陆培文阀门设计手册第三版计算书
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气动阀计算书一、概述本计算书旨在为气动阀的设计和选型提供依据,包括气动阀的结构设计、流量计算、压力损失计算、气源压力和气动执行器的选择等。
二、设计参数1. 阀体材质:不锈钢2. 最大工作压力:0.1~1.0MPa3. 工作介质:空气或其他无腐蚀性气体4. 工作温度:-20℃~+70℃5. 流量范围:根据实际需求进行计算三、结构设计1. 阀体形状:选择标准圆形阀体2. 阀座材料:不锈钢3. 密封材料:丁腈橡胶或聚四氟乙烯4. 阀瓣材质:不锈钢5. 连接方式:法兰连接6. 驱动方式:气动7. 控制方式:二位五通电磁阀控制8. 安装方式:水平或垂直安装四、流量计算根据实际需求,计算气动阀的最大流量,为气动执行器的选择提供依据。
具体计算过程如下:1. 根据管道直径和流速,计算出管道的流量。
2. 根据气动阀的流通面积,计算出气动阀的流量。
3. 根据实际需求,选择合适的气动执行器型号和规格。
五、压力损失计算气动阀的压力损失计算对于气源压力的选择和气动执行器的选型具有重要意义。
具体计算过程如下:1. 根据管道直径和长度,计算出管道的压力损失。
2. 根据气动阀的结构和尺寸,计算出气动阀的压力损失。
3. 将管道和气动阀的总压力损失考虑在内,选择合适的气源压力。
六、气源压力选择根据压力损失计算结果,选择合适的气源压力,确保气动阀的正常工作。
具体选择过程如下:1. 根据实际需求和工作条件,选择合适的气源压力范围。
2. 在满足工作压力的前提下,选择较低的气源压力,以降低能源消耗。
七、气动执行器选型根据流量计算结果和压力损失计算结果,选择合适的气动执行器型号和规格。
具体选型过程如下:1. 根据气动执行器的输出力矩和工作压力,确定所需的气动执行器型号。
2. 根据实际需求和工作条件,选择合适的输出形式(如直线位移、旋转角度等)。
3. 根据连接方式和安装尺寸,选择合适的气动执行器规格。
4. 根据工作环境和安全要求,选择合适的防护等级和附件。
式中符号1计算壁厚S B ’P*Dn/(2.3*[σL]-P+C mm 3.3657142862计算压力P 设计给定MPa 1.63计算内径DN 设计给定mm 484许用拉应力[σL ]查《阀门设计计算手册》表3-3MPa 925腐蚀余量C 设计给定mm 36实际壁厚S B设计给定mm67标准壁厚GB/T1224 5.5式中符号1密封面计算比压qMPa63阀座密封面内径D1设计给定mm 354阀座密封面外径D2设计给定mm 405设计压力q 设计给定MPa 1.66密封必须比压q mf查表MPa 77密封材料许用比压[q]查表MPa20式中符号密封总作用力QN1451.936单位计算数据一.壁厚计算软密封41球阀(DN20)序号计算数据名称符号公式二.密封比压计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据结论 qmf<q<[q] 故合格三.密封总作用力计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据2阀座密封面内径D1设计给定mm 353阀座密封面外径D2设计给定mm 334设计压力q 设计给定MPa 1.6式中符号1阀杆力矩MF MQF+MFT+MFCN.mm 3629.129085球体与阀座间的摩擦力矩MQF 3.14Dmp^2*P*fm*R(1+cos)/8cos N.mm 3186.012285摩擦因数fm 0.05密封面平均直径Dmp 设计都给定mm 30.3密封角cos 设计者给定mm 42.67球的半径R 设计者给定mm 22.52阀杆与填料的摩擦力矩MFT QT*Dt/2N.mm 443.1168填料与阀杆之间的摩擦力QT N63.3024阀杆直径Dt 设计都给定mm 14圈数Z 设计者给定3单圈填料高度hmm5式中符号1阀杆端头扭转剪切应力τn Mf/w^1/2Mpa14.46559744断面抗扭系数W βa^3250.88宽度a mm8系数β0.49阀杆许用扭转剪切应力五.阀杆力矩计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据九.阀杆头部强度计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据。
目录一、设计基本参数 (2)1、型号 (2)2、执行标准 (2)3、阀门结构 (2)二、计算过程 (2)1、密封面比压的验算 (2)2、阀体最小壁厚计算 (3)①、查表法 (3)②、计算法 (3)3、闸板的计算 (3)4、阀杆得强度计算 (4)5、阀杆头部强度验算 (6)6、阀杆稳定性验算 (7)7、中法兰连接螺栓 (7)7。
1常温时强度验算 (7)7。
2中法兰连接螺栓初加温时强度验算 (9)7。
3中法兰连接螺栓高温时强度验算 (10)8、阀体(中法兰)强度验算 (11)9、阀盖的强度验算 (13)10、阀盖支架(T型加强筋) (14)11、手轮总扭矩及圆周力 (16)参考文献 (18)一、 设计基本参数:1、型 号:80Z40H —402、执行标准:阀门设计按照GB/T 12234-2007年的规定; 阀门法兰按照GB/T 9113.1—4的规定; 阀门结构长度按照GB/T 12221的规定; 阀门试验与检验按照GB/T 13927的规定;3、技术参数:①、公称尺寸DN:80 ②、公称压力PN :40 ③、适用温度范围:≤350℃ ④、介质化学性能:水、蒸汽、油品. 4、阀门结构:①、密封副结构:环状密封 ②、中法兰结构:凹凸面 ③、阀杆结构:明杆二、 计算过程: 1、密封面比压的验算1、密封面比压计算公式:-—-—---④ 式中:阀座密封面内径d= 80 mm ; 阀座密封面宽度bm= 10 mm; 2、出口端阀座密封面上的总作用力: 式中:作用在出口密封面上的介质静压力:2MJ Q =0.785(d+bm)P = 25446.90 N ;①)()(MPa bmbm d Q q MZ+=π)(N Q Q QMJ MF MZ+=密封面上达到必需比压时的作用力:MF MF Q =(d+bm)bmq π= 21205。
75 N ;②代入得:MZ Q = 21205。
75 N; 代入④得:q= 16。
2.0寸卫生级全启式安全计算书根据《实用阀门设计手册》(陆培文主编,机械工业出版社出版,2006年1月第1版)所列安全阀的通用计算项目如下(表5-39)及安全阀专用计算项目:通用及专用计算项目:1.阀体厚度计算2.阀盖厚度3.阀座密封面面上计算比压4.弹簧理论计算5.安全流道直径计算6.安全阀额定排量计算本阀门阀体材质采用316L,阀盖采用304,快装卡箍采用304,因阀门设计手册上没有相应的材质,故采用相近的1Cr18Ni9Ti材质进行验算。
一.阀体厚度计算(表5-168,第1014页)阀体厚度S’B=(P*Dn)/(2.3*[σL]-P)+C;其中:P为公称压力,安全阀设计公称压力:0.7Mpa,故P=0.7计算通径Dn=72.9mm许用应力[σL]查表3-3(第597),[σL]=92Mpa设计给定腐蚀余量C为0.5mm计算给果:S’B=0.846mm阀体最薄处设计厚度S B:1.65mmS’B< S B=1.65mm故阀体厚度设计合理。
二.阀盖厚度因本安全阀采用的是卡箍连接,其阀盖等同于快装盲板,依据DIN 32675-2009标准,对于快装接头使用工作压力之规定:Rohraußendurchmesser von 6,35 mm bis 42,4 mm: 2,5 MPa (25 bar);Rohraußendurchmesser von 48,3 mm bis 76,2 mm: 1,6 MPa (16 bar);Rohraußendurchmesser von 85,0 mm bis 219,1 mm: 1,0 MPa (10 bar).本安全阀连接采用85口径的快装卡盘(106),依据以上所引用标准要求,工作压力为1.0Mpa,故符合设计要求。
三.3.阀座密封面面上计算比压(表5-197,第1115页)介质压力为p时密封面上比压力:q1=D m(p S-p)/4b≥q MF因设计输入的整定压力p s=0.7Mpa,依据安全阀密封性能试验的相关规定《实用阀门设计手册》表10-40,安全阀的密封性能试验压力,为整定压力的90%,故:设备正常工作压力:p=0.63Mpa,关闭件密封面平均直径:DM=32.16mm(设计给定)关闭件密封面宽度:b=1.3mm (设计给定)M密封面必需压力: q MF=(0.4+0.6PN)/ 10/b(表3-13,662页)Mb=1.3mm(设计给定)MPN:取1.0Mpa计算结果:q=2.77MpaMF密封面比压力:q1= D m(p S-p)/4b =4.33 Mpa,验算结果:q1=4.33≥q MF =2.77, 故密封设计合格。
压力平衡式油封旋塞阀设计计算说明书一、设计参数及条件1)采用倒装式旋塞压力平衡式油密封结构、金属密封面、双向零泄漏、防火和防静电2)口径DN300 压力等级1500LB。
3)工作温度:-29-180℃4)工作介质:水、蒸汽、天然气、煤气、油品等5)连接型式及驱动方式:法兰、涡轮蜗杆装置6)材质:阀体:WCB(铸件),A216 WCB(GB12229)旋塞:A217 CA15+氮化(ZG1Cr13 GB2100)7)阀体外设有双密封脂注入装置8)设计使用寿命:30年以上二、设计依据及参考资料设计制造标准:API599、API6D结构长度标准:ASME B16.10连接法兰标准:ASME B16.5压力温度等级:ASME B16.34试验检验标准:API 598耐火设计执行API Spec 6FA《阀门设计手册》三、设计计算说明(一)旋塞:1、结构设计。
(流通面积计算、平衡孔、非对称油槽、止回阀)2、强度校核。
3.上下端压力平衡计算。
4.密封面宽度。
(二)阀体:1、结构设计。
2、壁厚。
3、强度校核。
(三)阀杆:1、结构设计。
2、强度校核。
(四)填料及填料压板:1、结构设计。
2、强度校核。
(五)下端盖:1、结构设计。
2、强度校核。
(六)装置选配(七)注脂润滑结构:1、结构设计。
2、油膜的建立和保持(油膜强度、最小有膜厚度)。
3、密封脂选择。
4.注脂枪选择。
(八)防火和防静电设计。
工具书:1.阀门设计手册红皮-简称(1手册)2.阀门设计手册2007版蓝皮-简称(2手册)一旋塞计算(参见P433-434(1手册)(1)旋塞的设计1.旋塞锥度的确定:测量3.5°2.旋塞通道的设计:1)Am:阀体通道孔最小面积(52888.909)A:设计的最小面积:(24734)缩颈比例:A/Am=52888.909/24734=0.4673.塞体及密封面设计:除开口面积外其余均为密封面4.大端平衡孔:设2 个压力平衡孔兼工艺孔(配研用)M205.非对称油槽位置:按图6.材料:A217 CA15+氮化(ZG1Cr13 GB2100)(2)旋塞受力分析及计算1.求旋塞预紧力。
2.0寸卫生级全启式安全计算书根据《实用阀门设计手册》(陆培文主编,机械工业出版社出版,2006年1月第1版)所列安全阀的通用计算项目如下(表5-39)及安全阀专用计算项目:通用及专用计算项目:1.阀体厚度计算2.阀盖厚度3.阀座密封面面上计算比压4.弹簧理论计算5.安全流道直径计算6.安全阀额定排量计算本阀门阀体材质采用316L,阀盖采用304,快装卡箍采用304,因阀门设计手册上没有相应的材质,故采用相近的1Cr18Ni9Ti材质进行验算。
一.阀体厚度计算(表5-168,第1014页)阀体厚度S’B=(P*Dn)/(2.3*[σL]-P)+C;其中:P为公称压力,安全阀设计公称压力:0.7Mpa,故P=0.7计算通径Dn=72.9mm许用应力[σL]查表3-3(第597),[σL]=92Mpa设计给定腐蚀余量C为0.5mm计算给果:S’B=0.846mm阀体最薄处设计厚度S B:1.65mmS’B< S B=1.65mm故阀体厚度设计合理。
二.阀盖厚度因本安全阀采用的是卡箍连接,其阀盖等同于快装盲板,依据DIN 32675-2009标准,对于快装接头使用工作压力之规定:Rohraußendurchmesser von 6,35 mm bis 42,4 mm: 2,5 MPa (25 bar);Rohraußendurchmesser von 48,3 mm bis 76,2 mm: 1,6 MPa (16 bar);Rohraußendurchmesser von 85,0 mm bis 219,1 mm: 1,0 MPa (10 bar).本安全阀连接采用85口径的快装卡盘(106),依据以上所引用标准要求,工作压力为1.0Mpa,故符合设计要求。
三.3.阀座密封面面上计算比压(表5-197,第1115页)介质压力为p时密封面上比压力:q1=D m(p S-p)/4b≥q MF因设计输入的整定压力p s=0.7Mpa,依据安全阀密封性能试验的相关规定《实用阀门设计手册》表10-40,安全阀的密封性能试验压力,为整定压力的90%,故:设备正常工作压力:p=0.63Mpa,关闭件密封面平均直径:DM=32.16mm(设计给定)关闭件密封面宽度:=1.3mm (设计给定)bM密封面必需压力: q MF=(0.4+0.6PN)/ (表3-13,662页)b/10M=1.3mm(设计给定)bMPN:取1.0Mpa计算结果:=2.77MpaqMF密封面比压力:q1= D m(p S-p)/4b =4.33 Mpa,验算结果:q1=4.33≥q MF =2.77, 故密封设计合格。
阀门设计计算书一、引言阀门作为流体控制的重要设备,其设计计算是确保其正常运行的关键。
本文将对阀门设计计算的相关内容进行详细介绍。
二、阀门选型计算1. 流量计算根据阀门所处的工况和要求,通过流量计算确定阀门的尺寸和额定流量。
流量计算可以通过根据流体的性质和系统需求,利用公式或者流量计算软件进行求解。
2. 压力损失计算阀门在实际工作中会产生一定的压力损失,因此需要进行压力损失计算。
根据阀门的类型、材料、流体性质、流速等参数,通过经验公式或者阀门厂家提供的数据,计算出阀门的压力损失。
3. 阀门尺寸计算阀门的尺寸设计是根据工作流量和压力损失来确定的。
根据流量和压力损失计算的结果,结合阀门的特性曲线,选择合适的阀门尺寸。
三、阀门材料计算1. 阀门材料选择根据阀门所处的工况和流体性质,选择合适的阀门材料。
常见的阀门材料有铸铁、碳钢、不锈钢等,根据阀门的工作温度和介质的特性,选择适合的材料。
2. 阀门密封材料选择阀门的密封性能对其正常运行起着至关重要的作用。
根据阀门的工作温度、压力和介质的特性,选择合适的阀门密封材料。
常见的阀门密封材料有橡胶、聚四氟乙烯等。
四、阀门强度计算1. 阀门承受的压力计算根据阀门的工作压力和尺寸,计算阀门承受的压力。
可以通过应力分析和弹性力学原理进行计算。
2. 阀门的开启和关闭力矩计算阀门的开启和关闭力矩对其操作起着重要作用。
通过阀门的结构设计和力学计算,计算出阀门的开启和关闭力矩。
五、阀门可靠性计算1. 阀门的寿命计算根据阀门的设计寿命要求和使用环境,通过可靠性计算,预测阀门的使用寿命,并进行合理的设计。
2. 阀门的安全系数计算阀门在使用过程中需要考虑一定的安全系数,以应对突发情况。
通过对阀门的设计参数和工作条件进行计算,确定阀门的安全系数。
六、阀门流体特性计算1. 阀门的流量特性计算阀门的流量特性对其控制性能起着决定性作用。
通过阀门的结构和流体力学计算,确定阀门的流量特性,包括开启度、流量系数等。