圧力逃がし弁の流量容量の計算方法 - ブログ

圧力リリーフバルブの流量容量の計算方法

圧力リリーフバルブのサプライヤーとして、私はこれらのバルブの流量容量を正確に計算することが非常に重要であることを理解しています。圧力リリーフバルブは、過圧状態を防止することで、さまざまな産業システムの安全性と適切な動作を確保する上で重要な役割を果たします。このブログ投稿では、圧力リリーフバルブの流量容量を計算するプロセスを案内し、情報に基づいた意思決定を行うために必要な知識を提供します。

圧力リリーフバルブの基本を理解する

計算プロセスを詳しく説明する前に、圧力リリーフバルブとは何か、そしてそれがどのように機能するかを明確に理解することが重要です。圧力リリーフバルブは、システムが所定の設定値に達したときに開いてシステムから過剰な圧力を解放するように設計された安全装置です。これは、機器への損傷を防ぎ、人員を保護し、システムの完全性を維持するのに役立ちます。

圧力リリーフバルブには、スプリング式、パイロット操作式、バランス式ベローズバルブなど、いくつかの種類があります。それぞれのタイプには独自の特性と用途がありますが、制御された方法で過剰な圧力を解放するという基本原則は同じです。

流量に影響を与える要因

圧力リリーフバルブの流量容量は、次のようないくつかの要因によって決まります。

バルブサイズ: バルブの物理的なサイズは通常インチまたはミリメートルで表され、流量の決定に重要な役割を果たします。一般に、大きなバルブは小さなバルブよりも高い流量能力を持ちます。
設定圧力: 設定圧力は、バルブが開いて過剰な圧力を逃がすように設計されている圧力です。設定圧力を高くすると流量が増加する可能性がありますが、特定の用途に合わせてバルブのサイズと定格が適切であることを確認することが重要です。
背圧: 背圧とは、圧力リリーフバルブの下流に存在する圧力を指します。背圧が高いとバルブの流量が減少する可能性があるため、バルブを選択およびサイズ設定する際にはこの要素を考慮することが重要です。
流体の特性: 密度、粘度、圧縮率など、リリーフされる流体の特性もバルブの流量に影響を与える可能性があります。最適なパフォーマンスを確保するには、流体が異なれば、異なるバルブ構成とサイズが必要になる場合があります。

流量の計算

圧力リリーフバルブの流量を計算するにはいくつかの方法がありますが、最も一般的に使用される方法の 1 つは API 520 規格です。この規格は、さまざまな用途向けの圧力リリーフバルブのサイズ設定と選択に関するガイドラインを提供しており、業界で広く認識されています。

API 520 規格を使用して圧力リリーフバルブの流量を計算するための基本式は次のとおりです。
[W = C_d \times A \times \sqrt{2 \times \rho \times \Delta P}]
どこ：

(W) は質量流量です (ポンド/時間またはキログラム/秒)
(C_d) はバルブの効率を考慮した吐出係数です。
(A) はバルブの有効流量面積です (平方インチまたは平方メートル単位)。
(\rho) は流体の密度です (ポンド/立方フィートまたはキログラム/立方メートル)
(\Delta P) はバルブ全体の差圧です (ポンド/平方インチまたはパスカル)

この式を使用するには、各変数の値を決定する必要があります。吐出係数((C_d))は通常、バルブメーカーの資料から、または流量試験を実施することによって取得できます。有効流量面積 ((A)) はバルブのサイズと設計によって決まり、メーカーから入手することもできます。流体の密度 ((\rho)) は測定または参照テーブルから取得でき、圧力差 ((\Delta P)) は設定圧力と背圧の差です。

計算プロセスの各ステップを詳しく見てみましょう。

放電係数の決定 ((C_d)): 吐出係数はバルブの効率の尺度であり、バルブの設計、シート構成、流量特性などの要素が考慮されます。通常、これはバルブのメーカーによって提供され、バルブのタイプとサイズに応じて 0.6 ～ 0.95 の範囲になります。
有効流量面積の計算((A))：有効流路面積は、バルブが開いたときに流体が流れる面積です。これはバルブのサイズと設計によって決まり、メーカーの資料から入手できます。たとえば、2 インチのバルブの有効流量面積は 3.14 平方インチです。
流体の密度を求める ((\rho)): 緩和される流体の密度は、流量計算における重要な要素です。密度計を使用して測定するか、参照テーブルから取得できます。たとえば、室温の水の密度は、1 立方フィートあたり約 62.4 ポンドです。
圧力差を計算します ((\Delta P))：差圧は設定圧力と背圧の差です。圧力差がバルブの動作範囲内にあることを確認することが重要です。たとえば、設定圧力が 100 psi で背圧が 20 psi の場合、圧力差は 80 psi になります。
質量流量((W))の計算: 吐出係数 ((C_d))、有効流量面積 ((A))、流体密度 ((\rho))、および差圧 ((\Delta P)) の値を決定したら、式を使用して質量流量 ((W)) を計算できます。たとえば、(C_d) = 0.8、(A) = 3.14 平方インチ、(\rho) = 62.4 ポンド/立方フィート、(\Delta P) = 80 psi の場合、質量流量は次のように計算できます。
[W = 0.8 \times 3.14 \times \sqrt{2 \times 62.4 \times 80}]
[W = 0.8 \times 3.14 \times \sqrt{9984}]
[W = 0.8 \times 3.14 \times 99.92]
[W = 251.1 ポンド/時]

適切な圧力リリーフバルブの選択

圧力リリーフバルブの流量容量を計算したら、用途に適したバルブを選択することが重要です。考慮すべき重要な要素は次のとおりです。

バルブの種類: 前述したように、圧力リリーフバルブにはいくつかの種類があり、それぞれに独自の特性と用途があります。バルブのタイプを選択するときは、リリーフされる流体のタイプ、設定圧力、背圧などのシステム固有の要件を考慮してください。
バルブサイズ: バルブサイズは、計算された流量容量とシステムの要件に基づいて選択する必要があります。バルブの性能や信頼性に影響を与える可能性があるため、バルブが大きすぎたり小さすぎたりしないようにすることが重要です。
材質と構造: 圧力リリーフバルブの材質と構造は、リリーフされる流体とシステムの動作条件に適合する必要があります。バルブの材質を選択する際は、耐食性、温度許容差、圧力定格などの要素を考慮してください。
認証と規格: 圧力リリーフバルブが API 520、ASME、ISO などの関連する業界標準および認証を満たしていることを確認してください。これはバルブの品質と信頼性を確保するのに役立ちます。

当社の製品範囲

当社は圧力リリーフバルブのサプライヤーとして、さまざまな業界のニーズを満たす高品質のバルブを幅広く提供しています。当社の製品ポートフォリオには次のものが含まれます。

ミニ掘削機用の熱い販売の油圧制御弁バランスバルブ: このバルブはミニショベルで使用するために設計されており、信頼性の高い圧力リリーフと流量制御を提供します。
油圧リフト操作バルブ: 油圧リフト用途に最適なこのバルブは、正確な圧力調整とスムーズな動作を提供します。
油圧カウンターバランスバルブ Vbcd G12-DE: このバルブはさまざまな油圧システムに適しており、優れたカウンターバランス機能と圧力解放機能を提供します。
オーバーセンターバルブ YKD: このバルブはオーバーセンター用途で使用するように設計されており、過圧状態を防止することで安全で信頼性の高い動作を保証します。
双方向油圧カウンターバランスバルブコントロールバルブ工場: 当社の双方向油圧カウンターバランスバルブは、幅広い用途で正確な制御と信頼性の高い性能を提供します。