减压阀选型计算-亚临界气体流量应用

样品问题陈述

为下列应用场合设计一个压力减压阀。

受保护设备:分离容器
救援服务:燃气燃料
解除原因:气体排放受阻
缓解速度:10000公斤/小时
气体密度:4.1 kg/m^3.
气体的比热比(C_P/ C_V): 1.55
气体压缩系数= 0.95
气体的分子量= 20克/摩尔
缓解温度= 20⁰C
设置压力:4.5巴
积累:10%
安全阀排放的背压:2.1巴
安全阀类型:平衡波纹管

解决方案

安全阀通径计算的示例问题可以在以下步骤中解决，这些步骤基于API RP 520第1部分中描述的安全阀通径程序。第一步是确定气体流量类型是临界还是亚临界。

Step1

第一步是确定流动条件是临界还是次临界。为此目的，临界流量压力(P_cf)下游到安全阀的计算必须使用API RP 520第1部分的下列公式，

P₁:将压力释放到巴拉安全阀的上游
P₁= 5.96巴拉(含10%累积)

k:气体比热率。(C_P/ C_V）
k = 1.55

P_cf:巴拉给定流动条件下的临界流动压力
P_cf= 3.0巴拉

如果安全阀的下游压力或背压(3.113 bara)大于临界流量压力(3.0 bara)，则称为亚临界流量。在本例中，背压(3.113 bara) > P_cf(3.0巴拉)。因此，流动是次临界型的。

步骤2

下一步是采用API 520第I部分中给出的安全阀通径程序，用于亚临界流量型气体安全阀。用了下面的方程，

．.．(1）

答:孔板的要求单位是毫米²

W:流量单位为公斤/小时
W = 10,000公斤/小时

T:开氏温度
T = 273.16 + 20 = 293.26 k

Z:气体的压缩系数
Z = 0.95

M:气体的分子量
M = 20克/摩尔

P₁:将压力释放到巴拉安全阀的上游
P₁= 5.96巴拉(含10%累积)

P₂:在巴拉安全阀下游的反压力
P₂= 3.11巴拉

K_d:流量系数
K_d= 0.975燃气服务

K_C:使用破裂盘的组合校正系数
K_C= 1(如果阀门上游没有破裂盘)

F₂:亚临界流量系数

k:气体比热率。(C_P/ C_V）
k = 1.55

R:背压与泄压之比
r = P₂/ P₁= 0.58

因此,F₂= 0.5985

将此数据代入式(1)，计算出安全阀所需的最小孔板面积为，
A = 34.07 cm²

步骤3

应该为实际安装的减压阀选择下一个更高的可用孔口面积。他指的是EnggCyclopedia公司的安全阀通径计算器中给出的标准孔口尺寸表ld乐动体育app，下一个高可用孔口面积选定为A = 41.20 cm²对应的字母是“P”。可选用的阀门通径为‘4P6’，对应减压阀吸、排喷嘴的不同通径。对于'4P6'阀，吸入喷嘴的尺寸为4"，排出喷嘴的尺寸为6"。