安全閥臨界壓力比

2010年04月29日 16:08:25人氣：10644來源：溫州正泉閥門有限公司

正確計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。GB 150-89《鋼制壓力容器》中，根據安全閥流動狀態不同，提出了2種排量計算公式,為此，判斷安全閥是處于臨界流動狀態還是亞臨界流動狀態,是正確選用排量計算公式的前提。目前對安全閥臨界壓力比數值存在2種觀點：①各國規范中均認為安全閥臨界壓力比與噴管臨界壓力比相同,其數值為0.528［1,2］。②很多專家和研究人員認為，安全閥臨界壓力比小于噴管臨界壓力比，其數值約0.2～0.3［3］。

臨界壓力比rcr是指在zui小流道截面處，氣流流速達到當地音速時的出進口壓力之比。噴管的臨界壓力比在理論上*可以由公式計算確定。當噴管出進口壓力比低于或等于噴管臨界壓力比時，由于出口截面上已是音速流，出進口壓力比的擾動不能超過音速面，所以擾動不能影響噴管內的流動。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，相對排量也維持不變，即W/Wmax=1，此時，噴管處于臨界或超臨界流動狀態［4］。除了噴管以外，其它結構的臨界壓力比往往需要由試驗確定，而以試驗確定的臨界壓力比稱第二臨界壓力比，以資區別。

由于安全閥結構的復雜性，很難測定安全閥zui小流道截面積處氣流流速，從而無法根據zui小流道截流面積處是否達到音速而準確確定。目前，判斷安全閥是否達到臨界流動狀態的方法是測定安全閥的排量系數，認為只要排量系數不隨壓力比變化，安全閥就達到臨界流動狀態［3］。實測結果是安全閥排量總是隨壓力比的變化而變化，只不過當安全閥壓力比低于0.2～0.3時，安全閥排量隨壓力比的變化較小，而人們認為這種較小的變化是由于測量誤差引起的，從而判斷全啟式約為0.2～0.3。這一試驗測定的方法，其理論依據是在臨界和超臨界流動狀態，壓力比擾動不能超過音速面，而使噴管相對排量維持不變，即W/Wmax=1。然而，在臨界或超臨界流動狀態，則噴管出口截面的流動已是音速流而使相對排量W/Wmax維持不變，反之，若相對排量維持不變，就判斷出口截面的流動已是音速流，安全閥處于臨界流動狀態則缺乏理論依據和試驗證明。

由于安全閥的種類繁多，選擇一個滿足于給定應用下特定要求的安全閥幾乎沒有什么困難。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，同時也要確定合適的口徑和設定壓力。選擇合適的安全閥受下面幾個因素的影響：成本 - 當選擇應用于非關鍵性場合的安全閥時，這是一個zui顯而易見的考慮因素。進行價格比較時，必須同時考慮安全閥排量和口徑。正如前一章節說述，即使相同的安全閥進口連接口徑，但不同的行程特性，排量之間也會有很大的差別。排放系統的類型 - 如果安全閥排放至大氣中，而不是連接到排放系統內，開式閥帽的安全閥可用于蒸汽、空氣和無毒性氣體系統。在這些應用中，通常需要微升桿。對于不允許泄放到大氣中去的氣體或液體應用，必須采用閉式閥帽。在這樣的應用中，必須使用封閉/氣密端蓋或填料密封微升桿。對于存在明顯附加背壓力的系統（通常在制程行業中排放至集管的情況），需要平衡波紋管或活塞式安全閥。安全閥的結構型式 - 半噴嘴形安全閥適合于壓力適中的無毒、無腐蝕性介質，而全噴嘴形安全閥主要用于腐蝕性介質或系統壓力非常高的工藝制程行業。對于腐蝕性流體或高溫的應用，還需要一些特殊的材質。動作特性 - 根據不同的應用，安全閥的性能要求也有所不同，因此必須相應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壓力，一般只有3%或5%。而對于絕大多數其它的應用， 10%的超過壓力就可以了。根據API 520標準，對于諸如著火保護等特殊應用，大口徑的安全閥也允許20%的超過壓力。液體系統安全閥的超過壓力普遍為10%或25%，啟閉壓差zui大為20%。認證 - 對于許多安全閥的應用，zui終用戶都要規定安全閥的結構型式和性能所遵循的規范和標準。通常這需要獨立第三方機構的認證，以確保滿足對應標準的要求。

關鍵詞：安全閥蒸汽鍋爐

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