安全閥臨界壓力比

正確計算安全閥排量是合理選用安全閥，并判斷其可靠性的重要依據(jù)。GB 150-89《鋼制壓力容器》中，根據(jù)安全閥流動狀態(tài)不同，提出了2種排量計算公式,為此，判斷安全閥是處于臨界流動狀態(tài)還是亞臨界流動狀態(tài),是正確選用排量計算公式的前提。

目前對安全閥臨界壓力比數(shù)值存在2種觀點：①各國規(guī)范中均認為安全閥臨界壓力比與噴管臨界壓力比相同,其數(shù)值為0.528［1,2］。②很多專家和研究人員認為，安全閥臨界壓力比小于噴管臨界壓力比，其數(shù)值約0.2～0.3［3］ 。

臨界壓力比rcr是指在zui小流道截面處，氣流流速達到當?shù)匾羲贂r的出進口壓力之比。噴管的臨界壓力比在理論上*可以由公式計算確定。當噴管出進口壓力比低于或等于噴管臨界壓力比時，由于出口截面上已是音速流，出進口壓力比的擾動不能超過音速面，所以擾動不能影響噴管內(nèi)的流動。出口截面上的氣流壓力維持p2/p1= rcr不變，出口截面上氣流仍是音速流，相對排量也維持不變，即W/Wmax=1，此時，噴管處于臨界或超臨界流動狀態(tài)［4］。除了噴管以外，其它結構的臨界壓力比往往需要由試驗確定，而以試驗確定的臨界壓力比稱第二臨界壓力比，以資區(qū)別。

由于安全閥結構的復雜性，很難測定安全閥zui小流道截面積處氣流流速，從而無法根據(jù)zui小流道截流面積處是否達到音速而準確確定安全閥臨界壓力比。目前，判斷安全閥是否達到臨界流動狀態(tài)的方法是測定安全閥的排量系數(shù)，認為只要排量系數(shù)不隨壓力比變化 ，安全閥就達到臨界流動狀態(tài)［3］。實測結果是安全閥排量總是隨壓力比的變化而變化 ，只不過當安全閥壓力比低于0.2～0.3時，安全閥排量隨壓力比的變化較小，而人們認為這種較小的變化是由于測量誤差引起的，從而判斷全啟式約為0.2～0.3。這一試驗測定的方法，其理論依據(jù)是在臨界和超臨界流動狀態(tài)，壓力比擾動不能超過音速面，而使噴管相對排量維持不變，即W/Wmax=1。然而，在臨界或超臨界流動狀態(tài)，則噴管出口截面的流動已是音速流而使相對排量W/Wmax維持不變，反之，若相對排量維持不變，就判斷出口截面的流動已是音速流，安全閥處于臨界流動狀態(tài)則缺乏理論依據(jù)和試驗證明。