低温阀门阀盖颈部长度设计计算.pdf

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第 1期阀门一 1I一
摘要用传热学原理分析低温阀门阀盖颈部温度的变化,推导出颈部长度 L的计算公式。
主一调:慨疆闫设计 j 7
l一前t 根据傅里叶定律和牛顿定律,式中
低温阀门输送的介质易燃、暑=II、蕾透性 TI。 d . QI=--KA

阀门不同的特殊要求。在低温工况下,随着介质 Q⋯一x乱+
温度降低,填料的弹性和密封性下降,容易在填 Q ==hPAx(T— T∞)
料函处产生泄漏或结冰,影响阀门的安全操作。将 Q⋯Q + Q 代入式(1)得

性能,必须将低温阀门的阀盖设计成长颈结构, x +x舞 cT--T~ --h
以防止或减少体腔内的低温向填料函处扩散. (2)
使填料在较高的温度下工作,提高填料的使用式中 K——
性能和使用寿命。数,为计算方便视为常数
——
图 I为均匀圆柱体的温度分布沿 X 轴方 A——均匀圆柱体的截面积,
向的变化。由于横向温度梯度较小,所以任一截
一
面均为等温面,属一维传热同题。{ 。,m
P——均匀圆柱体的周长,P—
T ——均匀圆柱体周围介质的温度,K
用 Ax除式(2)得
! ! 一一:。
当△x一0时取极限得微分方程
d2T 一面4h(T—T )一O
令 m j ,忙T—
图 1 均匀圆柱体的一维稳态热传导
:e=o,该方程的通解为
元的热平衡同题。在稳态条件下,从图 1中x处 0:C1e + e⋯(3)
导入的热量 q 必须等于在 x+Ax处导出的热为了求式(3)中的系数 C 、C。需要两个边
量 Qx+ 加上由 X和 x+Ax之间表面对流带走界条件。下面考虑四组边界条件:
的热量 Q。.平衡方程为
QI—Ck十一 Q =0 (I)
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2 2 阀门 992妊 l
x— co _I= U 的基本公式。
x—L处的温度
x= 0 0=0n 图 2是低温阀门阕盖颈部的基本结构。颈
x— L b= nL 部长度 L是指填料底部到上密封座上平面之间
。
x= 0 0= 略阀杆带来的影响,图2符合 a组或 c组边界
条件得出的结果。
: L 一 0
略填料的影响,颈部温度分布为
d、导向端部的热量等于端部的对漉换热量
x= 0 日= 0n = 一
x--L — K :dO
= h0
在四组边界条件里,第一千条件都相同,
即圆柱体根部温度都等于与之相连的物体的表
面温度。第二个条件取决于 x:L(端部)处的条
件。由四组边界条件得出的结果分别为:
a组边界条件
T --T ~
: = 一一。 e⋯(4)¨
b组边界条件
00 0一T善一T00 、。。=(等一一e e -