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裂巖管內的壓力變化分析

對于裂巖管來說，相當于一個柱形密閉容器，其管內的壓力形成、釋放過程與球形、方形的容器內的液化氣體爆咋、泄能過程不同。

初始階段：裂巖管內保持一定的加載壓力P1,P1高于液態二氧化碳的臨界壓力7.38MPa，（臨界溫度31.2℃），以此*證常溫下裂巖管內的二氧化碳狀態為液態。

0~t1階段：裂巖管內的發熱劑啟動，釋放大量的熱量，液態的二氧化碳吸熱氣化，體積急劇膨脹，在等容的環境中，液態二氧化碳的大量氣化導裂巖巖管內壓力也急劇上升，并且隨著管內的熱量的傳播，氣化過程也在加速進行，壓力升高速度越來越快。

t1-t2階段：在t1時刻，裂巖管內的壓力達到定壓釋能片的釋能閾值（釋能片的剪切強度）P釋能片，導致釋能片被瞬間破壞，隨后裂巖管內的氣體高速沖出，形成高速、高壓氣流，裂巖管內的壓力隨著二氧化碳氣體釋放而逐漸減小

二氧化碳裂巖管相當于一個密閉的容器，發熱管為一定量的液態二氧化碳提供熱量，可以使其氣化并導裂巖巖管內壓力升高，根據氣體狀態方程pV=nRT,壓力升高的程度受到氣體溫度的影響。

裂巖器釋能能量的近似計算

二氧化碳裂巖器在釋放氣體時以三種形式向外釋放：?釋放的高能氣體的沖擊能；?釋能片的破裂能量；?裂巖管殘余變形能量。后兩者消耗的能量只占釋能總能量的3%~15%，大部分能量是以高能氣體的形式釋放到巖孔內。

二氧化碳裂巖器釋放能量的大小可以通過理論計算進行量化。目前，對于壓縮氣體容器物理致裂強度的計算有咋要當量模型、計算流體力學CFD方法和AICHE模型，其中咋要當量模型計算過程比較簡單，不用進行復雜的建模過程，是工程上常用的強度計算方法。

裂巖管內的二氧化碳大部分為液體，也有極少部分的氣體。當啟動發熱管裝置，液體開始蒸發對外做功，同時伴有氣體的急劇膨脹做功。由于裂巖管內的二氧化碳質量占裂巖管內的流體質量的絕大部分，因此液體蒸發氣化做功的能量是裂巖器釋放能量的主體。裂巖器釋放能量

P——裂巖器釋放壓力，按照釋能片的材料剪切強度極限值算；

V——裂巖管容積

P0——裂巖管外大氣壓力；

K——二氧化碳絕熱指數，K=1.295。

總結：二氧化碳裂巖器釋能片（致裂片）會將裂巖管內壓力在尚未達到裂巖管合金鋼材極限壓力之前釋放，以達到安全可控的目的，所以釋能壓力是由釋能片材料的剪切強度有關，也就是釋能片的厚度有關。不管裂巖管的直徑、長度、充裝二氧化碳充裝量是多少，二氧化碳裂巖器的致裂威力**由釋能片（致裂片）體現。