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安全阀整定压力理论的分析

时间:2019-07-03点击量:

安全阀整定压力定义为安全阀在运行条件下开始开启的预定压力,在该压力下开启阀瓣的力和使阀瓣保持在阀座上的力平衡。整定压力下安全阀的开启高度处于微米级,在极其狭窄的间隙中,流体的流动体现为分子流和黏性流。对于不可压缩的液体,黏性力在流动中占主要地位,流动表现为层流。气体或蒸汽与不可压缩流体不同,压力下降时气体的体积显著增加,从安全阀密封面的入口侧到出口侧,气体流动速度不断增加,流动更可能变为紊流(图1) 。密封间隙中可压缩气体的平均压力较高。因此,对同一安全阀而言,用于在线校验有效密封面积S 的计算直径dy在气体介质的取值比液体介质高。
为保证安全阀在工况下的密封性能,始终需要一定宽度的密封环带(图2) 构成介质流动的阻力,或是微观不平度的变形使介质通道堵塞。密封面宽度增加,接触带上的密封比压显著增加,形成密封的接触带位置的不确定性也在增加。
由于密封表面状况的差异,安全阀密封面上密封环带的形状和尺寸分布将有所不同,决定有效密封面积S 的计算直径dy也不同,但其取值一定处于密封面的内外径之间,即di≤dy≤do。目前测量不确定度已成为处理测量过程中随机性和模糊性,评价测量分散程度导致结果误差的一个理想指标,完全可以用不确定度理论分析计算直径对整定压力的影响。
由于安全阀密封面状态的不同和介质在密封面渗透能力的差别,造成安全阀在线校验中计算直径不能用确定的数值表示,计算直径的取值区间和概率分布共同影响整定压力的校验精度。试验研究表明,计算直径在取值区间的概率分布可以用三角分布进行描述,用安全阀的中径作为计算直径可以得到较小的标准差。提高安全阀入口压力可减小结构尺寸不确定方面的传递函数,有利于提高整定压力校验精度。

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