论水封管内径的计算

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资料等级:论水封管内径的计算
发布时间:2017-1-11
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论水封管内径的计算
众所周知,锅炉之类的热力设备可以采用水封管作为限压装置。设备工作时,水封管内的水将设备与大气隔绝,使设备保持一定的压力。水封管内水的多少,即水封管内的实际水位的高低与设备汽压大小有关。汽压大,水位就高;汽压小,水位就低。当设备压力升至额定蒸汽压力时,水封管内的水位应该达到最高水位;而在设备压力稍微大于额定蒸汽压力时,水封管内的水应能立即被冲除掉,使设备内的蒸汽能够迅速得到排放。但是,水封管的内径必须足够大;以保证它的排汽能力大于设备的最大蒸发量,从而防止设备发生超压事故。《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第132条规定:“对于额定蒸汽压力小于等于0.1MPa的锅炉可以采用静重式安全阀或水封式安全装置。水封装置的水封管内径不应小于25mm”。《小型和常压热水锅炉安全监察规定》第二十八条要求:“水封管的内径应当根据锅炉的额定容量和压力确定,且内径不得小于25毫米”。
但是,水封管的内径究竟应该根据什么样的公式去计算?这里没有具体加以规定。水封管的内径为何不能小于25mm?这里没有加以说明。
有人说,可以按安全阀的排放量计算公式去间接确定水封管的内径。笔者认为这是不对的。理由如下:
其一,按流体力学,安全阀的局部阻碍因为其进出口呈直角型式,边壁是突变的,主流与边壁之间形成大尺度旋涡,蒸汽排放时能量损失很大;而水封管的边壁是渐变的,又不出现减速增压现象的部位,故蒸汽排放时的能量损失很小。其二,安全阀的出口之外肯定还有排汽管,它的排放量计算公式应该考虑这一额外的因素;而水封管却只相当于它的排汽管。其三,安全阀在排汽时,汽流还自始至终受到弹簧或者重锤施加的反方向作用力,能量损失非常之大;而水封管在排汽时却不会受到这样的反作用力,无此项能量损失。显然,安全阀排汽与水封管排汽区别太大,不能按安全阀排放量计算公式去确定水封管的内径。
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