实验三-安全阀泄放性能测定实验

实验三安全阀泄放性能测定实验一、实验目的1．测定安全阀在运行条件下的排放压力，绘制安全阀开启前后的压力变化曲线；2．测定安全阀在基准进口温度下的排量qr。二、实验内容测量安全阀排放的排放压力，并测量安全阀排放时的基点压力（安全阀进口压力）PB、基点温度（安全阀进口温度）TB、流量计进口静压力Pm、孔板流量计进口流体温度Tm、孔板流量计差压力hw，计算安全阀在基准进口温度下的排量qr，三、实验装置安全阀泄放性能测定实验装置如图8-1所示。图8-1安全阀泄放性能测定实验装置1—FG-50型空气压缩机，2—储气罐，3—调节阀门，4—温度变送器（流量计进口流体温度Tm），5—压力表，6—压力变送器（流量计进口静压力Pm），7—差压变送器（流量计差压力hw），8—孔板流量计，9．安全阀，10．温度变送器（基点温度TB），11．压力变送器（基点压力PB），12．安全阀试件额定排放压力Pf=0.5[MPa]，13．试验容器φ300mm，14.容器下阀门。四、实验原理1.安全阀工作原理：当压力容器处于紧急或异常状况时，为防止其内部介质压力升高到超过预定最高压力时，安全阀可自动排出一定数量的流体，使压力容器内的压力降低。安全阀由阀座、阀瓣、调节弹簧等部件构成如图8-2所示。14当压力容器内部的压力高于安全阀的整定压力时，由于介质压力作用在阀瓣上的力大于弹簧对阀瓣的作用力，致使阀瓣产生位移。介质从阀座与阀瓣间的缝隙中排出。当压力容器内部的压力低于安全阀的整定压力时，由于介质压力作用在阀瓣上的力小于弹簧对阀瓣的作用力，致使阀瓣复位，安全阀关闭。2．安全阀排放压力的测量：安全阀的排放压力是安全阀整定压力与超过压力之和。即当安全阀排放时，安全阀的进口压力。在实验时通过测量基点压力PB（绝压）得到。3.在基准温度（t=20℃）下，安全阀排量qr[m3/min]的计算：⑴孔板流量计参数：孔板接管内径D=41[mm]；孔板孔口直径d=10.32[mm]；图8-2安全阀结构图β=d/D=0.2517⑵试用流量Wt[kg/h]：mwthYKdW020125.0（8-1）式中：d—孔板孔口直径[mm]K0—试用流量系数，查表1（取Rd=2×104）Y—空气膨胀系数，查表2，表中P2/P1为孔板前后压力之比：P1—孔板前压力，取流量计进口静压力Pm的实测值；P2—孔板后压力，whPP12hw—流量计差压力实测值[mm水柱]，（1KPa=100mm水柱）ρm—流量计进口处流体密度[Kg/m3]，取ρm=1.205⑶孔板喉部雷诺数Rd：dWRtd354.0（8-2）式中：Wt—试用流量，用公式（2-1）计算值d—孔板孔口直径，d=10.32[mm]μ—空气黏度，μ=18.1×10-3[Pa·s]⑷测量排量Wh[kg/h]：0KKWWth（8-3）式中：Wt—试用流量K—流量系数，利用公式（2-2）计算的Rd值查表1K0—试用流量系数⑸在基点状况下的空气密度ρB：101325.0/BSBP（8-4）式中：ρs—在标准大气压下和基点温度下干燥空气密度[Kg/m3]，查表8-3PB—基点压力（绝压）实测值[MPa]⑹在基点状况下流量计处的容积流量qb[m3/min]：BhbWq60式中：Wh—测量排量[kg/h]ρB—在基点状况下的空气密度[Kg/m3]，按公式（8-4）计算⑺安全阀进口温度校正系数CrVTTC/（8-5）式中：TV—安全阀进口绝对温度（基点温度）实测值[K]Tr—安全阀进口基准绝对温度[K],Tr=293[K]⑻在基准进口温度下被测安全阀的排量qr[m3/min]：Cqqbr（8-6）式中：C—安全阀进口温度校正系数，按公式（2-5）计算表8-1角接取压标准孔板的流量系数K0Rd5×1031042×1043×1045×104105106107β4K00.0040.60450.60220.60070.60010.59950.59970.59860.5986表8-2角接取压标准孔板的流束膨胀系数YP2/P11.00.980.960.940.920.900.850.800.75β4x=1.4（空气的等熵指数）0.001.00000.99300.98660.98030.97420.96810.95310.93810.92320.101.00000.99240.98540.97870.97200.96540.94910.93280.9166表8-3在标准大气压下空气密度[Kg/m3]温度℃010203040506070密度kg/m31.2931.2471.2051.1651.1281.0931.0601.029五、实验步骤1.打开计算机，点击“安全阀泄放实验”图标，进入“安全阀泄放性能测定实验”程序画面；2.点击实验画面上的“实验”按钮，输入班级和实验组次，点击“确定”按钮后程序进入“测试画面”；3.打开“压力调节阀门”，启动压缩机，当流量计进口静压力Pm达到0.3MPa后，点击测试画面上的“清空数据库”按钮，清空数据库数据，再点击“记录”按钮，进入“实时曲线”画面，等待安全阀进行泄放；4.当被测安全阀泄放后，“测试画面”上出现基点压力PB曲线和流量计差压力hw曲线，点击“显示数据”按钮，画面右下方出现安全阀开启时的实验数据；5.关闭压缩机；6.点击“导出数据”按钮，将实验数据存入*.txt文件；7.点击“打印”按钮，打印实验数据和实验曲线；8.点击“退出”按钮，结束实验。六、数据记录和整理实验数据包括：①基点压力（安全阀进口压力）PB=0.502MPa②基点温度（安全阀进口温度）TB=17.5℃③流量计进口静压力Pm=0.572MPa④流量计进口流体温度Tm=26.2℃⑤流量计差压力hw=19.02kPa依据以上数据分别计算：①试用流量Wt[kg/h]=37.741kg/h；②孔板喉部雷诺数Rd=7.15×104③测量排量Wh[kg/h]=37.671kg/h④在基点状况下的空气密度ρB=6.6Kg/m3⑤在基点状况下流量计处的容积流量qb[m3/min]=0.0951m3/min⑥安全阀进口温度校正系数C=1.011⑦在基准进口温度下被测安全阀的排量qr[m3/min]=0.0961m3/min七、实验报告要求1．简述实验目的、实验原理及实验装置；2．整理实验数据并计算在基准进口温度下被测安全阀的排量；3．利用所学理论解释与安全阀泄放量有关因素；4．存在问题讨论。