Приложение А (обязательное). Расчет пропускной способности клапана

Приложение А

(обязательное)

Расчет
пропускной способности клапана

А.1 Обозначения

В настоящем приложении приняты следующие обозначения:

     G - пропускная способность клапана, кг/ч;

     В - коэффициент,  учитывающий  физико-химические  свойства  водяного

      1

пара при рабочих параметрах перед клапаном;

     В - коэффициент,  учитывающий соотношения давлений перед клапаном  и

      2

за клапаном;

     B - коэффициент,  учитывающий  физико-химические  свойства  газов  и

      3

паров при рабочих параметрах;

     B - коэффициент сжимаемости реального газа;

      4

     F - площадь  сечения клапана, равная наименьшей  площади  сечения  в

проточной части седла, мм2;

     альфа - коэффициент  расхода,   соответствующий   площади  F,    для

          1

газообразных сред;

     альфа - коэффициент  расхода, соответствующий площади F, для  жидких

          2

сред;

     P - наибольшее   избыточное   давление   перед  клапаном (избыточное

      1

давление до клапана, равное давлению полного открытия), МПа (кгс/см2);

     P  - наибольшее избыточное давление за клапаном (избыточное давление

      2

за клапаном в положении его полного открытия), МПа (кгс/см2);

     ро - плотность   пара,   газа  или   жидкости  перед  клапаном   при

параметрах P  и Т , кг/м3;

            1    1

     R - газовая постоянная;

     Т  - температура рабочей среды перед клапаном при давлении P , К;

      1                                                          1

     k - показатель адиабаты;

     V - удельный объем пара перед клапаном при параметрах P и T , м3/кг;

      1                                                     1   1

     бета - отношение давлений;

     бета  - критическое отношение давлений.

         кр

А.2 Пропускную способность предохранительного клапана следует рассчитывать по формулам:

для водяного пара:

     G = 10B B альфа F (P + 0,1) - для давления в МПа,

            1 2     1    1

     G = B B альфа F(P + 1) - для давления в кгс/см2;

          1 2     1   1

для других паров и газов:

     G = 3,16 B альфа F кв.корень (P  + 0,1)ро - для давления в МПа,

               3     1              1

     G = B альфа F кв.корень (P + 1)ро - для давления в кгс/см2;

          3     1              1

для жидкостей:

     G = 5,03 альфа F кв.корень (P  - P )ро - для давления в МПа,

                   2              1    2

     G = 1,59 альфа F кв.корень (P  - P )ро - для давления в кгс/см2,

                   2              1    2

где ро - определяют по таблицам или диаграммам состояния; плотность реального газа также подсчитывают по формулам

                       6

           (P + 0,1) 10

             1                                         Дж

     ро = ---------------- - для давления в МПа [R в ------];

               B  RT                                 кг х К

                4   1

                     4

           (P + 1) 10

             1                                         кгс x м

     ро = -------------- - для давления в кгс/см2 [R в -------];

               B  RT                                    кг х °C

                4   1

     R - определяют по таблице А.1;

     B  - определяют по таблице А.2 (для идеального газа В = 1);

      4                                                   4

     B  - определяют  по  таблице А.3 для насыщенного водяного пара и  по

      1

таблице А.4 для перегретого водяного пара или подсчитывают по формулам:

                     1

                    ---

                2   k-1            k              1

    B = 0,503(-----)    кв.корень(---) --------------------- -

     1         k+1                k+1  кв.корень((P + 0,1)V

                                                   1       1

- для давления в МПа;

                    1

                   ---

               2   k-1            k              1

    B = 1,59(-----)    кв.корень(---) --------------------- -

     1        k+1                k+1  кв.корень((P + 1)V

                                                  1     1

- для давления в кгс/м2;

     В - определяют по таблице А.5 в зависимости от k и бета;

      2

     B = 1 при бета <= бета  ,

      2                    кр

                P + 0,1

                 2

    где бета = --------- - для давления в МПа,

                P + 0,1

                 1

            P + 1

             2

    бета = ------- - для давления в кгс/см2,

            P + 1

             1

     бета  - определяют по таблице А.1 или подсчитывают по формуле

         кр

                      k

                     ---

                 2   k-1

     бета   = (-----)   ;

         кр     k+2

     В  - выбирают по таблицам А.1 и А.6 или подсчитывают по формулам:

      3

     для давления в МПа:

                                 1

                                ---

                        k    2  k-1

    B = 1,59 кв.корень(---)(---)    при бета <= бета  ;

     3                 k+1  k+1                     кр

                                        2       k+1

                                       ---      ---

                      k                 k        k

  B = 1,59 кв.корень(---) кв.корень(бета  - бета    ) при бета >= бета  ;

   3                 k-1                                              кр

для давления в кгс/см2

                                          2       k+1

                                         ---      ---

                        k                 k        k

    B = 1,59 кв.корень(---) кв.корень(бета  - бета    ).

     3                 k-1

Таблица А.1

Наименование газа	k_k	B_3 при бета <= бета_кр	бета_кр	R
	при t = 0 °С и Р = 0,1 МПа (кгс/см2)			Дж/(кг х К)	кгс.м/(кг х °С)
Азот	1,40	0,770	0,528	298,0	30,25
Аммиак	1,32	0,757	0,543	490,0	49,80
Аргон	1,67	0,825	0,488	207,0	21,20
Ацетилен	1,23	0,745	0,559	320,0	32,50
Бутан	1,10	0,710	0,586	143,0	14,60
Водород	1,41	0,772	0,527	4120,0	420,00
Воздух	1,40	0,770	0,528	287,0	29,27
Гелий	1,66	0,820	0,483	2080,0	212,00
Дифтордихлорме- тан	1,14	0,720	0,576	68,6	7,00
Кислород	1,40	0,770	0,528	259,0	26,50
Метан	1,30	0,755	0,547	515,0	52,60
Хлористый метил	1,20	0,730	0,564	165,0	16,80
Окись углерода	1,40	0,770	0,528	298,0	30,25
Пропан	1,14	0,720	0,576	189,0	19,25
Сероводород	1,30	0,755	0,547	244,0	24,90
Сернистый ангидрид	1,40	0,770	0,528	130,0	13,23
Углекислый газ	1,31	0,755	0,545	189,0	19,25
Хлор	1,34	0,762	0,540	118,0	11,95
Этан	1,22	0,744	0,560	277,0	28,20
Этилен	1,24	0,750	0,557	296,0	30,23

Таблица А.2

Р_1 + 0,1, МПа (Р_1 + 1, кгс/см2)	Значение В_4 при Т_1, К (t_1, °С)
	273(0)	323(50)	373(100)	473(200)
для азота и воздуха
0	1,00	1,00	1,00	1,00
10,0(100,0)	0,98	1,02	1,04	1,05
20,0(200,0)	1,03	1,08	1,09	1,10
30,0(300,0)	1,13	1,16	1,17	1,18
40,0(400,0)	1,27	1,26	1,25	1,24
100,0(1000,0)	2,03	1,94	1,80	1,65
для водорода
0	1,00	1,00	1,00	1,00
100,0(1000,0)	1,71	1,60	1,52	1,43
для кислорода
0	1,00	1,00	1,00	1,00
10,0(100,0)	0,92	0,97	1,00	-
20,0(200,0)	0,91	-	1,02	1,06
30,0(300,0)	0,97	-	1,07	1,10
40,0(400,0)	1,07	-	1,12	1,14
50,0(500,0)	1,17	-	1,20	1,19
80,0(800,0)	1,53	-	1,44	1,37
100,0(1000,0)	1,77	-	1,59	-
для метана
0	1,00	1,00	1,00	1,00
10,0(100,0)	0,78	0,90	0,96	1,00
20,0(200,0)	0,73	0,88	0,95	1,01
30,0(300,0)	0,77	0,89	0,96	1,02
40,0(400,0)	0,90	0,96	1,01	1,08
50,0(500,0)	1,20	1,20	1,20	1,20
100,0(1000,0)	2,03	1,87	1,74	1,62
для окиси углерода
0	1,00	1,00	1,00	1,00
10,0(100,0)	0,97	1,01	1,03	1,05
20,0(200,0)	1,02	1,06	1,08	1,11
30,0(300,0)	1,12	1,16	1,17	1,18
40,0(400,0)	1,26	1,25	1,24	1,23
100,0(1000,0)	2,10	1,94	1,83	1,70
для двуокиси углерода
0	1,00	1,00	1,00	1,00
5,0(50,0)	0,10	0,60	0,80	0,93
10,0(100,0)	0,20	0,40	0,75	0,87
20,0(200,0)	0,39	0,43	0,60	0,87
30,0(300,0)	0,57	0,57	0,66	0,88
60,0(600,0)	1,07	1,02	1,01	1,07
100,0(1000,0)	1,70	1,54	1,48	1,41
для этилена
0	1,00	1,00	1,00	1,00
5,0(50,0)	0,20	0,74	0,87	0,96
7,0(70,0)	0,23	0,60	0,81	0,94
10,0(100,0)	0,32	0,47	0,73	0,92
15,0(150,0)	0,45	0,51	0,68	0,90
20,0(200,0)	0,58	0,60	0,70	0,89
30,0(300,0)	0,81	0,81	0,82	0,95
100,0(1000,0)	2,35	2,18	1,96	1,77

Таблица А.3

Значения коэффициента В_1 для насыщенного водяного пара при k=1,135

Р_1 + 0,1, МПа (Р_1 + 1, кгс/см2)	B_1	Р_1 + 0,1, МПа (Р_1 + 1, кгс/см2)	B_1
0,2(2,0)	0,530	11,0(110,0)	0,535
0,6(6,0)	0,515	12,0(120,0)	0,540
1,0(10,0)	0,510	13,0(130,0)	0,550
1,5(15,0)	0,505	14,0(140,0)	0,560
2,0(20,0)	0,500	15,0(150,0)	0,570
3,0(30,0)	0,500	16,0(160,0)	0,580
4,0(40,0)	0,505	17,0(170,0)	0,590
6,0(60,0)	0,510	18,0(180,0)	0,605
8,0(80,0)	0,520	19,0(190,0)	0,625
10,0(100,0)	0,530	20,0(200,0)	0,645

Таблица А.4

Значен