Civil Engineering Reference
In-Depth Information
hh
′
−
′
12
m
=
nm
=
m
(2.37)
D
D
V(2)
h
′
Enthalpie der siedenden Flüssigkeit vor dem Ventil bei dem Druck
p
1
, dem absoluten
Druck im abzusichernden Anlagenteil
h
′
Enthalpie der siedenden Flüssigkeit bei dem Druck
p
2
, dem absoluten Fremdgegendruck
direkt am Ventilaustritt
D
Verdampfungsenthalpie des Fluids, bezogen auf den Druck
p
2
V(2)
Mit diesen Teilströmen können die Strömungsquerschnitte für den maximal abzuführenden
Massenstrom nach den Gl. (2.34), z. B. nach AD 2000-A2, berechnet werden. Der Gesamt-
querschnitt
A
ges
ergibt sich aus der Addition der beiden Phasenquerschnitte der Flüssigkeit
A
1F
und des bei der Entspannung entstehenden Dampfes
A
1D
:
A
ges
=
A
1, F
+
A
1, D
.
Aus VdTÜV-100/2 ist zu entnehmen, dass dieser Gesamtquerschnitt zur Sicherheit um
20 % erhöht wird, sodass der engste Strömungsquerschnitt
A
ges, 20 %
des Ventils im Zulauf
resultiert:
(
)
A
=
1, 2
AA
.
+
ges,20 %
1,F
1,D
Die Berechnungen des engsten Strömungsquerschnitts beziehen sich üblicherweise auf
Fluide, die eine ähnliche Viskosität wie Wasser aufweisen. Bei zähen Flüssigkeiten ist mit
einem größeren Widerstand zu rechnen, sodass der erforderliche Strömungsquerschnitt des
Sicherheitsventils erweitert werden sollte. Nach z. B. DIN IEC 534 Teil 2-1 und API RP 512
wird zur Berücksichtigung dieser Widerstände mit der Einführung eines Korrekturfaktors
gearbeitet, der von der Strömungsgeschwindigkeit abhängig und der ≤ 1 ist. Der engste
Strömungsquerschnitt
A
ist durch diesen Korrekturfaktor zu dividieren.
Beispiel:
Ein Vorratsbehälter wird über eine Speisepumpe mit Reinstwasser von maximal 20 °C
versorgt. Die Speisepumpe ist in der Lage, maximal 10 m
3
/h zu fördern. Die maximale Förder-
höhe der Pumpe liegt bei 20 m Wassersäule (
p
≈ 2 bar Überdruck und ≈ 3 bar absolut). Der
Druckbehälter ist mit einem zulässigen Betriebsdruck von 2 bar absolut ausgelegt, sodass eine
Druckabsicherung erforderlich ist und der absolute Ansprechdruck dieser Absicherung auf
1,8 bar absolut festgelegt werden kann. Da es sich um Wasser handelt und der Behälter in einem
Raum mit Bodenabläufen installiert ist, ist keine Abblaseleitung erforderlich, sodass der absolute
Gegendruck von etwa 1 bar (Atmosphärendruck absolut) zu berücksichtigen ist. Der maximale
Volumenstrom, der abzuführen ist, beträgt somit
3
V
=
10 m
/h
.
Lösung
Aus Tabelle Anhang A1 folgt
20 °C
= 998,2 kg/m
3
und aus dem Bauteilprüfblatt des Herstellers
eines vorausgesuchten Ventils
W
= 0,40. Somit ergibt sich
m
=
=
V
998,2 10 kg/h
⋅
=
9982 kg/h
20 °C
D =−=
pp p
1,8 bar
−
1,0 bar
=
0,8 bar
1
2
9982
3 600
m
2
−
42
2
A
=
=
m
=
5,4910
m
=
549 mm
2
D
p
5
0,40
⋅
2 0,8 10
⋅
⋅
⋅
998,2
W
4
A
4 549
⋅
d
=
=
mm
=
27 mm
π
π
