安全使用與維護
                                                    余秀琴
                                (江西氣體壓縮機有限公司江西省贛州市南河路23號,341000)
               乙炔壓縮機主要用于石化企業(yè)和金屬切割工藝領(lǐng)域,是目前以電石為原料生產(chǎn)溶解乙炔站內(nèi)的
           主要生產(chǎn)設(shè)備之一。我公司從九十年代初期就已設(shè)計、生產(chǎn)2Z0.8/25型往復(fù)活塞式乙炔壓縮機,1991
           年投入銷售。2004年又推出了新品2-1.5/2變頻乙炔氣壓縮機系列產(chǎn)品(排氣量從1.0~1.82m3/min),
           運轉(zhuǎn)和安全性能均有很大程度提高。由于乙炔壓縮機是一種有火災(zāi)爆炸危險的設(shè)備,若防患不當、
           使用維護不善,必然會發(fā)生各種各樣的事故,甚至引起爆炸。本文在廣泛收集、整理有關(guān)乙炔事故
           資料的基礎(chǔ)上,認真消化了相關(guān)安全規(guī)程、操作規(guī)程,對乙炔壓縮機在使用過程中的安全使用與維
           護進行了分析,并對一些常見問題提出了相應(yīng)的解決措施,為乙炔壓縮機(以下簡稱壓縮機)用戶
           消除事故隱患及保證安全生產(chǎn)提供一些參考意見。
           一、壓縮機設(shè)計中的防患對策
               (1)應(yīng)用變頻技術(shù)防止充瓶速度變化引起的安全隱患
               眾所周知,氣瓶快充滿時為了安全,希望能降低壓縮機的產(chǎn)氣量。因為乙炔氣灌裝時,所處壓
           力會逐漸升高、速度即容積減少,但壓縮機的進氣速度卻沒有變,進排氣容積比的提高造成排氣溫
           度的上升,當灌裝達到后期時,由于壓力升高,高溫的乙炔氣容易發(fā)生分解并放出大量的熱,這種
           惡性循環(huán)極易導(dǎo)致爆炸,存在安全隱患。
               我們應(yīng)用PLC可編程控制器和高性能變頻器的多段速功能技術(shù),設(shè)置自動降速接口和防爆型速
           度選擇開關(guān)等,不僅在充瓶快結(jié)束時可降低電機轉(zhuǎn)速,達到降低壓縮機的產(chǎn)氣量來滿足充瓶的工藝
           要求,使其安全性大大提高,又可在低速運轉(zhuǎn)時降低電能消耗,減少電耗成本;即該壓縮機變成了
           一臺小排氣量的壓縮機,從而達到一機多用的目的,實現(xiàn)了上述排氣量的無級或可控分級輸出和施
           行安全灌裝,也可為用戶節(jié)省下再買一臺小排氣量乙炔壓縮機的資金。
               (2)控制壓縮比來達到控制排氣溫度小于等于90℃
               B/T8856-2001標準5.5.4.1條規(guī)定,乙炔壓縮機的冷卻系統(tǒng),必須保證在正常工況下不會出現(xiàn)
           引起乙炔分解的溫度,采用油潤滑的乙炔壓縮機,氣缸氣體最高壓縮溫度(系計算求得)不得超過
          140℃。我們主要采取了以下措施:根據(jù)

容積、溫度、壓力的關(guān)系可知,壓縮機的排氣溫度T2是和壓縮比PP1、容積比VV2成指數(shù)關(guān)系,
           要控制排氣溫度,則需控制乙炔壓縮機組輸出的進氣溫度T1(要小于等于40℃)和壓縮比[乙炔氣
           的k為1.25,則(k-1)/k=0.2]
               (3)設(shè)置高效的冷卻系統(tǒng)來降低排氣溫度
               JB/T8856標準5.5.4.3條規(guī)定,乙炔壓縮機冷卻水(液)的壓力應(yīng)低于被冷卻部件中乙炔氣的壓
           力,冷卻器宜用開式水槽和設(shè)置吹除裝置。
               冷卻方式有水冷、風(fēng)冷、混合冷冷卻等。采用開式水槽流動水冷卻氣缸,降低排氣溫度的作用
           是很明顯的。由于開式水槽的氣缸、冷卻器均在水槽內(nèi)水平面以下,冷卻水接觸氣缸、冷卻器各個
           位置,冷卻面積大,水在水槽內(nèi)停留時間長,熱交換好,冷卻效果顯著。若冷卻器管道有氣體漏出,
           可通過各敞開口觀察是否有氣泡冒出,及時發(fā)現(xiàn)及時處理,防止乙炔氣滲漏,防患安全事故。國、
           內(nèi)外采用閉式冷卻的機型,若密封有問題,一旦水壓高于一級氣缸中的氣壓,水就會進入氣缸內(nèi),
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2002-2019AsposaPtyLtd.
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破壞潤滑油甚至產(chǎn)生缸擊,造成機械事故。
              在壓縮機的各級后面,設(shè)計不銹鋼冷卻器和配置優(yōu)質(zhì)高效的級間進氣分離過濾器。進氣過濾器
          應(yīng)兼有氣水分離及排污功能,不但可降低下一級的進氣溫度,達到降低排氣溫度的目的,而且節(jié)能
          效果相當明顯。根據(jù)計算及實測,當優(yōu)質(zhì)級間冷卻每降低進氣溫度3℃時,其軸功率可減少大約1%。
               (4)控制活塞平均速度小于等于1m/s
             由于乙炔生產(chǎn)的連續(xù)性,要求壓縮機具有較高的可靠性。氣閥是壓縮機中關(guān)鍵而又容易損壞的
          一個部件,閥片壽命的長短,嚴重影響著機器運轉(zhuǎn)的可靠性和維修工作量,若主機轉(zhuǎn)速低,其沖擊
          疲勞和磨損均能有效降低,因此控制壓縮機轉(zhuǎn)速可以提高氣閥的使用壽命。
              (5)防爆和保護系統(tǒng)的特殊要求設(shè)計,提高了可靠性
              可靠性是反映產(chǎn)品質(zhì)量的綜合性指標。一方面要在材質(zhì)和結(jié)構(gòu)上考慮防爆,另一方面應(yīng)設(shè)置包
          括壓力保護、溫度保護、斷油斷水保護、乙炔超限保護等保護系統(tǒng),并注意每種保護裝置對整機的
          運轉(zhuǎn)都應(yīng)具有靈敏可靠的控制作用。
             ①壓縮機主要零件選用的材料,應(yīng)充分考慮它的特性,如腐蝕、老化、磨擦、磨損、材料均勻
          性等,必須能承受預(yù)計的機械、化學(xué)作用和熱負荷當它們與乙炔氣接觸時,不會產(chǎn)生危險的反應(yīng)。
          氣缸,機身,一、二級活塞宜采用HT250灰鑄鐵;曲軸宜采用球墨鑄鐵Q600-3A;三級活塞、連
          桿宜采用45#鋼鍛制而成。各級氣閥更要專門制備,用不易產(chǎn)生火花的材料制作,以適應(yīng)乙炔氣壓
          縮機的要求和確保良好的密封。與乙炔氣接觸的零部件不得采用:銅或銅含量超過70%的銅合金;
          銀或銀合金;銅銀焊料。注意各零件的材質(zhì)應(yīng)分別符合JB6431、JB/T9104、JB/T6908、gB/T11254、
          GB/T9438、GB50031等標準的有關(guān)規(guī)定。
              ②使用本質(zhì)安全技術(shù)、工藝過程和動力源。電動機宜采用防爆等級為dCT4的防爆電機;傳動
          皮帶(乙炔壓縮機用)宜采用難燃的防靜電窄帶,并有可靠的接地裝置;電器控制柜采用本質(zhì)安
          全型防爆技術(shù),用隔離式安全柵將非本安電路的工藝保護與現(xiàn)場危險區(qū)的儀表相連接。
              ③潤滑系統(tǒng)。潤滑系統(tǒng)由潤滑站及油過濾器等部件組成,分氣缸潤滑系統(tǒng)和傳動機構(gòu)潤滑系統(tǒng)。
          氣缸的潤滑用注油器將潤滑油注入氣缸內(nèi)潤滑傳動機構(gòu)的潤滑,則由油泵把機身內(nèi)的潤滑油加壓,
          加壓后通過油過濾器(應(yīng)能排除0.08mm的機械雜物)注入曲軸、連桿等需潤滑的運動部件。油泵
         及注油器由一電機單獨驅(qū)動,即先起動油泵電機且油壓達到設(shè)定值后,壓縮機起動,實現(xiàn)壓縮機啟
          動油泵等輔助設(shè)備啟/停過程的聯(lián)鎖控制,避免人為地誤操作。注意乙炔壓縮機使用的潤滑油的運動
           黏度應(yīng)為17~21mm2/s(100℃時),其閃點溫度壓不低于240℃;曲軸箱內(nèi)的潤滑油溫度不高于60℃;
           油泵的油壓可設(shè)置成由油過濾器來調(diào)節(jié),通過機身上油標顯示,油壓不得低于0.MPa,確保潤滑油
           油量在規(guī)定值。
              ④安全閥作為氣控系統(tǒng)的一部分,各級排氣管路上都須設(shè)置,作為每級的超壓保護并配置氨壓
           力表,且表盤面直徑應(yīng)大于等于100mm,以顯示各級工況參數(shù)、監(jiān)控各級工作壓力,超壓時排放降
           壓。限壓裝置應(yīng)該是可調(diào)的,并在吸氣壓力低于.4ka、排氣壓力超過2.6MPa時能自動停機并報警。
           二、壓縮機操作中的防患
               (1)運轉(zhuǎn)及安全性能良好的壓縮機設(shè)備是實現(xiàn)乙炔生產(chǎn)安全的物質(zhì)保證之一,正確使用與維護
           壓縮機,則是保證安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。也就是說,在選配了符合標準要求的壓縮機后,還應(yīng)嚴格按照
           有關(guān)國家及行業(yè)標準和制造廠提供的操作說明書、規(guī)程等,安裝、使用及維護壓縮機。
          (2)壓縮機布置。壓縮機房內(nèi)應(yīng)有良好的自然通風(fēng)條件并設(shè)置能指示儲氣柜儲氣量的信號和
          與壓縮機聯(lián)鎖的裝置;各級安全閥后的管道,在工藝流程上應(yīng)設(shè)高壓乙炔阻火器并高空放空。
           (3)壓縮機安裝。必須在敞開通自然風(fēng)的環(huán)境中進行,同時注意地基與機房墻基及其它設(shè)備的
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基礎(chǔ)分離;壓縮機安裝時應(yīng)校正水平;排污系統(tǒng)排污總管應(yīng)接至自備的疏水裝置;電動機與壓縮機
           均應(yīng)可靠接地,符合有關(guān)防靜電接地的要求。用戶自備系統(tǒng)的其它管路安裝前應(yīng)進行酸洗,清洗干
           凈后方可安裝,系統(tǒng)應(yīng)進行氣密性試驗。為防止爆炸性氣體的形成,開車前應(yīng)用氮氣置換系統(tǒng),檢
           修動火前也應(yīng)采用氮氣進行系統(tǒng)置換。在乙炔設(shè)備、管道上以及在有爆炸危險廠房內(nèi)動火時,經(jīng)置
           換后的乙炔濃度應(yīng)小于0.2%。置換用惰性氣體的含氧量應(yīng)小于3%
               (4)運行時壓縮機的吸氣壓力應(yīng)符合工藝要求,但不得低于0.0005Ma,各級排氣壓力應(yīng)符合
           設(shè)備性能的要求,終段最高排氣壓力不得高于.5Ma,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停機處理。
              (5)壓縮機運轉(zhuǎn)前,須檢查安全閥、壓力表及各項保護限壓裝置是否安裝到位,處于完好狀態(tài)。
           即當吸氣壓力低于最低允許壓力、排氣壓力高于最高允許壓力時,壓縮機能自動停車,并報警。
                (6)壓縮機啟動前必須盤車檢查,防止運轉(zhuǎn)撞缸造成重大事故;壓縮機主機不得反向旋轉(zhuǎn);壓
           縮機啟動和停機時,應(yīng)事先與乙炔發(fā)生及充裝崗位取得聯(lián)系。
                (7)運轉(zhuǎn)中勤摸各部位,覺察壓縮機的溫度變化及振動情況。如冷卻后排水溫度、油溫、運轉(zhuǎn)
           中機件溫度和振動情況等,從而及早發(fā)現(xiàn)不正常的溫升和機件的松動情況,注意安全。壓縮機的各
           級排氣溫度不得高于90℃,冷卻后的乙炔氣體溫度應(yīng)低于35℃。
                (8)勤看各指示儀表。如各級壓力表、油壓表、溫度計、油溫表等,并注意壓縮機運行時,注
           油器的供油和各路冷卻水的供水必須正常,按壓縮機性能要求調(diào)節(jié)潤滑油和冷卻水的供給量,不得
           中斷潤滑油和冷卻水的供給。機身內(nèi)潤滑油須在油標規(guī)定的范圍內(nèi),查看各項保護裝置是否處于完
           好狀態(tài)。
                (9)勤聽機器運轉(zhuǎn)的聲音如氣閥、活塞、十字頭、軸及軸承等部位的聲音是否正常。壓縮機
           運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)聲響異常、溫度過高、壓力不正常及漏氣等現(xiàn)象時應(yīng)立即停機查找原因,并予以消除。
              (10)定時排放氣液分離器內(nèi)的廢液。壓縮機運行時應(yīng)按性能要求及時排放冷凝的油水污物,排放
           時須特別注意各級壓力的變化:一級壓力不能降至0.15MPa以下;二級壓力不能降至0.65MPa以下,
           否則會造成各級壓力比分配不合理及各級排氣超溫失常。據(jù)報道,某廠乙炔氣壓縮機排污堵塞后,
           用鐵絲去疏通,突然快速排出了污水及大量的乙炔氣,并隨即發(fā)生了爆炸。這是由于突然沖擊出了
           大量的乙炔氣,快速(此時氣流速度可達馬赫數(shù)M>1)改變了容積比,使溫度突然升高,而此時
           來回捅的鐵絲因摩擦產(chǎn)生了火花,引爆了乙炔。兩次排污的時間間隔視冷凝水的多少而定,但一般
           應(yīng)不超過半個小時。也就是說,壓縮機在正常運轉(zhuǎn)時,氣液分離器內(nèi)的廢液應(yīng)不超過半小時就排放
           一次。注意,排放時不得同時打開兩個及以上排污閥,必須在排完一個排污閥并關(guān)閉好后再開另一
           個。既排盡污物,又不讓氣體排放出來,以防止溫度上升過快并出現(xiàn)安全事故。
               (11)壓縮機運轉(zhuǎn)時應(yīng)注意儲氣柜的儲氣量,不得少于工藝規(guī)定的最低值;當?shù)陀谝?guī)定值時應(yīng)立即
           停機。
               (12)壓縮機除緊急情況外,不得帶負荷啟動或停機。
               (13)勤查整個機器設(shè)備的工作情況是否正常,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
               (14)聯(lián)入生產(chǎn)系統(tǒng)的壓縮機,不得用乙炔或惰性氣體以外的氣體試車。
               15)定期檢查壓縮機的安全裝置,使其保持完好并按時做好壓縮機的運轉(zhuǎn)工況記錄。
              (16)冬天室溫低于5℃時,壓縮機停機后須放空冷卻水,防止結(jié)冰、凍裂機件。
           三、壓縮機維護中的防患
               (1)壓縮機站必須保持良好的通風(fēng)狀態(tài)。壓縮機間所有電氣必須采用防爆型,防爆等級應(yīng)達到

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                                                                                            2005-12-26
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dICT2(B4d)級;壓縮機各種安全附件應(yīng)保持完好;定期檢測,保證防靜電、防雷設(shè)施的可靠性。
             (2)生產(chǎn)區(qū)內(nèi)嚴禁煙火,嚴格執(zhí)行動火制度;明火、靜電火花、電火花、撞擊火花、雷擊火花等
          因素的結(jié)構(gòu)重要度最大,其次為空氣通過各種途徑進入壓縮機或乙炔通過各種途徑泄漏等因素的結(jié)
          構(gòu)重要度較大,需要我們采取針對措施,防止事故發(fā)生。
               3)禁止使用含銅工具,與乙炔接觸的儀表含銅量不應(yīng)超過70%;禁止使用水銀溫度計;禁止使
          用鐵制器具敲打壓縮機設(shè)備管道,禁止穿帶鐵釘鞋。
              (4)機組運轉(zhuǎn)時,不得松動和拆除任何機件蓋子、接頭、緊固件、管路附件等),否則可能造成
          嚴重的人身傷害,只有在確保壓縮機機組電源已經(jīng)切斷,整個壓縮機系統(tǒng)內(nèi)的壓縮氣體已經(jīng)放空的
          情況下,方可對壓縮機進行拆卸和維護工作機組系統(tǒng)內(nèi),充滿帶壓的熱工質(zhì)(氣體和潤滑油)設(shè)
          置乙炔氣體濃度檢測報警裝置,應(yīng)在設(shè)備檢修前及每年至少定期檢測一次。
              (5)壓縮機承壓零件如:缸體、缸蓋、閥蓋、冷卻器、氣管件等,因氣、水沖蝕及腐蝕必須定期
          清洗、并按規(guī)定進行水壓試驗檢查。
              ①每800h清洗氣閥一次,清除閥座、閥蓋積炭,清洗潤滑油過濾器、過濾網(wǎng),對運動機構(gòu)做一
          次檢查。應(yīng)切記,拆洗氣閥時,必須一一照原樣裝配。
              ②每1200h清洗濾清器一次,以減少氣缸磨損。
              ③每2000h將機油過濾一次,除去金屬屑及灰塵雜質(zhì)。如油不干凈,應(yīng)換油,潤滑油結(jié)炭是引
          起壓縮機爆炸的主要原因,必須經(jīng)常檢查并有效地去除。軸瓦應(yīng)刮調(diào)一次。對整臺機器的間隙進行
          一次全面的檢查。
              ④定期清洗冷卻器換熱管的內(nèi)、外表面污物,以確保冷卻效果,避免壓縮機超溫。
            (6)一切運動的摩擦部位(包括附件在內(nèi))都要定時加油。每天或每班應(yīng)向壓縮機各加油點加油
         一次,有特殊要求的(如電動機軸承的潤滑),按說明書規(guī)定加油。所加潤滑油為L-daB150
           (GB12691-1990)壓縮機油,最高閃點大于等于215℃。往復(fù)活塞乙炔氣壓縮機JB/531881999標
          準要求潤滑油閃點大于等于240℃,與以前一直采用的HS-13及HS-19油一致,建議采用閃點大于等
          于240℃牌號壓縮機油。
              (7)認真搞好機房安全衛(wèi)生工作,保持壓縮機和地面的清潔,做好交接班工作;勤檢查、勤調(diào)查,
          及時處理故障并記入運行日記。
              四、壓縮機檢修中的防患
              壓縮機的檢修管理工作,是確保壓縮機正常運行的必要條件。壓縮機的完善狀態(tài)及能否正常工
          作,很大程度上取決于能否正常合理地堅持對壓縮機進行檢修。
              壓縮機的檢修分為日常維修、中修和大修三種中修和大修宜與乙炔發(fā)生器、凈化裝置等整個
          系統(tǒng)同時進行壓縮機的檢修周期推薦如下表:
                  序號設(shè)備名稱       日常維修         中修               大修
                   12       乙炔壓縮機       自定2500~5000小時15000~25000/小時
                             清凈裝置        自定         5000小時          15000小時
              (1)大修主要內(nèi)容
              ①檢查曲軸是否有裂紋,曲軸主軸頸的圓度、圓度、平衡鐵與曲軸的連接情況;十字頭與活
          塞桿連接情況;活塞與活塞桿的固定情況;壓縮機與電動的連接情況;進行加固修理。
              ②檢查連桿與活塞、曲軸的相對位置是否有偏斜現(xiàn)象;曲軸和氣缸的水平度,氣缸與活塞的間

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③檢查所有軸承、軸瓦、氣缸和活塞的磨損情況;連桿螺栓是否有拉伸變形、裂紋磨損等;進
           行修理。
               ④檢查或更換十字頭銷和活塞銷,以及壓縮機活塞環(huán)、閥片等所有易損件。
               ⑤檢查所有儀器儀表的檢定日期、靈敏度和工作情況以及所有安全閥,并調(diào)整其開啟壓力,使
           其達到規(guī)定要求。
               (2)中修的主要內(nèi)容
               易損零部件、校驗壓力表、安全閥及其它閥門的密封性。對填料和刮油器中的密封元件、氣閥、
           活塞環(huán)、十字頭襯套、連桿軸瓦及無潤滑的各種零部件有磨損時應(yīng)更換。
             (3)為確保安全,檢修部位必須進行徹底清理、化驗和監(jiān)測
               ①檢修動火前,應(yīng)用氮氣對系統(tǒng)進行置換,對檢修部位進行充分吹掃,使設(shè)備得到充分置換,
           不留死角。經(jīng)多次化驗,確證設(shè)備、管道內(nèi)的氣體不燃爆或遠離爆炸極限。同時,對檢修空間跟蹤
           分析,確認環(huán)境處于安全狀態(tài)。
               ②對檢修部位進行化驗和監(jiān)測:設(shè)備停車后,經(jīng)清洗、置換,對壓縮機、管道及室內(nèi)進行采樣
           化驗分析,確認其中的乙炔含量符合安全指標(小于.1%時),方可進行檢修作業(yè);如需罐作業(yè),
           還需化驗罐內(nèi)含氧量符合標準,在18%~21范圍內(nèi),才能進罐內(nèi)作業(yè)。
               ③在作業(yè)過程中,定時檢測檢修部位乙炔(或氧氣)含量,跟蹤監(jiān)測,保證檢修作業(yè)的安全。若
           檢修作業(yè)間斷時間超過監(jiān)測周期(每半小時1次)在恢復(fù)檢修作業(yè)前,還應(yīng)重新進行化驗和監(jiān)測,杜
           絕事故發(fā)生。
               (4)遵章守紀,認真施工。堅持做到“三不動火”即無火不動火,防火措施不足或滅火設(shè)備完好
           狀態(tài)不落實不動火。
               (5)壓縮機檢修的驗收
              ①清理現(xiàn)場:檢修作業(yè)結(jié)束前,要進行安全檢查,清理現(xiàn)場,做好三清,一是清查設(shè)備內(nèi)部有
           無遺留工具或零件,防止開車后出事故;二是清掃管道通路,防止管線阻塞;三是清除設(shè)備及周圍
           環(huán)境的雜物垃圾,做好試車和恢復(fù)生產(chǎn)的準備工作。
               ②試車:試車要嚴格遵守工藝規(guī)程和安全操作規(guī)程一步一步進行試壓、試漏、試安全閥等,
           最后進行系統(tǒng)試車。按規(guī)定做好各種試車記錄。
              ③為確保檢修和檢修后的安全生產(chǎn),必須按檢修方案規(guī)定的項目、內(nèi)容、要求,逐項詳細檢查
           各項檢修技術(shù)資料及各項記錄等,復(fù)核驗收。
               總之,各類經(jīng)濟指標的完成、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、節(jié)能特別是安全等目標的實現(xiàn),都離不開完
           好的設(shè)備,對于乙炔壓縮機使用更是如此。盡管項其危險性大,但只要嚴格遵守操作規(guī)程,加強壓
           縮機日常維護意識和防范,適時進行檢修,是可以延長壓縮機的使用壽命,避免事故發(fā)生的。
           (作者簡介:余秀琴,江西氣體壓縮機有限公司標準化主管,高工,機電一體化專業(yè)本科畢業(yè)
           注解:①馬赫數(shù):流體的流動速度(v)和聲音在該流體內(nèi)傳播的度(c)之比,稱為馬赫數(shù)M),m=c在氣體動力
                學(xué)中,它是劃分氣體流動類型的一個標版,又是判斷氣體壓縮性的一個尺度。當馬赫數(shù)M>1時,稱為超音速
                流動;M<1時,稱為亞音速流動。在超音速和亞音速流動情況下,氣體表現(xiàn)的特性有本質(zhì)的區(qū)別。(編者加)
                                                    參考文獻
                                  1馬賢智主編機械安全基本概念與設(shè)計通則應(yīng)用指南
                                  2[美]卡而L約斯主編.陶鵬萬等譯,Matheson氣體數(shù)據(jù)手冊
                                  3鐘新彭侃譯,可編程控制器原理及應(yīng)用(第二版)

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