安全閥臨界壓力比

2010年04月29日 16:08:25人氣：10614來(lái)源：溫州正泉閥門(mén)有限公司

正確計(jì)算安全閥排量是合理選用安全閥，并判斷其可靠性的重要依據(jù)。GB 150-89《鋼制壓力容器》中，根據(jù)安全閥流動(dòng)狀態(tài)不同，提出了2種排量計(jì)算公式,為此，判斷安全閥是處于臨界流動(dòng)狀態(tài)還是亞臨界流動(dòng)狀態(tài),是正確選用排量計(jì)算公式的前提。目前對(duì)安全閥臨界壓力比數(shù)值存在2種觀點(diǎn)：①各國(guó)規(guī)范中均認(rèn)為安全閥臨界壓力比與噴管臨界壓力比相同,其數(shù)值為0.528［1,2］。②很多專家和研究人員認(rèn)為，安全閥臨界壓力比小于噴管臨界壓力比，其數(shù)值約0.2～0.3［3］。

臨界壓力比rcr是指在zui小流道截面處，氣流流速達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí)的出進(jìn)口壓力之比。噴管的臨界壓力比在理論上*可以由公式計(jì)算確定。當(dāng)噴管出進(jìn)口壓力比低于或等于噴管臨界壓力比時(shí)，由于出口截面上已是音速流，出進(jìn)口壓力比的擾動(dòng)不能超過(guò)音速面，所以擾動(dòng)不能影響噴管內(nèi)的流動(dòng)。出口截面上的氣流壓力維持p2/p1= rcr不變，出口截面上氣流仍是音速流，相對(duì)排量也維持不變，即W/Wmax=1，此時(shí)，噴管處于臨界或超臨界流動(dòng)狀態(tài)［4］。除了噴管以外，其它結(jié)構(gòu)的臨界壓力比往往需要由試驗(yàn)確定，而以試驗(yàn)確定的臨界壓力比稱第二臨界壓力比，以資區(qū)別。

由于安全閥結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，很難測(cè)定安全閥zui小流道截面積處氣流流速，從而無(wú)法根據(jù)zui小流道截流面積處是否達(dá)到音速而準(zhǔn)確確定。目前，判斷安全閥是否達(dá)到臨界流動(dòng)狀態(tài)的方法是測(cè)定安全閥的排量系數(shù)，認(rèn)為只要排量系數(shù)不隨壓力比變化，安全閥就達(dá)到臨界流動(dòng)狀態(tài)［3］。實(shí)測(cè)結(jié)果是安全閥排量總是隨壓力比的變化而變化，只不過(guò)當(dāng)安全閥壓力比低于0.2～0.3時(shí)，安全閥排量隨壓力比的變化較小，而人們認(rèn)為這種較小的變化是由于測(cè)量誤差引起的，從而判斷全啟式約為0.2～0.3。這一試驗(yàn)測(cè)定的方法，其理論依據(jù)是在臨界和超臨界流動(dòng)狀態(tài)，壓力比擾動(dòng)不能超過(guò)音速面，而使噴管相對(duì)排量維持不變，即W/Wmax=1。然而，在臨界或超臨界流動(dòng)狀態(tài)，則噴管出口截面的流動(dòng)已是音速流而使相對(duì)排量W/Wmax維持不變，反之，若相對(duì)排量維持不變，就判斷出口截面的流動(dòng)已是音速流，安全閥處于臨界流動(dòng)狀態(tài)則缺乏理論依據(jù)和試驗(yàn)證明。

由于安全閥的種類繁多，選擇一個(gè)滿足于給定應(yīng)用下特定要求的安全閥幾乎沒(méi)有什么困難。一旦選擇了合適的安全閥，必須確定安全閥正確的排放壓力和排量，同時(shí)也要確定合適的口徑和設(shè)定壓力。選擇合適的安全閥受下面幾個(gè)因素的影響：成本 - 當(dāng)選擇應(yīng)用于非關(guān)鍵性場(chǎng)合的安全閥時(shí)，這是一個(gè)zui顯而易見(jiàn)的考慮因素。進(jìn)行價(jià)格比較時(shí)，必須同時(shí)考慮安全閥排量和口徑。正如前一章節(jié)說(shuō)述，即使相同的安全閥進(jìn)口連接口徑，但不同的行程特性，排量之間也會(huì)有很大的差別。排放系統(tǒng)的類型 - 如果安全閥排放至大氣中，而不是連接到排放系統(tǒng)內(nèi)，開(kāi)式閥帽的安全閥可用于蒸汽、空氣和無(wú)毒性氣體系統(tǒng)。在這些應(yīng)用中，通常需要微升桿。對(duì)于不允許泄放到大氣中去的氣體或液體應(yīng)用，必須采用閉式閥帽。在這樣的應(yīng)用中，必須使用封閉/氣密端蓋或填料密封微升桿。對(duì)于存在明顯附加背壓力的系統(tǒng)（通常在制程行業(yè)中排放至集管的情況），需要平衡波紋管或活塞式安全閥。安全閥的結(jié)構(gòu)型式 - 半噴嘴形安全閥適合于壓力適中的無(wú)毒、無(wú)腐蝕性介質(zhì)，而全噴嘴形安全閥主要用于腐蝕性介質(zhì)或系統(tǒng)壓力非常高的工藝制程行業(yè)。對(duì)于腐蝕性流體或高溫的應(yīng)用，還需要一些特殊的材質(zhì)。動(dòng)作特性 - 根據(jù)不同的應(yīng)用，安全閥的性能要求也有所不同，因此必須相應(yīng)地選擇不同的安全閥。蒸汽鍋爐用安全閥，通常要求較小的超過(guò)壓力，一般只有3%或5%。而對(duì)于絕大多數(shù)其它的應(yīng)用， 10%的超過(guò)壓力就可以了。根據(jù)API 520標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于諸如著火保護(hù)等特殊應(yīng)用，大口徑的安全閥也允許20%的超過(guò)壓力。液體系統(tǒng)安全閥的超過(guò)壓力普遍為10%或25%，啟閉壓差zui大為20%。認(rèn)證 - 對(duì)于許多安全閥的應(yīng)用，zui終用戶都要規(guī)定安全閥的結(jié)構(gòu)型式和性能所遵循的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。通常這需要獨(dú)立第三方機(jī)構(gòu)的認(rèn)證，以確保滿足對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

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