關(guān)于安全閥的流量系數(shù)與排量系數(shù)

1、關(guān)于安全閥的流 量系數(shù)與排量系數(shù) Ni c o l aM i r i z z i(伊 )主量 詞 t安壘 閥 流量 系數(shù) 排故 系數(shù) 內(nèi)窖攫翼 本文通過(guò)薄壁節(jié)瀧孔假設(shè)，應(yīng)用有關(guān)熱力學(xué)知識(shí)從理論上推導(dǎo)蜜壘桶流量公式的 各種 形式 j定 性地 討論 流量 系數(shù) 與排 量 系數(shù)的 變化趨 勢(shì) }并 培 出選 兩個(gè) 系數(shù) 的定 義 。然后介 紹 它們 的實(shí)驗(yàn) 求甚 ，得 出了液 體用 安壘 桶流 通面 積的 新 計(jì)算公式 廈可 壓縮 性 流體用

2、 安壘 悶流 量 系數(shù)的 變化趨 勢(shì)。一— 一 —一一、 日 J J哥 本 研究系假定 閥中的 熱力學(xué)過(guò)程是按 與 薄璧節(jié) 流孔類(lèi)似的特性進(jìn)行。因?yàn)榱髁?系數(shù) 與排 量系數(shù)能對(duì)理 論流 量 與實(shí)際流量之差進(jìn)行修正，故頗有用處。二、理論 與實(shí) 際流通 面積 在計(jì)算通過(guò)節(jié)流孔的流體時(shí)，考慮實(shí)際 值不如考慮節(jié)流孔的幾何形狀。=者之差 ，是節(jié)流孔形狀 、流體種類(lèi)及速度的函數(shù)。假 設(shè)實(shí)際薄壁節(jié)流孔 的幾何截面 為A，實(shí)際流束截面 為 A(圖1

3、) ，則流量系數(shù) 為節(jié)流孔上 下游側(cè)之 間的 壓 差 、流 體 速 度、密 度及性質(zhì)的 函數(shù) 。圖1 節(jié)流孔 的 初 次 近 似 可 得 下 式 。t l：f(， “， Y， k )如果考慮用薄壁節(jié)流孔來(lái)代替安壘閥，則其噴咀的截面為A( 見(jiàn)圖2) 。還必須 考 慮前述流量系數(shù) 流道及動(dòng)態(tài)條件。在臨界狀態(tài) ( 氣體 )，音速流部份 比下 游 側(cè)的 接管 與流道重要得 多。如果 離開(kāi) 臨界 狀態(tài)而 接近常壓恢 復(fù)條件時(shí) ，則縮流下 游側(cè) 的

4、阻 力影 響顯 著，從而噴咀、閥瓣、 閥桿或 閥體處 的流道，對(duì)壓降的影響大大增加 。于是 有必要 求出臨界 狀態(tài)下的系數(shù) ( 即 流量系數(shù)，f l o wc o e f f i c i e n t ) 口 及非 臨 界 狀態(tài)下的系數(shù) < 即排 量 系 數(shù)，d i s e t h a r g ec o e f f i c i e n t) B 。安全閥用于氣體時(shí)，通常在臨界狀態(tài)下 工 作，而用于液體 時(shí)通 常在非 臨界狀態(tài)下 工

5、作 ，故用a 表 示時(shí)通常是對(duì)氣體而言 的，而 用B 表示時(shí)通常是對(duì)液體 而言的。對(duì)于遠(yuǎn) 離 臨界狀態(tài) 的常規(guī) 狀態(tài)的氣體，也不排除 用口表 示 。替 ，以減少改造 費(fèi)用 。建議在壁溫 及接觸面 小于4 5 0 “ C 處用作保溫的地方 ， 采用泡沫石棉 板來(lái)代替硅棉制品，可以較大幅 度降低改造 費(fèi)用 。 因?yàn)榕菽?制品及泡棉 復(fù)合制 品，已廣泛使用于 大型 鍋爐爐 墻l 0 余年。我想用 在鍋爐爐頂上 ，只要在工藝上略加改進(jìn)，做

6、到量材使用，將 目前大量使用硅棉改 為少量 使用 ，這種 工藝是 行之 有效 的，且成本也能 大大地降 低。 ( 硅棉 每立 方米價(jià)格 約為泡 棉 的一 倍 )維普資訊 http://www.cqvip.com 另 外 ， 將 (3)代 八 ( 2 ) ， 々 =．割w ：． ． ． ? ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ? ． ． ． ． ． ． ( 4 )根據(jù)熱 力學(xué) ，有 = △H -cp(T)=KR (T ～

7、T )? ? ? ． ． ． ? ? ( 5)從 而 有 c川 =() =二 T V z ? ． ． ． ? ． ． ． ? ? ? ． ． ．(5)2a 2式 中， △H為P。： ，T狀 態(tài) 與P，，T 狀態(tài)的焓 差。c p 為定壓 比熱容，K 為 比 熱 比，R 為氣體常數(shù)‘ ， a =v ~ K ? g R T為絕對(duì)溫度 T 時(shí)的音速。 比值Q=為 馬 赫 數(shù) ，由 式 (5)得 ：T= T ( 1 +! Q) ． ???

8、?． ． ( 6)由于流 動(dòng)為絕 熱的 ，有 K 警： (j 兩 ???? ¨所以 P： P(1 +÷ Q)一 ． ． ． ?( 7 )式 ( 6) 及式 ( 7) 即分別 將 變 量P廈 T表示為P ，T 和 馬赫 數(shù)的 函數(shù) 。將 單位質(zhì)量的理 想氣 體公式 與式 t4 ) 臺(tái) 并 ， 有 P u備RT( M 為 分 子 量)及W穹= 是 ( 罟) ()原 文為 氣體 的萬(wàn) 能常數(shù) —— 譯 者。·

9、;·原 文為 P v = -R T， 由于前 文 中將 R 定義 為 體的 萬(wàn)能 常數(shù) ， 顯然該 式 正確 。 餌 因譯 者 己將R 定 正為 氣 體常數(shù) ， 故從 該式 起將 氣 體的 萬(wàn)能 常數(shù) ，即 通 用 氣體 常數(shù) ， 用 R表示 ，R=MR。 —— 譯 者 。3 O根據(jù) 式 ( 6) 、 ( 7) ，有 一 W： n p姐 ／ATlQ ( 1 +Q t ) 鬻 ” ? ? ? ? ’ ” ? ? ? ? ?

10、 ? ? ? ? ’ ( 8 )式 ( 8) 便將單位面積的流量表示 為 熱 力學(xué)狀態(tài)參數(shù)P、T及馬赫 數(shù)的 函數(shù) 。為 了使該結(jié)果成為更一般的表達(dá)式 ，則 有 必 要 對(duì) 該 函 數(shù) 進(jìn) 行 剖 析 一—： 一 √一由 于 狀 態(tài) 參 數(shù)p， u， T及 流 出面 積 A一 定， 故要 得出最大 流量 條件，只 需 令 式 ( 9) 關(guān)于 Q 的一階導(dǎo)數(shù) 為O 即可。 由于 蠱(AP／“ d I jq．盯 v ／ i? 2 一