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裂岩管内的压力变化分析

对于裂岩管来说，相当于一个柱形密闭容器，其管内的压力形成、释放过程与球形、方形的容器内的液化气体爆炸、泄能过程不同。

初始阶段：裂岩管内保持一定的加载压力P1,P1高于液态二氧化碳的临界压力7.38MPa，（临界温度31.2℃），以此*证常温下裂岩管内的二氧化碳状态为液态。

0~t1阶段：裂岩管内的发热剂启动，释放大量的热量，液态的二氧化碳吸热气化，体积急剧膨胀，在等容的环境中，液态二氧化碳的大量气化导裂岩岩管内压力也急剧上升，并且随着管内的热量的传播，气化过程也在加速进行，压力升高速度越来越快。

t1-t2阶段：在t1时刻，裂岩管内的压力达到定压释能片的释能阈值（释能片的剪切强度）P释能片，导致释能片被瞬间破坏，随后裂岩管内的气体高速冲出，形成高速、高压气流，裂岩管内的压力随着二氧化碳气体释放而逐渐减小

二氧化碳裂岩管相当于一个密闭的容器，发热管为一定量的液态二氧化碳提供热量，可以使其气化并导裂岩岩管内压力升高，根据气体状态方程pV=nRT,压力升高的程度受到气体温度的影响。

裂岩器释能能量的近似计算

二氧化碳裂岩器在释放气体时以三种形式向外释放：释放的高能气体的冲击能；‚释能片的破裂能量；ƒ裂岩管残余变形能量。后两者消耗的能量只占释能总能量的3%~15%，大部分能量是以高能气体的形式释放到岩孔内。

二氧化碳裂岩器释放能量的大小可以通过理论计算进行量化。目前，对于压缩气体容器物理致裂强度的计算有TNT当量模型、计算流体力学CFD方法和AICHE模型，其中TNT当量模型计算过程比较简单，不用进行复杂的建模过程，是工程上常用的强度计算方法。

裂岩管内的二氧化碳大部分为液体，也有极少部分的气体。当启动发热管装置，液体开始蒸发对外做功，同时伴有气体的急剧膨胀做功。由于裂岩管内的二氧化碳质量占裂岩管内的流体质量的绝大部分，因此液体蒸发气化做功的能量是裂岩器释放能量的主体。裂岩器释放能量

P——裂岩器释放压力，按照释能片的材料剪切强度极限值算；

V——裂岩管容积

P0——裂岩管外大气压力；

K——二氧化碳绝热指数，K=1.295。

总结：二氧化碳裂岩器释能片（致裂片）会将裂岩管内压力在尚未达到裂岩管合金钢材极限压力之前释放，以达到安全可控的目的，所以释能压力是由释能片材料的剪切强度有关，也就是释能片的厚度有关。不管裂岩管的直径、长度、充装二氧化碳充装量是多少，二氧化碳裂岩器的致裂威力**由释能片（致裂片）体现。