УТВЕРЖДАЮГенеральный директор ЛНПОА «Знамя труда» им. И.И. Лепсе Директор ЦКБА __________________ С.И. Косых «14» 12 1989 г. |
ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ
Руководящий документ
«Методика расчета температурных полей
арматуры для сред с температурой
до 873 °К (600 °С)»
Главный инженер ЦКБА М.И. Власов
Заместитель директора ЦКБА по научной работе Ю.И. Тарасьев
Начальник отдела 161 Р.И. Хасанов
Начальник лаборатории 154 В.И. Лебедевич
Руководитель темы - начальник сектора Г.И. Сергевкина
Инженер-исследователь С.Н. Пономарева
Инженер-исследователь III к. В.И. Балкина
Инженер-исследователь II к. Г.А. Митин
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИКА
РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ АРМАТУРЫ |
РД 302-07-122-89 |
Дата введения 01.02.90
Настоящий руководящий документ устанавливает методику расчета температурных полей клапанов запорных и регулирующих с радиационно-конвективным теплообменом на внешней поверхности для сред с температурой до 873 °К (600 °С) при стационарном режиме.
1.1. Расчет температурных полей арматуры производится с целью выбора материалов узлов, деталей, комплектующих и получения исходных данных для выполнения прочностных расчетов.
1.2. Методика расчета отражает физическую сущность тепловых процессов в арматуре и реализует интеграционное аналитическое решение дифференциальных уравнений теплопроводности в однородной постановке.
1.3. Для расчёта температурного поля части, выступающей над проточной частью изделия, принимается тепловая модель в виде многослойного и составного стержня переменного сечения, нагреваемого в основании и состоящего из «n» ступеней (участков) с различными условиями теплообмена.
1.4. Основанием выступающей части расчётного изделия выбирается плоскость участка, омываемая рабочей средой; температура основания и температура проточной части корпуса принимается равной температуре рабочей среды.
1.5. Исходными данными для расчета являются: температура рабочей среды, температура окружающей среды, геометрические размеры выступающей части конструкции (диаметры, высоты ступеней, диаметры внутренних деталей, зазоры между внутренними и наружными деталями), материалы деталей.
1.6. Условные обозначения:
t - температура, °С;
T - абсолютная температура, °К;
tw - средняя температура, °С;
ν = t - t∞ - избыточная температура, °С;
d - диаметр, м;
l - длина, м;
в - характерный размер (высота или диаметр), м;
H - высота, м;
F - поверхность теплообмена, м2;
f - площадь поперечного сечения, м2;
U - периметр, м;
- характеристика теплообмена, 1/м;
Q - тепловой поток, вт;
a - коэффициент теплоотдачи, вт/м2°С;
aи - коэффициент теплоотдачи излучением, вт/м2°С;
aк - коэффициент теплоотдачи конвекцией, вт/м2°С;
λ - коэффициент теплопроводности, вт/м2°С;
ν - коэффициент кинематической вязкости, м2/с;
а - коэффициент температуропроводности, м2/с;
- число Нуссельта;
- число Грасгофа;
- число Прандтля;
индексы:
∞ - окружающая среда;
i - порядковый номер расчётного участка;
n - число участков;
x - текущая координата;
o - значение величины в основании участка;
l - значение величины на конце участка;
Т - торцевая поверхность участка.
2.1. Метод теплового расчета клапана, черт. 1 заключается в следующем: конструкция клапана представляется многоступенчатым составным стержнем черт 2. Характеристики теплопереноса ступеней считаются постоянными, а на границах раздела степеней считаются постоянными, а на границах раздела ступеней принимается равенство тепловых потоков и температур.
2.2. Расчет температуры νx в любом сечении участка длиной li на расстоянии x от основания участка производится в зависимости от длины li участка.
2.2.1. При отношении температура на конце рассчитываемого изделия близка к температуре окружающей среды, отсутствует теплоотдача с торца изделия, изделие может рассматриваться как стержень бесконечной длины
В этом случае температура рассчитывается по формуле:
2.2.2. При отношении и наличии теплоотдачи с торца изделия в окружающую среду температура участка рассчитывается по формуле:
(2)
На конце участка температура может быть найдена из уравнения
(3)
2.2.3. Температура vx рассчитывается снизу вверх от основания участка. При расчёте каждой последующей избыточной температуры необходимо принять
v0i+1 = vli.
Черт. 1 Конструкция запорного плана.
Тепловая модель клапана
Черт. 2
2.2.4. Величины m, a, λ определяются по п.п 2.6
2.3. В тех случаях, когда теплоотдачей с торца можно пренебречь и расчет температур для участка проводится по формулам:
(4)
при xi = li;
(5)
2.4. Когда расчётная температура превышает температуру стойкости материалов менее, чем на 10 %, выполняется уточненный расчет, которому предшествует определение тепловых потоков в основании каждого участка по формулам: для участок i = n
(6)
для участка i = n - 1
(7)
При отсутствии теплоотдачи с торца участка в соответствии с условием
(8)
Тепловые потоки рассчитываются сверху вниз по выступающей части изделия. Используются значения температур, найденные по формулам п.п. 2.2 и 2.3 и характеристики теплопереноса «m» для каждого участка.
2.5. Уточненные значения температур рассчитываются по формуле:
(9)
2.6. Определение коэффициентов ai и Qi
2.6.1. Коэффициент теплоотдачи ai определяется по средней температуре ступени
2.6.2. Температура tiw может быть определена:
2.6.2.1. Расчётом по формуле (1) для гладкого стержня бесконечной длины с усредненным по высоте расчетной конструкции диаметром
2.6.2.2. По экспериментальным данным (приложение 3) или расчетным аналогам.
2.6.3. Если по формулам 1 ÷ 5 расчётная ti отличается более чем на 50 % от полученной в соответствии с п.п. 2.6.2.1 и 2.6.2.2. Расчет ai повторить, принимая twi по полученному значению ti из формул 1 ÷ 5.
2.6.4. Коэффициент ai определяется как сумма коэффициентов теплоотдачи излучением aiл и конвекцией aiк.
ai = aiл + aiк; (10)
2.6.5. Коэффициент теплоотдачи излучением aiл вычисляется по формуле:
(11)
Ti = twi + 273 - абсолютная температура ступени, °К;
To = tа + 273 - абсолютная температура окружающего воздуха, °К;
twi - средняя температура ступени, °С;
co = 5,77 - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела,
ε - степень черноты излучающего тела;
2.6.6. Коэффициент теплоотдачи конвекцией aiк определяется по формулам:
Nui = c(Cri · Pr)n; (13)
Dti = tiw - t∞
t∞ - температура окружающего воздуха, °С;
tiw - средняя температура ступени, °С;
g - 9,8 ускорение силы тяжести, м/с2;
b - коэффициент объемного расширения воздуха, 1/град;
Т = t∞ + 273
2.6.7. Коэффициенты с и n в формуле (13) являются функцией аргумента Сr · Pr и выбираются в зависимости от численного значения этого аргумента. Их значения приведены в табл. 1.
Таблица 1
Значения комплекса |
Коэффициент, c |
Коэффициент, n |
Примечание |
|
1 |
5·102 < Сr · Pr < 2·107 |
0,5 |
0,25 |
При горизонтальном расположении клапана, режим ламинарный |
2 |
5·102 < Сr · Pr < 2·107 |
0,76 |
0,25 |
При вертикальном расположении клапана, режим ламинарный |
3 |
2·107 < Сr · Pr < 1·1013 |
0,15 |
0,33 |
При вертикальном расположении клапана, режим турбулентный |
2.6.8. Значения физических параметров, входящих в формулы 12, 13, 14 выбираются по температуре окружающей среды t∞ из справочной литературы, перечень которой приводится в приложении 4.
2.6.9. Для ступеней с характерным размером теплообменной поверхности «в» от 10 мм до 200 мм коэффициенты aiк можно брать из графиков, представленных в приложении 4.
2.6.10. Коэффициент теплоотдачи с торцевой поверхности последней ступени aт определяется также, как и ai. Вычисленное значение коэффициента теплоотдачи конвекций увеличивается на 30 %, если теплоотдающая поверхность обращена кверху, и уменьшается на 30 %, если теплоотдающая поверхность обращена вниз. В качестве определяющего размера для aт берется диаметр последней ступени.
2.6.11. Коэффициенты теплопроводности материалов, наиболее часто употребляемых в арматуре, приведены в таблицах 2 и 3; при отсутствии данных в таблицах используются справочные материалы, приведенные в приложении 4.
3.1. Для определения температурного поля внутренних соосных деталей арматуры тепловая модель выступающей части представляется в виде многослойного стержня, нагреваемого в основании и состоящего из металлических цилиндров с воздушной прослойкой между их поверхностями.
3.2. Наиболее частой задачей такого типа является определение температуры по штоку в зоне резьбовых пар для подбора смазок.
3.3. Для расчёта распределения температуры штока последний разбивается на ряд элементарных участков таким образом, чтобы температуру деталей, окружающих шток, можно было принять постоянной с достаточной степенью точности для практических расчётов. Тогда на каждом участке шток следует рассматривать как стержень, находящийся в неограниченном пространстве, с эквивалентным коэффициентом теплоотдачи, равным термической проводимости воздушной прослойки с учётом передачи тепла излучением. При этом, в качестве температуры окружающей среды принимается температура детали, окружающей шток.
Коэффициенты теплопроводности конструкционных материалов, Вт/м2 град.
Температура, °К |
||||||||||||||
293 |
323 |
373 |
393 |
423 |
473 |
523 |
593 |
623 |
673 |
723 |
773 |
873 |
923 |
|
Температура, °С |
||||||||||||||
20 |
50 |
100 |
120 |
150 |
200 |
250 |
320 |
350 |
400 |
450 |
500 |
600 |
650 |
|
ХН35ВТ |
12,7 |
13,3 |
14,4 |
14,8 |
15,6 |
16,6 |
17,4 |
18,8 |
19,2 |
19,9 |
20,4 |
20,9 |
23,0 |
24,0 |
Х18Н9Т |
14,5 |
16,5 |
18,5 |
20,5 |
21,2 |
22,7 |
не применяется |
|||||||
08Х18Н10Т |
13,5 |
14,0 |
14,9 |
15,3 |
15,8 |
16,7 |
17,4 |
18,7 |
19,2 |
20,0 |
20,8 |
21,6 |
23,2 |
не применяется |
10Х18Н9Т |
14,2 |
14,8 |
15,6 |
15,9 |
16,4 |
17,4 |
18,2 |
19,2 |
19,7 |
20,5 |
21,3 |
22,4 |
23,6 |
не применяется |
14Х171Н2 |
20,9 |
21,3 |
21,8 |
21,9 |
22,2 |
22,6 |
23,0 |
23,7 |
24,2 |
25,1 |
25,6 |
но применяется |
||
12Х18Н9ТЛ |
14,3 |
16,3 |
18,3 |
20,5 |
21,3 |
22,9 |
не применяется |
|||||||
12Х1МФ |
41,8 |
41,2 |
40,0 |
38,9 |
38,1 |
не применяется |
||||||||
20X13 |
25,3 |
25,4 |
25,5 |
25,6 |
25,7 |
25,8 |
26,7 |
26,3 |
26,4 |
26,4 |
26,5 |
не применяется |
||
38ХН3МФА |
36,1 |
36,7 |
37,2 |
37,0 |
36,8 |
не применяется |
||||||||
13Н2ХА; 20Х; 15Х; 15ХА |
39,0 |
37,0 |
35,0 |
33,7 |
не применяется |
|||||||||
12ХМ |
43,8 |
43,2 |
42,6 |
41,9 |
40,3 |
39,3 |
33,9 |
не применяется |
||||||
15ХМ |
44,2 |
42,8 |
41,3 |
41,0 |
39,9 |
39,0 |
33,0 |
33,7 |
не применяется |
|||||
35ХМ; 3СХМА; 30ХМ; 25Х1МФ |
39,8 |
39,1 |
38,2 |
37,0 |
не применяется |
|||||||||
20Л; 15Л; 25Л; 45Л; 30Л; 35Л; 40Л; 50Л; 55Л |
45,5 |
44.0 |
41,1 |
38,9 |
не применяется |
|||||||||
40Х |
46,0 |
44,4 |
42,7 |
41,0 |
33,2 |
35,3 |
не применяется |
|||||||
СТ.20 |
58 |
53 |
48 |
43 |
не применяется |
|||||||||
СТ.35 |
48,8 |
49,4 |
49,3 |
49,1 |
48,0 |
45,0 |
43,7 |
не применяется |
||||||
СТ.40 |
51,5 |
50,6 |
49,8 |
48,1 |
46,9 |
44,3 |
41,9 |
не применяется |
Таблица 3
Коэффициенты теплопроводности для цветных материалов, Вт/м2 град
Температура, °К |
||||||||||||||
293 |
323 |
333 |
373 |
393 |
423 |
433 |
473 |
523 |
533 |
593 |
623 |
633 |
673 |
|
Температура, °С |
||||||||||||||
20 |
50 |
60 |
100 |
120 |
150 |
160 |
200 |
250 |
260 |
320 |
350 |
360 |
400 |
|
Бр.0ц 4-3 |
84 |
87 |
88 |
91 |
93 |
95 |
96 |
99 |
не применяется |
|||||
БР.СФ10-1 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
41 |
43 |
не применяется |
||||
Бр.АМЦ9-2 |
71 |
71 |
76 |
81 |
83 |
86 |
87 |
90 |
95 |
96 |
101 |
не применяется |
||
Бр.АХН10-4-4 |
75 |
70 |
80 |
85 |
87 |
90 |
91 |
93 |
100 |
101 |
103 |
не применяется |
||
БР.АХМЦ 10-3-1.5 |
59 |
61 |
62 |
63 |
64 |
66 |
67 |
69 |
72 |
не применяется |
||||
Бр.КМЦ3-1 |
42 |
44 |
45 |
48 |
50 |
51 |
51 |
52 |
53 |
53 |
54 |
54 |
54 |
54 |
АL 1 |
129 |
132 |
133 |
136 |
138 |
140 |
не применяется |
|||||||
ЛЦ38МЦ202 (ЛМц58-2) |
70 |
73 |
74 |
79 |
81 |
84 |
85 |
89 |
93 |
не применяется |
||||
ЛЦ 40С (ЛС59-1В) |
105 |
108 |
109 |
114 |
116 |
120 |
121 |
126 |
132 |
не применяется |
||||
Медь |
395 |
394 |
394 |
392 |
390 |
388 |
387 |
383 |
379 |
не применяется |
||||
СЧ15; СЧ20 (серый чугун) |
50 |
50 |
46 |
не применяется |
||||||||||
ВЧ-42-12 (высокопрочный) |
59 |
42 - 47 |
38 - 42 |
33 - 36 |
не применяется |
|||||||||
Легированные |
52 |
49 |
47 |
46 |
не применяется |
|||||||||
Высоколегированные |
33 - 41 |
3.4. Температуру штока на каждом участке следует рассчитывать по формуле для стержня бесконечной длины:
(15)
где:
tiш - температура штока в любом сечении рассматриваемого участка;
tiшо - температура штока в основании участка;
tiд - температура детали, окружающей шток;
aiэкв - эквивалентный коэффициент теплоотдачи;
di1 - диаметр штока.
3.5. Коэффициент aэкв определяется при средней температуре воздуха (tm) в зазоре между штоком и окружающей его деталью, равной tm = 0,5(tш + tд), по формуле для цилиндрической воздушной прослойки:
(16)
где: Тш = tiш + 273, Тд = tд + 273.
где: tiш - принимается равной по сечению из расчёта по разделу 2;
ε1 и ε2 - степень черноты штока и окружающей его детали при температуре Tiш и Tiд;
d2 - внутренний диаметр детали, окружающей шток;
λпр - коэффициент теплопроводности воздуха в прослойке;
eк - коэффициент конвекции, определяемый по значению комплекса Cr´Pr (график черт. 3)
(17)
где δ - толщина воздушной прослойки, равная
Dt = Tm - Tд;
v - коэффициент кинематической вязкости воздуха в прослойке при tm.
3.6. Точность расчёта температуры штока по приведенным зависимостям будет определяться точностью осреднения температуры детали, окружающей шток. Средняя температура детали на рассматриваемом участке берется как среднее арифметическое температур на концах участка. Расчётная температура штока получается тем точнее, чем меньше средняя температура детали отличается от её крайних значений. При резком изменении температуры детали количество элементарных участков должно быть увеличено.
3.7. Для оценочного определения температуры внутренних деталей допускается пользоваться эмпирической зависимостью (черт. 4) перепада температур Dt между соосными деталями вертикального стержня от температуры основания при различных размерах воздушной прослойки «δ»; при этом высота участка должна быть, исходя из соотношения
3.8. Указанная зависимость применима для вертикальных стержней, состоящих из наружного цилиндра, внутреннего стержня воздушной прослойки между ними и имеющих размеры: внутренний диаметр внешнего цилиндра от 32 мм до 100 мм, наружный диаметр внутреннего цилиндра dц от 27 мм до 70 мм, ширина воздушной прослойки от 0,1 мм до 11 мм.
Черт. 3 Зависимость eк = 0,18(Cr · Pr)0,25 при естественной циркуляции в цилиндрической газовой прослойке
Черт. 4. Зависимость перепада температур между соосными деталями от температуры в основании стержня.
3.9. Температура внутреннего цилиндра tц находится из соотношения:
tц = tн + Dtц (18)
где tн - заданная или найденная расчётным путем температура наружного цилиндра.
3.10. Температура наружного цилиндра tн определяется по методу, приведенному в разделе 2, при следующем допущении: влиянием теплового потока от внутреннего стержня на распределение температуры по наружному цилиндру можно пренебречь вследствие малой величины этого потока.
4.1. Крышки с ребрами предназначены для снижения температуры узлов и деталей арматуры с ограниченной теплостойкостью (зона ограничения) Ду от 15 до 300 мм, применяемой для газообразных и жидких сред, кроме пароводяных, с температурой до 600 °С.
4.2. Температура в зоне ограничения за счёт использования ребер снижается до значений, определяемых температуростойкостью используемых материалов.
4.3. Крышка клапана, схема которого приведена на черт. 5, условно делится на два участка: гладкая цилиндрическая часть и участок оребрения.
4.4. Исходными данными для расчёта являются заданная температура рабочей среды и температура, допускаемая для узлов зоны ограничения.
4.5. Ориентировочные размеры и количество ребер выбираются из таблиц 4, 5, 6 приложения 2 с наиболее близкими значениями к рассчитываемой конструкции. При этом отношение диаметра ребер к диаметру крышки принимается 2,5.
Тепловая модель крышки клапана
Черт. 5
4.6. Сущность рекомендуемого метода заключается в том, что изменяя количество ребер, а, следовательно, и размеры крышки по высоте, следует добиться совпадения заданной и расчётной температуры в зоне ограничения.
4.7. Температура в зоне ограничения определяется по формуле для стержня конечной длины:
где vc = tc - t∞ - избыточная температура на конце участка оребрения, °С;
vo = to - t∞ - избыточная температура рабочей среды, °С;
tg - предельно допустимая температура по условиям теплостойкости;
Q - количество тепла, отдаваемое стойкой привода в окружающую среду, Вт;
mp - характеристика оребренного стержня для рассматриваемого участка, 1/м;
f - площадь поперечного сечения крышки без учёта рёбер, м2;
lp - длина оребренного участка, м.
4.8. Теплоотдачей по стойке привода можно пренебречь при тогда формула (19) значительно упрощается:
(20)
4.9. Характеристика стержня на оребренном участке определяется по формуле:
(21)
где aпр. - приведенный коэффициент теплоотдачи с оребренной поверхности, вт/м2 °С;
(22)
- эквивалентный периметр оребренного участка, м;
F2 - поверхность гладкой части крышки, м2;
fp - поверхность рёбер, м2.
4.10. Приведенный коэффициент теплоотдачи определяется по формуле:
aпр = a ´ к; (23)
где a - средний коэффициент теплоотдачи с поверхности крышки, вт/м2 град. (рассчитывается по формулам раздела 2);
к - экспериментальный коэффициент, учитывающий эффективность ребер в зависимости шага между рёбрами.
Для горизонтальных рёбер «к» принимается равным 0,4 при коэффициенте теплопроводности материала ребер от 15 до 40 вт/м град. Область применения коэффициента «к» определяется следующими соотношениями:
Для вертикальных рёбер к = 1.
4.11. Количество тепла, отданное участком крышки со стойкой привода, определяется по формуле для стержня бесконечной длины
Q = λ · f · m’ · vср; (24)
где m’ - характеристика стержня на вышерасположенном участке, 1/м.
4.12. В случае несоответствия расчётных и заданных температур, соответствующих пределу температуростойкости, определенных по формуле (19), при количестве рёбер, принятых в соответствии с приложением 2 настоящего РД, следует увеличить или уменьшить количество рёбер и повторить расчёт, добиваясь совпадения температур.
Справочное
1. На черт. 6 - 9 даны графики зависимости коэффициентов теплоотдачи конвекцией от избыточной температуры ступени vi, вычисленные при температуре окружающего воздуха 20 и 50 °С для горизонтального и вертикального расположения рассчитываемой конструкции арматуры при ламинарном режиме, для которого произведение комплексов Cr · Pr должно быть в пределах 5 · 102 < Cr · Pr £ 2 · 107.
2. Для турбулентного режима графики зависимости коэффициента теплоотдачи конвекцией при вертикально расположенной конструкции от избыточной температуры представлены на черт. 10, 11. Произведение комплекса Cr · Pr должно быть в пределах 2·107 < Cr · Pr £ 1·1013.
Черт. 6 Зависимость aк от v при температуре воздуха ta = 20 °C для комплекса Cr · Pr от 5·102 до 2·107, с = 0,76, n = 0,25 (при вертикальном расположении конструкции)
Черт. 7 Зависимость aк от v при температуре воздуха ta = 50 °C для комплекса Cr · Pr от 5·102 до 2·107, с = 0,76, n = 0,25 (при вертикальном расположении конструкции)
Черт. 8 Зависимость aк от v при температуре воздуха ta = 20 °C для комплекса Cr · Pr от 5·102 до 2·107, с = 0,5, n = 0,25 (при горизонтальном расположении конструкции)
Черт. 9 Зависимость aк от v при температуре воздуха ta = 50 °C для комплекса Cr · Pr от 5·102 до 2·107, с = 0,5, n = 0,25 (при горизонтальном расположении конструкции)
Черт. 10 Зависимость aк от v при температуре воздуха ta = 20 °C для значений комплекса Cr · Pr от 2·107 до 1·1013, с = 0,15, n = 0,33 (при вертикальном расположении конструкции)
Черт. 11 Зависимость aк от v при температуре воздуха ta = 50 °C для значений комплекса Cr · Pr от 2·107 до 1·1013, с = 0,15, n = 0,33 (при вертикальном расположении конструкции)
Рекомендуемое
1. Основные размеры крышки и рёбер должны соответствовать черт. 5 и табл. 4, 5, 6.
2. Размеры, приведенные в табл. 4, 5, 6 обеспечивают температуру в зоне узлов и деталей с ограниченной теплостойкостью приблизительно от 150 до 200 °С.
3. Рекомендуется применять для изготовления рёбер материалы, имеющие высокие коэффициенты теплопроводности, больше 55 Вт/м град. Одним из наиболее эффективных материалов следует считать алюминий и его сплавы.
4. Крепление рёбер к поверхности крышки должно обеспечивать надёжный контакт между рёбрами и крышкой.
5. Конструкция крышки с рёбрами эффективна только при зазоре между штоком и полостью крышки до 1 мм.
Таблица 4
Основные размеры крышки с горизонтальными рёбрами при Тср от 325 до 465 °С.
Dк, мм |
Dр, мм |
Количество рёбер, n |
S, мм |
h, мм |
δ, мм |
L, мм |
|
15, 20, 25 |
30 |
80 |
4 |
30 |
30 |
5 |
140 |
32, 40, 50 |
40 |
100 |
35 |
155 |
|||
50 |
125 |
40 |
170 |
||||
70, 80 |
60 |
150 |
5 |
45 |
35 |
6 |
245 |
100, 125, 150 |
70 |
180 |
50 |
40 |
270 |
||
200, 250, 300 |
80 |
200 |
55 |
8 |
300 |
||
90 |
230 |
Таблица 5
Основные размеры крышки с горизонтальными рёбрами при Тср от 465 до 540 °С
Dк, мм |
Dр, мм |
Количество рёбер, n |
S, мм |
h, мм |
δ, мм |
L, мм |
|
15, 20, 25 |
30 |
80 |
4 |
40 |
35 |
5 |
175 |
32, 40, 50 |
40 |
100 |
50 |
205 |
|||
50 |
125 |
||||||
70, 80 |
60 |
150 |
5 |
60 |
40 |
6 |
310 |
100, 125, 150 |
70 |
180 |
|||||
200, 250, 300 |
80 |
200 |
65 |
45 |
8 |
345 |
|
90 |
230 |
Таблица 6
Основные размеры крышки с вертикальными ребрами при Тср от 325 до 500 °С
dк, мм |
Dр, мм |
Количество рёбер, n |
δ, рёбра, мм |
Высота оребрения, мм |
|
15, 20, 25 |
30 |
80 |
4 |
6 |
100 |
6 |
77 |
||||
8 |
61 |
||||
32, 40, 50 |
50 |
125 |
4 |
150 |
|
6 |
115 |
||||
8 |
90 |
||||
70, 80 |
60 |
150 |
6 |
8 |
180 |
8 |
142 |
||||
10 |
120 |
||||
100, 125, 150 |
70 |
180 |
6 |
200 |
|
8 |
160 |
||||
10 |
135 |
||||
200, 250, 300 |
80 |
200 |
6 |
10 |
220 |
8 |
180 |
||||
10 |
130 |
||||
90 |
230 |
8 |
210 |
||
10 |
180 |
||||
12 |
150 |
Рекомендуемое
1. В таблице 7 представлены значения относительной температуры деталей арматуры: (горловина - (.)1, нижний фланец - (.)2, втулка - (.)3, шпилька - (.)4, верхний фланец - (.)5 со свободными фланцами и геометрические размеры конструкции по черт. 12. Относительной температурой является абсолютная температура детали, отнесенная к температуре рабочей среды.
2. В таблице 8 представлены значения относительной температуры деталей арматуры с цельными фланцами и геометрические размеры конструкции по черт. 13.
3. Значения относительных температур основных узлов и деталей десяти типоразмеров высокотемпературной арматуры табл. 7, 8 могут быть использованы для аналогичных конструкций при изменении температуры рабочей среды.
Значение температуры детали Тx при температуре среды Тср определяется по формуле:
Tx = Кт ´ Тср
где Кт - относительная температура детали, взятая из таблиц 7, 8.
Таблица 7
Значения относительных температур Кт деталей высокотемпературной арматуры в стационарном режиме (изделия со свободными фланцами в соединении корпус-крышка)
Параметры рабочей среды |
Температура окружающей среды, °С |
Основные размеры, мм |
Материал основных деталей |
Наименование деталей |
|||||||
t, °C |
P, МПа |
Горловина (.)1 |
Нижний фланец (.)2 |
Втулка (.)3 |
Шпилька (.)4 |
Верхний фланец (.)5 |
Резьбовая пара (.)6 |
||||
1. Клапан сильфонный с ручным управлением Ду 25 со свободными фланцами С26416-025 |
300 250 |
20,0 |
25 ÷ 30 |
L = 160 |
Сталь ХН35ВТ |
0,93 |
0,73 |
0,75 |
0,42 |
0,48 |
0,2 |
H1 = 315 |
|||||||||||
h = 35 |
|||||||||||
h1 = 95 |
|||||||||||
Dф = 120 |
|||||||||||
hфс = 100 |
|||||||||||
d1 = 50 |
|||||||||||
d2 = 60 |
|||||||||||
2. Клапан сильфонный с ручным управлением Ду 50 со свободными фланцами С26416-050 |
300 250 |
20,0 |
30 ÷ 35 |
L = 230 |
Сталь 08Х18Н10Т; ХН35ВТ |
0,9 |
0,65 |
0,76 |
0,4 |
0,4 |
- |
H1 = 620 |
|||||||||||
h = 70 |
|||||||||||
h1 = 193 |
|||||||||||
Dф = 170 |
|||||||||||
hфс = 150 |
|||||||||||
d1 = 80 |
|||||||||||
d2 = 90 |
|||||||||||
3. Клапан сильфонный с пневмоприводом Ду 50 со свободными фланцами С96451-050 |
300 250 |
20,0 |
45 ÷ 50 |
L = 230 |
Сталь 08Х18Н10Т; 14Х17Н2 |
0,95 |
0,67 |
0,8 |
0,5 |
0,48 |
- |
H1 = 400 |
|||||||||||
h = 80 |
|||||||||||
h1 = 175 |
|||||||||||
Dф = 170 |
|||||||||||
hфс = 120 |
|||||||||||
d1 = 80 |
|||||||||||
d2 = 90 |
|||||||||||
4. Клапан сильфонный с пневмоприводом Ду 100 со свободными фланцами С96511-100 |
250 |
6,4 |
35 ÷ 40 |
L = 430 |
Сталь 08Х18Н10Т; 14Х17Н2 |
0,82 |
0,67 |
0,73 |
0,4 |
0,41 |
0,24 |
H1 = 680 |
|||||||||||
h = 170 |
|||||||||||
h1 = 300 |
|||||||||||
Dф = 290 |
|||||||||||
hфс = 212 |
|||||||||||
d1 = 155 |
|||||||||||
d2 = 150 |
Клапан запорный со свободными фланцами.
Черт. 12
Таблица 8
Значения относительных температур деталей
высокотемпературной арматуры
в стационарном режиме (изделия с цельными фланцами в соединении корпус-крышка)
Параметры рабочей среды |
Температура окружающей среды, °С |
Основные размеры, мм |
Материал основных деталей |
Наименование деталей |
|||||||
t, °C |
P, МПа |
Горловина (.)1 |
Нижний фланец (.)2 |
Верхний фланец (.)5 |
Втулка (.)3 |
Шпилька (.)4 |
Резьбовая пара (.)6 |
||||
1. Клапан сильфонный с ручным управлением Ду 10 С26063-010 |
300 |
20,0 |
30 - 35 |
L = 96 |
Сталь ХН35ВТ; 14Х17Н2 |
0,87 |
0,82 |
0,58 |
- |
0,61 |
0,25 |
H1 = 240 |
|||||||||||
h = 15 |
|||||||||||
h1 = 115 |
|||||||||||
Dф = 98 |
|||||||||||
hфс = 60 |
|||||||||||
d1 = 50 |
|||||||||||
d2 = 60 |
|||||||||||
2. Клапан сильфонный с пневмоприводом Ду 10 НГ26524-010 |
300 |
20,0 |
35 - 40 |
L = 130 |
Сталь 08Х18Н10Т; ХН35ВТ |
0,93 |
0,87 |
0,55 |
0,77 |
0,56 |
0,14 |
H1 = 385 |
|||||||||||
h = 24 |
|||||||||||
h1 = 140 |
|||||||||||
Dф = 120 |
|||||||||||
hфс = 90 |
|||||||||||
d1 = 60 |
|||||||||||
d2 = 65 |
|||||||||||
3. Клапан сильфонный с ручным управлением Ду 25 С26063-025 |
300 |
20,0 |
30 - 35 |
L = 160 |
Сталь 08Х18Н10Т; 5ХН35ВТ; 14Х17Н2 |
0,86 |
0,81 |
0,49 |
0,72 |
0,58 |
0,32 |
H1 = 620 |
|||||||||||
h = 35 |
|||||||||||
h1 = 15 |
|||||||||||
Dф = 120 |
|||||||||||
hфс = 78 |
|||||||||||
d1 = 65 |
|||||||||||
d2 = 70 |
|||||||||||
4. Клапан сильфонный с пневмоприводом Ду 25 С96547-025 |
300 |
18,0 |
30 - 35 |
L = 160 |
Сталь 08Х18Н10Т; 14Х17Н2; ХН35ВТ |
0,93 |
0,9 |
0,6 |
0,79 |
0,53 |
0,3 |
H1 = 335 |
|||||||||||
h = 35 |
|||||||||||
h1 = 145 |
|||||||||||
Dф = 140 |
|||||||||||
hфс = 96 |
|||||||||||
d1 = 60 |
|||||||||||
d2 = 65 |
|||||||||||
5. Клапан сильфонный с пневмоприводом Ду 32НГ26524-032 |
300 |
20,0 |
35 - 40 |
L = 180 |
Сталь 08Х18Н10Т; ХН35ВТ |
0,95 |
0,9 |
0,64 |
0,84 |
0,6 |
0,25 |
H1 = 496 |
|||||||||||
h = 45 |
|||||||||||
h1 = 180 |
|||||||||||
Dф = 135 |
|||||||||||
hфс = 100 |
|||||||||||
d1 = 70 |
|||||||||||
d2 = 78 |
|||||||||||
6. Клапан сильфонный с пневмоприводом Ду 50 С96547-050 |
300 |
18,0 |
35 - 40 |
L = 230 |
Сталь 08Х18Н10Т; 14Х17Н2; ХН35ВТ |
0,93 |
0,77 |
0,51 |
0,66 |
0,63 |
0,27 |
H1 = 525 |
|||||||||||
h = 70 |
|||||||||||
h1 = 249 |
|||||||||||
Dф = 185 |
|||||||||||
hфс = 116 |
|||||||||||
d1 = 80 |
|||||||||||
d2 = 90 |
Клапан запорный с цельными фланцами
Черт. 13
Справочное
1. М.А. Михеев «Основы теплопередачи», Энергия М. 1977 г.
2. В.П. Исаченко и др. «Теплопередача», Энергоиздат, М. 1981 г.
3. Н.Б. Варгафтик «Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей», Наука М., 1972 г.
4. В.С. Чиркин «Теплофизические свойства материалов ядерной техники», Атомиздат М., 1968.
5. Министерство энергетики и электрификации СССР, ВТИ им. Дзержинского «Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике», Энергия М., Л., 1967 г.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН ЦКБА Ленинградского научно-производственного объединения арматуростроения «Знамя труда» им. И.И. Лепсе.
ИСПОЛНИТЕЛИ: В.И. Лебедевич, начальник лаборатории 154
Г.И. Сергевнина, начальник сектора
С.Н. Пономарева, инженер-исследователь
В.И. Балкина, инженер-исследователь III кат.
Г.А. Митин, инженер-исследователь II кат.
2. УТВЕРЖДЕН ЛНПОА «Знамя труда» им. И.И. Лепсе и зарегистрирован за № от 14.12.1989 г.
3. Срок проверки - 1994 г.
Периодичность проверки - пять лет.
4. Взамен РТМ 26-07-121-71 и РТМ 26-07-122-71
СОДЕРЖАНИЕ