| Подобрать и рассчитать предохранительное устройство (ПУ) установленное на нагнетательной линии компрессора. | |
| Автор: student | Категория: Технические науки / Информатика и программирование | Просмотров: 1863 | Комментирии: 0 | 27-12-2013 22:56 |
СКАЧАТЬ:
Подобрать и рассчитать предохранительное устройство (ПУ) установленное на нагнетательной линии компрессора.
Исходные данные представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные
Производительность компрессора, mк, м3/мин 100
Рабочее давление, Рр, МПа 10
Рабочая температура, Тр, ºС 140
Рабочая среда О2
Давление сброса, Р2, МПа 0,2
Примечание (сброс) буферная емкость
Решение
1 Расчет предохранительного клапана
Максимально допустимое давление в аппарате при срабатывании предо-хранительного устройства , согласно Правилам Ростехнадзора России, состав-ляет
(1)
Выпишем справочные величины [2]
– молярная масса кислорода М= 32 кг/моль;
– показатель изоэнтропы при нормальных условиях =1,4;
– параметры критической точки = 5,01 МПа;
Пропускная способность для газов
(2)
где F - площадь сечения седла ПК, мм2;
p1 - избыточные давления среды до предохранительного устройства при исте¬чении, МПа;
В1 B2 - коэффициенты, зависящие от физико-химических свойств газов и паров, а также от характера истечения среды через ПУ;
- коэффициент расхода, [2].
Температура кислорода при давлении
(3)
Определим приведенные параметры
(4)
(5)
В зависимости от и по графику определим коэффициент сжимаемости газа [2].
Определим плотность реального газа
(6)
Определим коэффициент В1
(7)
где В3 - максимальный коэффициент изоэнтропного расширения при критическом отношении давлений;
(8)
Определим величины отношений давлений
(9)
(10)
Так как то режим критического истечения с посто-янным максимальным расходом, т.е. В2 = 1.
Определим площадь сечения седла ПК
(11)
По каталогу выбираем клапан, характеристики представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Основные характеристики ПК
Условное обозначе-ние Условия применения Основные параметры
Тип Испол-нение Сре-да tpmax, oC Ру, МПа Рр, МПа Dy, мм Dy1, мм L, мм L1, мм dc, мм Kv1, м3/ч
СППК4-160 17с80нж Н 450 16 6 50 80 145 160 30 21,2
Определим пропускную способность
Определяем аварийный расход сброса
(12)
где - плотность кислорода при н.у., ;
По формуле Ростехнадзора определяем площадь проходного сечения
(13)
где – коэффициент расхода, ;
В – коэффициент, который выбираем в зависимости от k и , В = 0,57 [2];
При mk = ma расчетная величина
(14)
Определим коэффициент пропускной способности
(15)
Расчетное значение коэффициента пропускной способности меньше теоретического значения (4,69 134 мм2), то клапан удовлетворяет требованиям Ростехнадздора.
Определим диаметр седла
(16)
Подбираем пружину № 146, Dy = 50 мм, диапазон настройки давления (10,0 14,0) МПа.
2 Расчет предохранительной мембраны
Выбираем мембрану из меди марки М1, для которой
- диаметр, d = 30 мм;
- предел прочности
- температурный коэффициент,
- относительное удлинение при разрыве мембраны, [1].
Определяем радиус кривизны сферического купола мембраны
(17)
Определим толщину металлопроката для изготовления мембраны
(18)
Принимаем стандартную толщину металлопроката
Определим давление срабатывания мембраны
(19)
Список использованных источников
1 Конструирование безопасных аппаратов для химических и нефтехимических производств/Г.Г. Смирнов, А.Р. Толчинский, Т.Ф. Кондратьева; Под общ. ред. А.Р. Толчинского. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988.–303 с.
2 Учебно-методическое пособие к выполнению раздела «Безопасность жизнедеятельности»/ Сукиясян З.М. – Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2004. – 30с.
Рисунок 1 – Предохранительное устройство
Подобрать и рассчитать предохранительное устройство (ПУ) установленное на нагнетательной линии компрессора.
Исходные данные представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные
Производительность компрессора, mк, м3/мин 100
Рабочее давление, Рр, МПа 10
Рабочая температура, Тр, ºС 140
Рабочая среда О2
Давление сброса, Р2, МПа 0,2
Примечание (сброс) буферная емкость
Решение
1 Расчет предохранительного клапана
Максимально допустимое давление в аппарате при срабатывании предо-хранительного устройства , согласно Правилам Ростехнадзора России, состав-ляет
(1)
Выпишем справочные величины [2]
– молярная масса кислорода М= 32 кг/моль;
– показатель изоэнтропы при нормальных условиях =1,4;
– параметры критической точки = 5,01 МПа;
Пропускная способность для газов
(2)
где F - площадь сечения седла ПК, мм2;
p1 - избыточные давления среды до предохранительного устройства при исте¬чении, МПа;
В1 B2 - коэффициенты, зависящие от физико-химических свойств газов и паров, а также от характера истечения среды через ПУ;
- коэффициент расхода, [2].
Температура кислорода при давлении
(3)
Определим приведенные параметры
(4)
(5)
В зависимости от и по графику определим коэффициент сжимаемости газа [2].
Определим плотность реального газа
(6)
Определим коэффициент В1
(7)
где В3 - максимальный коэффициент изоэнтропного расширения при критическом отношении давлений;
(8)
Определим величины отношений давлений
(9)
(10)
Так как то режим критического истечения с посто-янным максимальным расходом, т.е. В2 = 1.
Определим площадь сечения седла ПК
(11)
По каталогу выбираем клапан, характеристики представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Основные характеристики ПК
Условное обозначе-ние Условия применения Основные параметры
Тип Испол-нение Сре-да tpmax, oC Ру, МПа Рр, МПа Dy, мм Dy1, мм L, мм L1, мм dc, мм Kv1, м3/ч
СППК4-160 17с80нж Н 450 16 6 50 80 145 160 30 21,2
Определим пропускную способность
Определяем аварийный расход сброса
(12)
где - плотность кислорода при н.у., ;
По формуле Ростехнадзора определяем площадь проходного сечения
(13)
где – коэффициент расхода, ;
В – коэффициент, который выбираем в зависимости от k и , В = 0,57 [2];
При mk = ma расчетная величина
(14)
Определим коэффициент пропускной способности
(15)
Расчетное значение коэффициента пропускной способности меньше теоретического значения (4,69 134 мм2), то клапан удовлетворяет требованиям Ростехнадздора.
Определим диаметр седла
(16)
Подбираем пружину № 146, Dy = 50 мм, диапазон настройки давления (10,0 14,0) МПа.
2 Расчет предохранительной мембраны
Выбираем мембрану из меди марки М1, для которой
- диаметр, d = 30 мм;
- предел прочности
- температурный коэффициент,
- относительное удлинение при разрыве мембраны, [1].
Определяем радиус кривизны сферического купола мембраны
(17)
Определим толщину металлопроката для изготовления мембраны
(18)
Принимаем стандартную толщину металлопроката
Определим давление срабатывания мембраны
(19)
Список использованных источников
1 Конструирование безопасных аппаратов для химических и нефтехимических производств/Г.Г. Смирнов, А.Р. Толчинский, Т.Ф. Кондратьева; Под общ. ред. А.Р. Толчинского. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988.–303 с.
2 Учебно-методическое пособие к выполнению раздела «Безопасность жизнедеятельности»/ Сукиясян З.М. – Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2004. – 30с.
Рисунок 1 – Предохранительное устройство