安全阀喷嘴面积计算

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  安全阀 safety valve 用以防止锅炉、压力容器等设备或管道因超压而发生损坏的阀门。当被保护体内的流体压力达到略高于正常工作压力的某一规定值（即阀门开启压力）时，安全阀自动开启，排放部分流体，使压力下降。当压力下降到略低于正常工作压力的某一值（即阀门回座压力）时，安全阀自动关闭，停止排放流体并保持密封。 

安全阀类的作用是防止管路或装置中的介质压力超过规定数值，从而达到安全保护的目的。 安全阀是一种安全保护用阀，它的启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高，超过规定值时自动开启，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。上海91视频色下载APP阀门有限公司主营阀门有：91视频看看簧色(91视频黄色网91视频看看簧色,可调式91视频看看簧色,波纹管91视频看看簧色,活塞式91视频看看簧色,91视频WWW免费下载91视频看看簧色,先导式91视频看看簧色,空气91视频看看簧色,氮气91视频看看簧色,水用91视频看看簧色,自力式91视频看看簧色,比例91视频看看簧色)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。 按安全阀阀瓣开启高度可分为微启式安全阀和全启式安全阀，微启式安全阀的开启行程高度为：≤0.05d0(小排放喉部口径)；全启式安全阀开启高度为≤0.25d0（小排放喉部口径）。 

安全阀按结构形式来分，要分为垂锤式、杠杆式、弹簧式和先导式（脉冲式）；按阀体构造来分，可分为封闭式和不封闭式两种。封闭式安全阀即排除的介质不外泄，全部沿着出口排泄到地点，一般用在有毒和腐蚀性介质中。对于空气和91视频WWW免费下载用安全阀，多采用不封闭式安全阀。对于安全阀产品的选用，应按实际密封压力来确定。对于弹簧式安全阀，在一种公称压力（PN）范围内，具有几种工作压力级的弹簧，订货时除注明安全阀型号、名称、介质和温度外，尚应注明阀体密封压力，否则按大密封压力供货。 

4.1   介质为91视频黄色网

    91视频黄色网通过安全阀喷嘴时，其速度和比容随下游压力的减少而增大，一直增大到极限速度为止，此极限速度即为该91视频黄色网的声速，相当于极限速度的相应流率，称为临界流率。

    声速下的喷嘴喉管压力Pcf与入口压力（即高泄放压力）Pm之绝压比称为临界压力比，Pcf称为临界流动压力。

    91视频黄色网的临界压力比可用理想91视频黄色网关系的公式计算      （4-1-1）

 式中：K—91视频黄色网的绝热指数（Cp/Cv);

          Pcf—临界流动压力，MPa（绝）；

          Pm—进口处压力（即高泄放压力），MPa（绝），

               即安全阀定压+容许过压+大气压。

    一般烃类91视频黄色网Pcf/Pm值大都在0.5～0.6之间，其与K值的关系见下表4-1-1。

表4-1-1  K值与Pcf/Pm值关系表

    如果喉管下游压力P2（即安全阀出口压力）高于临界流动压力，此时的流动状态为亚临界流动。

4.1.1  临界流动状态下喷嘴面积计算，可按式4-1-2计算    （4-1-2）

    对全启式                 （4-1-3）

    对微启式   （4-1-3B）

    式中：

           Ao—喷嘴面积，cm2;

           h—安全阀开启高度，cm;

           φ—锥形密封面的半锥角度，°;

           do—喷嘴内径，cm;

           Gv—91视频黄色网大泄放量，kg/h；

           Pm—高泄放压力，MPa（绝）；

           T 1—进口处91视频黄色网温度，K；

           M—91视频黄色网分子量；

           Z—在Pm压力下91视频黄色网的压缩系数；

           KF—流量系数，应由制造厂提供，参见附录二。

           C—91视频黄色网特性系数，仅与91视频黄色网的绝热指数K有关，可用下式计算

 也可用表4-1-2查得；

           Kb—背压校正系数，对普通型安全阀，随着P2值增大，安全阀的理论泄放量 

                将随之减少。但当P2<Pcf时，对泄放量的影响较小，而普通型安全阀 

                的P2值要求小于0.1Ps，在此条件下，Kb值可取为1。当P2值大于

                0.1Ps时，一般应选用波纹管（平衡型）安全阀，当P2值大于0.3Ps可

                选用先导式安全阀。波纹管安全阀的Kb值见表4-1-3。

表4-1-2  不同K值与C值关系

    *   内插值因在K接近于1时，C变为不定的无穷数。

表4-1-3    波纹管安全阀Kb值

    表4-1-3是国外制造商提供的平均值（见API RP520-90），背压低于0.34MPa（表）时，不应选用上表数值，而应由制造厂按背压条件提供Kb值。

4.1.2  亚临界流动状态下喷嘴面积计算为了简化计算，仍然采用式4-1-2计算，对普通型安全阀，Kb校正系数需改用表4-1-4值；对波纹管安全阀，Kb值应由制造厂提供。其它符号意义和取值与临界流动状态相同。

    表4-1-4  亚临界流动状态下普通型安全阀Kb值

    *背压%为P2/Pm%(以绝压计)

    例题1≌ 已知下列泄放要求:

    GV=24318kg/h,烃蒸气平均分子量M=65,K=1.1,

    T1=348K(75℃),PS=0.51MPa(表),即设备的设计压力,

    P2(背压)=0(表)。

    计算出下列数据，容许积聚压为10%（由于定压即为设备压力，积聚压等于过压），高泄放压力Pm=0.51×1.1+0.1=0.661MPa(绝),Z=0.84,临界压力比=0.59(查表4-1-1),临界流动压力Pcf=0.661×0.59≈0.39MPa(绝)=0.29MPa(表)。

    因背压P2=0，小于Pcf，处于临界流状态，因此可用式4-1-2计算喷嘴面积

    KF采用0.975,Kb=1，C=326（查表4-1-2）。

    例题2  把例1中的迭加背压改为0.37MPa(表），其它数据与例1相同，选用普通型安全阀。

    因迭加背压等于0.37MPa(表），大于临界流动压力0.29MPa(表），91视频黄色网处于亚临界状态。

    容许积聚背压0.1×0.51=0.051MPa

    总背压P2=0.37+0.051=0.421MPa(表）=0.521MPa( 绝）

    P2/Pm=0.521/0.661=79%,从表4-1-4查得Kb=0.88

4.2  介质为水91视频WWW免费下载（压力小于10MPa）按4-2-1计算

    式中GV--水91视频WWW免费下载大泄放量，kg/h；

        AO--喷嘴面积，cm2；

        Pm--高泄放压力，MPa（绝）；

        Kφ--91视频WWW免费下载过热度校正系数，见表4-2-1；

        KF--由制造厂提供。

      表4-2-1    91视频WWW免费下载过热度校正系数

4.3  介质为液体  按液体介质设计的安全阀应取得能力检验证，并给定流量系数，其喷嘴面积可按式4-3-1计算

    式中AO--喷嘴面积，cm2；

        GL--液体泄放量，m3/h；

        rg--泄放温度下液体相对密度（相对于20℃水）；

        Pm，P2--高泄放压力，出口压力，MPa（表）；

        KF--流量系数，应由制造厂提供，需要进行估算时，取KF=0.65；

        Kb--背压校正系数，对于普通型安全阀，Kb=1，对于波纹管式安全阀，一般由制造厂给出Kb值，必要时，可从表4-3-1查得。

         表4-3-1    波纹管式安全阀Kb值

    Km--粘度校正系数   可从表4-3-2查得

            表4-3-2     粘度校正系数Km

    根据雷诺数Re选取Km值时,需要先按非粘性介质(Km=1)用式4-3-1确定喷嘴面积,再从有关制造厂的样本中选取接近或稍大的喷嘴面积的安全阀,按式4-3-2计算雷诺数

    式中m--流动温度下介质的粘度,MPa·S(其值与厘泊相等);

        A’o--初选的安全阀喷嘴面积,cm;

       其它符号见前。

    根据计算的雷诺数从表4-3-2查得Km值，再按式4-3-1计算校正后的喷嘴面积。如果校正后的喷嘴面积大于初选的喷嘴A’O，则需选用较大A’o的面积重新进行计算，直到基本一致为止。    

4.4  液体膨胀时喷嘴面积计算  可按式4-4-1计算：

    式中GL--液体膨胀的泄放量，m3/h；

        其它符号相同。

4.5  介质为气液两相流体   可按前述方法分别计算91视频黄色网和液体排放所需的喷嘴面积，再将两者相加即为安全阀喷嘴的总面积。与本文相关的论文有：安全阀定期检验办事指南