安全閥額定排量的計算方法

安全閥

一、安全閥額定排量的計算

1.介質為氣體，閥出口的絕對壓力與進口的絕對壓力之比小于σ或等于臨界壓力比aσ(表5一3一39)

表5一3一39 介質為氣體時安全閥額定排量計算式

表5一3一40 安全閥額定排量系數

表5-3-41 氣體特性系數c與K值的對應關系

圖5-3-31 壓縮系數Z與對比壓力Pr和對比溫度Tr的關系

注:Pc一介質臨界點絕對壓力(MPa) ;Tc一介質臨界點絕對溫度(K)。

3.介質為液體(表5一3一48）

表5一3 －48 介質為液體時安全閥的額定排量計算式

表5一3一49 介質的密度(g/cm3 )

二、安全閥流道直徑與公稱通徑的確定

若額定排量等于被保護設備的安全泄放量，即可計算出安全閥必須的流道面積A。則安全閥的流道直徑d0計算式見表5一3一50。然后可按表5一196選取稍大而又接近計算值的流道直徑標準值;根據實際需要，也可選用非標準的d0值。

表5一3一50 安全閥流道直徑d0的計算式

流道直徑d0確定后，即可按表5一3一51或者按ANSI 8146 .1-1992, I'OCT12532一1979等標準中規(guī)定的對應關系確定安全閥的公稱通徑口、。

表5一3一51 安全閥公稱通徑DN與流道直徑do

三、安全閥密封計算

1.當被保護設備處于正常運行壓力(相當于安全閥的密封壓力)P時，安全閥密封面上的比壓力大于或等于必需密封比壓(圖5一3一32、表5一3一52)。

圖5一3- 52 平而密封安全閥在關閉狀態(tài)下作用力示圖

Q一彈簧力 p介質壓力Dm一密封而平均直徑 b一密封而寬度

表5一3一52 正常運行時安全閥密封而上的比壓力

2.當安全閥進口無介質壓力時，密封面上的比壓應小于或等于許用比壓，其計算式見表5-3一53

表5一3-53 進口無介質力時安全閥密封而上的比壓力

四、彈簧式安全閥動作特性計算及彈簧剛度的確定

彈簧式安全閥的動性特性，即排放壓力、開啟高度、回座壓力等性能，取決于閥門開啟和關閉(回座)過程中流體對閥瓣作用升力與彈簧載荷力的共同作用結果。上述兩力在閥門動作過程中都是變化的。

閥瓣升力的變化情況可用升力系數。來表述ρ升力系數。是閥瓣升力Qs與介質靜壓力作用在等于流道面積的閥瓣面積上產生的作用力的比值，即:

式中P一升力系數;

ＱS一閥瓣升力，即流體作用在閥瓣上總的向上合力(N）

P一閥進口介質靜壓力(MPa

do一流道直徑(mm ) 。

升力系數P取決于閥門結構以及影響介質流動的各零件的形狀和尺寸，并且隨開啟高度·

調節(jié)圈位置和介質的不同而變化，通常只能借助試驗來確定。圖5一3一33為安全閥閥瓣升力系

數曲線的一些例子。

圖5一3一53  A42Y一16C型全啟式安全閥升力系數

彈簧載荷力的變化決定于彈簧剛度。為了獲得要求的動作性能，應根據升力系數來確定彈

簧剛度。其主要方法有下列兩種。

1)計算法為達到規(guī)定的開戶高度h，在開高h下的閥瓣升力應大于或等于此時的彈簧力。

據此確定彈簧剛度的最大值為:

式中λ—彈簧計算剛度(N/mm);

h—閥門開啟高度(mm);

do—流道直徑(mm);

Dm—關閉件密封面平均直徑(mm);

Pdr—額定排放壓力(MPa ) ;

PS—整定壓力(MPa ) ;

Ph—開啟高度為h時的閥瓣升力系數。

計算法的缺點是沒有考慮開啟的全過程，僅僅考慮了達到規(guī)定升高，而且沒有考慮回座過程。

2)圖解法為保證安全閥在壓力不高于額定排放壓力時達到規(guī)定開啟高度，并在壓力不低于規(guī)定回座壓力時回座，在開啟高度為零到規(guī)定升高范圍內的彈簧力曲線位于額定排放壓力和回座壓力下的閥瓣升力曲線之間。

圖5-3-34是用作圖法確定彈簧剛度的示例。圖中曲線工是閥進口整定壓力為P、時的升力曲線(將如圖5-3-33所示的升力系數。的曲線圖的縱縱標乘以專fops，就得到曲線工)，即:

曲線Ⅱ是閥進口壓力額定排放壓力Pdr時的升力曲線(將口Si按比例Pm}P、放大)，即

曲線Ⅲ是閥進口壓力回座壓力Pr時的升力曲線按比例PaPS縮小，即