安全阀

一、安全阀额定排量的计算

1.介质为气体，阀出口的绝对压力与进口的绝对压力之比小于σ或等于临界压力比aσ(表5一3一39)

表5一3一39 介质为气体时安全阀额定排量计算式

表5一3一40 安全阀额定排量系数

表5-3-41 气体特性系数c与K值的对应关系

图5-3-31 压缩系数Z与对比压力Pr和对比温度Tr的关系

注:Pc一介质临界点绝对压力(MPa) ;Tc一介质临界点绝对温度(K)。

3.介质为液体(表5一3一48）

表5一3 －48 介质为液体时安全阀的额定排量计算式

表5一3一49 介质的密度(g/cm3 )

二、安全阀流道直径与公称通径的确定

若额定排量等于被保护设备的安全泄放量，即可计算出安全阀必须的流道面积A。则安全阀的流道直径d0计算式见表5一3一50。然后可按表5一196选取稍大而又接近计算值的流道直径标准值;根据实际需要，也可选用非标准的d0值。

表5一3一50 安全阀流道直径d0的计算式

流道直径d0确定后，即可按表5一3一51或者按ANSI 8146 .1-1992, I'OCT12532一1979等标准中规定的对应关系确定安全阀的公称通径口、。

表5一3一51 安全阀公称通径DN与流道直径do

三、安全阀密封计算

1.当被保护设备处于正常运行压力(相当于安全阀的密封压力)P时，安全阀密封面上的比压力大于或等于必需密封比压(图5一3一32、表5一3一52)。

图5一3- 52 平而密封安全阀在关闭状态下作用力示图

Q一弹簧力 p介质压力Dm一密封而平均直径 b一密封而宽度

表5一3一52 正常运行时安全阀密封而上的比压力

2.当安全阀进口无介质压力时，密封面上的比压应小于或等于许用比压，其计算式见表5-3一53

表5一3-53 进口无介质力时安全阀密封而上的比压力

四、弹簧式安全阀动作特性计算及弹簧刚度的确定

弹簧式安全阀的动性特性，即排放压力、开启高度、回座压力等性能，取决于阀门开启和关闭(回座)过程中流体对阀瓣作用升力与弹簧载荷力的共同作用结果。上述两力在阀门动作过程中都是变化的。

阀瓣升力的变化情况可用升力系数。来表述ρ升力系数。是阀瓣升力Qs与介质静压力作用在等于流道面积的阀瓣面积上产生的作用力的比值，即:

式中P一升力系数;

ＱS一阀瓣升力，即流体作用在阀瓣上总的向上合力(N）

P一阀进口介质静压力(MPa

do一流道直径(mm ) 。

升力系数P取决于阀门结构以及影响介质流动的各零件的形状和尺寸，并且随开启高度·

调节圈位置和介质的不同而变化，通常只能借助试验来确定。图5一3一33为安全阀阀瓣升力系

数曲线的一些例子。

图5一3一53  A42Y一16C型全启式安全阀升力系数

弹簧载荷力的变化决定于弹簧刚度。为了获得要求的动作性能，应根据升力系数来确定弹

簧刚度。其主要方法有下列两种。

1)计算法为达到规定的开户高度h，在开高h下的阀瓣升力应大于或等于此时的弹簧力。

据此确定弹簧刚度的最大值为:

式中λ—弹簧计算刚度(N/mm);

h—阀门开启高度(mm);

do—流道直径(mm);

Dm—关闭件密封面平均直径(mm);

Pdr—额定排放压力(MPa ) ;

PS—整定压力(MPa ) ;

Ph—开启高度为h时的阀瓣升力系数。

计算法的缺点是没有考虑开启的全过程，仅仅考虑了达到规定升高，而且没有考虑回座过程。

2)图解法为保证安全阀在压力不高于额定排放压力时达到规定开启高度，并在压力不低于规定回座压力时回座，在开启高度为零到规定升高范围内的弹簧力曲线位于额定排放压力和回座压力下的阀瓣升力曲线之间。

图5-3-34是用作图法确定弹簧刚度的示例。图中曲线工是阀进口整定压力为P、时的升力曲线(将如图5-3-33所示的升力系数。的曲线图的纵纵标乘以专fops，就得到曲线工)，即:

曲线Ⅱ是阀进口压力额定排放压力Pdr时的升力曲线(将口Si按比例Pm}P、放大)，即

曲线Ⅲ是阀进口压力回座压力Pr时的升力曲线按比例PaPS缩小，即