Главная  Промышленность 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 [ 145 ] 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162

Мы получили выражение для определения давления р в линии при полностью открытом клапане.

Проанализировав это выражение, мы видим, что давление р равно давлению открытия ро плюс некоторое дополнительное давление Ар:

р = 4- -Ар.

у 7 7

причем

Ар UV cos а и?

yf g 2g 2g

где первый член правой части - приращение напора благодаря сжатию пружины при подъеме клапана; третий член-сопротивление подводящей части клапана; второй и четвертый члены обусловлены изменением количества движения потока.

Угол отклонения потока а является величиной переменной и зависит от подъема клапана, причем а убывает с подъемом. Точную зависимость угла а от подъема определить очень сложно, поэтому ограничимся здесь только приближенной оценкой.

Примем, что на расчетном подъеме х ~ -, а ~ 70°, и -- и,

cos « ~ 0,3. Следовательно,

uvcos а 12« • Зи • 0,3

= 1.

поэтому

g 2g 2g

yf 2g 2g 2g

Ap Cx

7 Vf 2g 2g

Коэффициент сопротивления t, зависит от формы подвода является функцией числа Рейнольдса потока:

где Re =

t = /(Re),

d - диаметр подвода;

V - кинематическая вязкость жидкости.

Однако, как показывают эксперименты, при Re 10 000 наступает зона турбулентной автомодельности потока, где = = const, т. е. не зависит от числа Рейнольдса.

Для конструкции подвода клапана, показанного на рис. 272 (конический сходящийся насадок с углом 20°, переходящий в



цилиндрический насадок), можно принять для чисел Re > > 10 ООО = 0,2, следовательно,

= L +(0,8 + 0,20)-

- = +1,00 f-, 7 7/ 2g

7 7 2g •

Теперь можно выбрать скорость в подводе в зависимости от начального давления открытия клапана. Так как

Р Ро

7 7 7

ТО вопрос заключается в том, какой величины можно допустить Ар сверх Ро. Это зависит от технических условий на проектирование.

Положим

Ар = kp„

Рпруж = k-iPQ,

тогда, подставив эти выражения в формулу (184), получим

kPo = kPo + y,

откуда

Приняв k = 0,08 и 1 = 0,05, получим после вычислений (Y = 900 кГ/м)

и = 2,5 У>о,

где Ро - давление открытия клапана в ат.

Таким образом, мы получили зависимость скорости и от давления открытия клапана при условии, что превышение давления клапаном при перепуске полного расхода над давлением его открытия Ар = 0,08 Доопределим теперь подъем клапана и требуемую жесткость пружины.

Так как мы положили (исходя из требований заданной характеристики)

Сх ,

- = k,Po,



то отсюда жесткость пружины

где X -подъем клапана, который по уравнению расхода равен для плоского клапана

Q

и для конического клапана

где 0 -половина угла при вершине конуса (см. рис. 272);

р - коэффициент расхода, который является функцией числа Re.

Для плоского клапана с узкой опорной поверхностью можно полагать р величиной постоянной (имея в виду преимущественно турбулентный режим течения) и равной 0,62.

Для шарикового и конического клапана рекомендуют [2] почти на всем диапазоне чисел Re (для Re > 3)

0,73

-1,78

Выбор ширины опорной поверхности в клапане производится исходя из допустимого давления на нее. Рекомендуемое допустимое давление для стали а = 1500 кГ/см и для бронзы о = 300 кГ/см.

Динамическая устойчивость предохранительного клапана

Рассмотрим колебания клапана и определим условия его устойчивости.

Представим себе, что клапан находится в равновесии в потоке, находясь от седла на некотором расстоянии х. Силы, действующие на клапан со стороны жидкости, уравновешиваются силой, действующей со стороны пружины. Таким образом, Ржидк = Рпруж или, обозначая разницу Ржидп - Рпруж = К, можем записать условие равновесия клапана в виде К = 0.

Сила К, появляющаяся при отклонении клапана от положения равновесия, может быть представлена как функция четырех переменных; давления р, расхода через клапан Q, подъема клапана X и угла отклонения потока на бесконечности а.

Таким образом, можно записать

К = К{р, Q, X, а). (185)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 [ 145 ] 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162