液体安全阀的计算公式及方法

（1）取得排量认证的安全阀的计算方法和公式 如果用于液体的安全阀通过了ASME《锅炉与压力容器规范》（2013版）第Ⅷ卷第一分册中所要求的排量认证试验，则可以使用式（6⁃4）。该试验的目的是确定液体安全阀在10％超过压力下的额定排量系数。

式中：A_r为所需的排放面积（mm²）；W_r为所需泄放量（kg／h）；K_dr为10％超压下的额定排量系数，量纲为1；K_b为背压修正系数。常规式和先导式阀门，取1.0。平衡波纹管式阀门，由图6⁃11确定；K_c为当安全阀上游装有一爆破片时的联合修正系数。当不安装爆破片时，取1.0；当爆破片与安全阀串联安装时，取0.9；K_η为黏度修正系数。如果不考虑液体的黏性，K_η＝1；如果考虑液体的黏性，见后面“黏性液体的计算方法和公式”中的论述；ρ为在流动温度下液体的密度（kg／m³）；p_s为整定压力（表压）（MPa）；p_b，g为背压（表压）（MPa）。

（2）未取得排量认证的安全阀的计算方法和公式 用于液体的安全阀如果没有取得排量认证试验，通常用下面的公式来确定所需流道面积。这种方法是假定该安全阀只有在超压达到25％时才能达到全启，超过压力未达到25％时，由于安全阀未完全开启，会造成排放能力的下降，为此引入了一个超压排量修正系数K_p，如图6⁃12所示。

式中：A_r为所需的排放面积（mm²）；W_r为所需泄放量（kg／h）；K_dr为超压25％下的额定排量系数，量纲为1；K_b为背压修正系数。常规式和先导式阀门，取1.0。平衡波纹管式阀门，由图6⁃11确定；K_c为当安全阀上游装有一爆破片时的联合修正系数。当不安装爆破片时，取1.0；当爆破片与安全阀串联安装时，取0.9；K_η为黏度修正系数。如果不考虑液体的黏性，K_η＝1；如果考虑液体的黏性，见后面“黏性液体的计算方法和公式”中的论述；K_p为超压修正系数。超过压力为25％时，K_p＝1。超过压力不是25％时，由图6⁃12确定；ρ为在流动温度下液体的密度（kg／m³）；p_s为整定压力（表压）（MPa）；p_b为背压（表压）（MPa）。

图6⁃11 平衡波纹管式安全阀（液体）的背压修正系数K_b（摘自API Std 520—2008）

注：p_b为背压（表压）（MPa）；p_s为整定压力（表压）（MPa）。

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图6⁃12 针对超压的排量修正系数K_p（摘自API Std 520—2008）

（3）黏性液体的计算方法和公式 所有流动介质都有黏性，但根据GB／T 12241—2005附录D中的规定，绝对黏度小于等于2cP时可以认为是非黏性液体，在计算时不考虑黏性因素。如果黏性很大，就需要按照以下步骤进行计算。

1）用式（6⁃4）或式（6⁃5），按非黏性介质来确定口径（即K_η＝1.0），得到所需的排放面积A。

2）从标准的喉部面积中，选择大于A的临近流道面积A₀。

3）用下面的公式来计算雷诺数Re和黏度修正系数K_η。

式中：Re为雷诺数， ；W_r为所需泄放量（kg／h）；μ为在流动温度下的绝对黏度（cP）；A₀为选择的实际排放面积（mm²）。

4）将K_η代入式（6⁃4）或式（6⁃5），重新计算所需排放面积。如果重新计算后的面积超过了第二步中所选择的实际排放面积，则从标准的喉部面积中选择一个更大的流道面积重复上面的3）、4）步骤，直到重新计算后的面积小于所选择的实际排放面积。