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(zhì)為氣體，閥出口的絕對壓力與進(jìn)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(zhì)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(shù)

表5-3-41 氣體特性系數(shù)c與K值的對應(yīng)關(guān)系

圖5-3-31 壓縮系數(shù)Z與對比壓力Pr和對比溫度Tr的關(guān)系

注:Pc一介質(zhì)臨界點(diǎn)絕對壓力(MPa) ;Tc一介質(zhì)臨界點(diǎn)絕對溫度(K)。

3.介質(zhì)為液體(表5一3一48）

表5一3 －48 介質(zhì)為液體時安全閥的額定排量計算式

表5一3一49 介質(zhì)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(hù)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)值;根據(jù)實(shí)際需要，也可選用非標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的對應(yīng)關(guān)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(dāng)被保護(hù)設(shè)備處于正常運(yùn)行壓力(相當(dāng)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(guān)閉狀態(tài)下作用力示圖

Q一彈簧力 p介質(zhì)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(yùn)行時安全閥密封而上的比壓力

2.當(dāng)安全閥進(jìn)口無介質(zhì)壓力時，密封面上的比壓應(yīng)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(jìn)口無介質(zhì)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(guān)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(jié)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(shù)。來表述ρ升力系數(shù)。是閥瓣升力Qs與介質(zhì)靜壓力作用在等于流道面積的閥瓣面積上產(chǎn)生的作用力的比值，即:

式中P一升力系數(shù);

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(jìn)口介質(zhì)靜壓力(MPa

do一流道直徑(mm ) 。

升力系數(shù)P取決于閥門結(jié)構(gòu)以及影響介質(zhì)流動的各零件的形狀和尺寸，并且隨開啟高度·

調(diào)節(jié)圈位置和介質(zhì)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(shù)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(shù)

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(yīng)根據(jù)升力系數(shù)來確定彈

簧剛度。其主要方法有下列兩種。

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

據(jù)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(guān)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(shù)。

計算法的缺點(diǎn)是沒有考慮開啟的全過程，僅僅考慮了達(dá)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(dá)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(nèi)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(jìn)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(shù)。的曲線圖的縱縱標(biāo)乘以專fops，就得到曲線工)，即:

曲線Ⅱ是閥進(jìn)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(jìn)口壓力回座壓力Pr時的升力曲線按比例PaPS縮小，即