Тема 7. Расчёт предохранительного клапана

Задача № 35

Рассчитать предохранительный клапан сосуда, работающего под избыточным давлением пара Р = 8 (8 · 10⁵ Па) с температурой t = 280⁰C и максимальным массовым расходом пара в сосуде G_m = 12 т/ч.

Расчёт сводится к определению диаметра минимального проходного сечения в седле клапана d_с и высоты подъёма клапана h с целью обеспечения расхода рабочей среды (пара, газа, жидкости) в количестве достаточном для создания давления в сосуде в аварийном режиме не превышающем рабочее давление более чем на 0,5 (0,05 МПа) для сосудов с давлением до 3 (0,3 МПа); на 15% для сосудов с давлением 3÷60 (0,3÷6 МПа) и на 10% - для сосудов с давлением выше 60 (6 МПа).

Решение:

Пропускная способность предохранительного клапана определяется по формуле

[22, с.395]

, (1)

где B₁ = 0,4 – коэффициент, учитывающий свойство перегретого пара [22, с.395]

B₂ = 0,7 - коэффициент, учитывающий перепад давления в клапане

- коэффициент расхода для пара и газа

- площадь в минимальном проходном сечении седла клапана, м₂

Р - избыточное давление пара в сосуде,

- плотность пара при P = 0,8 МПа и t = 280⁰C [11, с. 250].

Выразим площадь сечения из формулы (1).

, м² (2)

Здесь , - объёмный расход пара в сосуде

Подставим известные величины в формулу (2)

м₂ или мм²

Определим диаметр седла клапана из формулы:

мм

Найдём высоту подъёма клапана h из соотношения, принимаемого в расчётах

h = 0,05 · d_c, мм

h = 0,05 · 120,4 = 6 мм

Принимаем к установке на сосуде стандартный предохранительный клапан

875 – 125 -0 с условным диаметром d_y = 125 мм [13, с. 155]. Увеличение диаметра на приведёт к снижению давления в сосуде в случае его повышения в аварийном режиме.

Литература: [22, с 395; 11, с 250; 13. с 155]