安全閥流量計(jì)算
上海申弘閥門有限公司
之前介紹組合式減壓閥產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告，現(xiàn)在介紹安全閥流量計(jì)算一般是按臨界流量公式計(jì)算，這是因?yàn)榻^大多數(shù)壓力容器使用的安全閥，排放氣體時，氣體流速都處于臨界狀態(tài)。安全閥流量計(jì)算主要有哪些方法?在安全閥銘牌上一般會標(biāo)記安全閥流量，但與實(shí)際的有一定差別，這就需要。下面，上海申弘閥門有限公司就為大家介紹計(jì)算的方法和公式。
安全閥在承壓設(shè)備,例如鍋爐壓力容器、壓力管道等系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用,它是一種用來防止壓力超過允許的極限值,確保生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行的安全裝置。工業(yè)生產(chǎn)的各個行業(yè)中都廣泛應(yīng)用了安全閥,其正常動作對于帶壓設(shè)備的安全運(yùn)行起著十分重要的作用。從安全閥的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知,安全閥在使用過程中會出現(xiàn)各種各樣的故障,如整定壓力隨著使用時間的推移會發(fā)生某些偏差,或者造成泄漏,閥瓣受粘,彈簧剛度過硬或軟化,閥桿不對中等,從而引起嚴(yán)重的后果。即使超壓時安全閥正常動作,如果排量不足以泄壓,也會對設(shè)備安全造成危害。所以對安全閥的流量測量非常重要。在安全閥的超壓泄放機(jī)理研究中,人們越來越認(rèn)識到采用數(shù)值模擬進(jìn)行研究的重要性,數(shù)值計(jì)算的結(jié)果能有效地以減少實(shí)驗(yàn)研究的規(guī)模、次數(shù)并能夠更深入地探究安全閥介質(zhì)流動機(jī)理。 本文通過基本理論分析,嘗試建立一種通過閥芯傳感器的測試數(shù)據(jù)來計(jì)算安全閥開啟過程中泄放量(排量)的方法。
公式：
(按照GB/T12241-2005)
式中：Wtg------安全閥的理論排放能力, kg/h;
(理論排量Wtg =實(shí)際排放量/排放系數(shù))
C--------氣體特性系數(shù) (GB150 與GB/T12241 不同)
Pd-------實(shí)際排放壓力(絕壓), MPa;
Po-------安全閥的出口側(cè)壓力(絕壓)，MPa;
M-------氣體摩爾質(zhì)量, kg/mol;
T--------氣體的溫度，K;
Z--------氣體在操作溫度壓力下的壓縮系數(shù)。
k--------氣體絕熱指數(shù)(理想氣體而言k=CP/CV)
A--------安全閥流道面積, mm2;
對于全啟式安全閥，即為閥座喉徑的截面積，A=πd²o/4 ;對于微啟式安全閥即為
閥座口上的環(huán)形間隙面積;平面形密封A=πd²o h，錐形密封A=πdohsinα。
式中：? α——錐形密封面的半錐角;
do ——安全閥座喉徑，mm;
h ——閥瓣開啟高度，mm。開啟高度h 根據(jù)閥的設(shè)計(jì)或?qū)嶋H測定的數(shù)據(jù)。
無數(shù)據(jù)時，有調(diào)節(jié)圈的，取h=do/20;無調(diào)節(jié)圈的，取h=do/ 40
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥,蒸汽減壓閥在常溫及壓力不太高的情況下，真實(shí)氣體與理想氣體的差異不大，可取壓縮系數(shù)Z=1。而一般常用的原子，如空氣、氧氣、氮?dú)?、氫氣及一氧化碳等，絕熱指數(shù)k 均約為1.4。因此工作介質(zhì)為雙原子氣體的中低壓安全閥，可用Z=1，C=2.7(k=1.4)之值代入(9.2.1)式，即可得簡化的安全閥排量計(jì)算公式：
Wtg =27Pd√M/T kg /h
例1：公稱通徑DN=50mm，具有調(diào)節(jié)圈的微啟式安全閥用于排氣壓力(表壓)為
p=1.5MPa，溫度為50℃的空氣貯罐，試計(jì)算其排量。
解;表壓力為1.5MPa，溫度為50℃的空氣，壓縮系數(shù)Z≈1，又空氣的絕熱指數(shù)K=1.4，
通徑DN=50mm 的閥，閥座喉徑d0=40mm(，開啟高度選為h=d0/20=2mm，則A=πd0h=π
×40×2=251mm2，空氣的平均分子量M=29，排氣壓力p=1.5+0.1=1.6MPa()，溫度
T=273+50=323K
將上列數(shù)據(jù)代入公式得：
Wtg =27PdA√M/T =27*1.6*251*√29/323=3249KG/h
在對超壓泄放過程流場進(jìn)行數(shù)值模擬,探討安全閥閥口流動的機(jī)理的基礎(chǔ)上,得到閥瓣膜在泄放過程中的閥口壓力隨泄放時間的變化過程,根據(jù)閥口流動類似于噴口流動過程的物理特征相似的特點(diǎn),從而將泄放過程中壓力的時間變化曲線與有關(guān)瞬時流量關(guān)聯(lián),終研究得到了一個有效的流量檢測方法。實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)研發(fā)出一種閥芯傳感器式的安全閥,并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)采集安全閥開啟時閥芯應(yīng)變數(shù)據(jù)的功能,本文將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成壓力數(shù)據(jù)后繪制成曲線。本文研究如何利用這些曲線得到安全閥泄放流量的檢測方法。
在現(xiàn)場試驗(yàn)研究中,本課題采用可壓縮介質(zhì)(空氣)來進(jìn)行排放試驗(yàn),通過閥芯傳感器測試數(shù)據(jù)計(jì)算出排量,并與檢測法蘭計(jì)算流量的方法進(jìn)行了初步的比較,結(jié)果證明了使用安全閥上裝設(shè)的閥芯傳感器的測試曲線進(jìn)行流量測量的可行性和準(zhǔn)確性。從而擴(kuò)展了閥芯膜傳感器的應(yīng)用范圍。 通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)帶有閥膜傳感器的安全閥可以在實(shí)現(xiàn)安全閥參數(shù)校驗(yàn)性能參數(shù)的同時,檢測并計(jì)量安全閥的泄放流量,從而擴(kuò)大了新型的閥芯膜傳感器的應(yīng)用范圍。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：控制閥泄漏率試驗(yàn)方法
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